Substratüberschusshemmung
Englisch: substrate inhibition, excess substrate inhibition
Definition
Die Substratüberschusshemmung ist ein Sonderfall der unkompetitiven Hemmung, bei der eine zu hohe Substratkonzentration zur Inhibition der enzymatischen Reaktion führt. Sie weicht daher von der klassischen Michaelis-Menten-Kinetik ab.
Mechanismus
Ein weiteres Substratmolekül bindet an einen bestehenden Enzym-Substrat-Komplex, wodurch der Zerfall in Produkt und Enzym gestoppt wird. Die maximale Reaktionsgeschwindigkeit Vmax nimmt ab, während die Michaelis-Menten-Konstante Km unverändert bleibt oder sich sogar scheinbar erhöht.
Geschwindigkeitsgleichung
![{\displaystyle {\displaystyle v={\frac {V_{\max }}{1+{\frac {K_{m}}{[S]}}+{\frac {[S]}{K_{i}}}}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5902c9586a198ae5410ba0e786cdc70bf73b38f6)
- v = Reaktionsgeschwindigkeit
- Vmax = maximale Reaktionsgeschwindigkeit
- S = Substratkonzentration
- Km = Michaelis-Menten-Konstante
- Ki = Inhibitionskonstante
Klinische Relevanz
Die Substratüberschusshemmung dient als Schutzmechanismus zur Vermeidung der Überproduktion bestimmter Metabolite und dem Erreichen von toxischen Konzentrationen.
Wichtige Enzyme, die durch Substratüberschusshemmung reguliert werden, sind:
Labormedizin
Enzymbasierte Labortests können bei zu hoher Substratkonzentration verfälscht werden und fälschlich niedrige Enzymaktivitäten suggerieren.
Quelle
- Leow und Chan, Atypical Michaelis-Menten kinetics in cytochrome P450 enzymes: A focus on substrate inhibition, Biochem Pharmacol, 2019