שני מעכבים יכולים להוריד את קצב התגובה בדיוק באותה מידה, ולפי מדידה בודדת לא תוכלו להבחין ביניהם. המבחן שמפריד ביניהם הוא אחד: מה קורה כשמציפים את המערכת בסובסטרט.

מעכב תחרותי: תחרות על אותו כיס

מְעַכֵּב תַּחֲרוּתִי (competitive inhibitor) הוא מולקולה בעלת דִּמְיוֹן מִבְנִי (structural similarity) לסובסטרט. הדמיון בצורה ובמטען מאפשר לה להיכנס לאתר הפעיל ולהיקשר בו, אך היא אינה עוברת את התגובה שהאנזים מזרז. כל עוד המעכב יושב באתר הפעיל, האתר חסום ומולקולת סובסטרט אינה יכולה להיקשר בו.

המעכב והסובסטרט מתחרים על אותו אתר עצמו, ולכן חלוקת האתרים ביניהם נקבעת מיחס הריכוזים שלהם בתמיסה ומחוזק הקשירה של כל אחד. כאן טמון המבחן המכריע: העלאת ריכוז הסובסטרט ← עלייה ביחס המפגשים לטובת הסובסטרט ← יותר אתרים פעילים נתפסים על ידי סובסטרט ← הקצב שב ועולה. בריכוז סובסטרט גבוה מספיק ניתן להגיע כמעט למהירות המרבית המקורית. במילים אחרות, מעכב תחרותי אינו מוריד את התקרה — הוא רק מחייב ריכוז סובסטרט גבוה יותר כדי להתקרב אליה.

דוגמה רפואית מרכזית היא הסטטינים, התרופות הנפוצות להורדת כולסטרול. האנזים HMG-CoA רדוקטאז מזרז את השלב קובע הקצב בייצור כולסטרול בכבד. במולקולת הסטטין יש חלק הדומה במבנהו לסובסטרט HMG-CoA, ולכן היא נכנסת לאתר הפעיל ונקשרת בו — בזיקה גבוהה בערך פי 10,000 מזו של הסובסטרט הטבעי. משם: ירידה בפעילות האנזים ← ירידה בייצור כולסטרול בכבד ← עלייה במספר הקולטנים ל־LDL בקרום תאי הכבד ← קליטה מוגברת של LDL מהדם ← ירידה בריכוז ה־LDL בדם.

מעכב לא תחרותי: שינוי צורה מרחוק

מְעַכֵּב לֹא תַּחֲרוּתִי (non-competitive inhibitor) אינו דומה לסובסטרט ואינו נכנס לאתר הפעיל כלל. הוא נקשר לאתר אחר על פני האנזים, אֲתָר אַלּוֹסְטֵרִי (allosteric site), והקשרים שהוא יוצר שם מושכים את שרשרת החומצות האמיניות ומשנים את המִּבְנֶה הַמֶּרְחָבִי (conformation) של החלבון. השינוי מתפשט אל האתר הפעיל: צורתו משתנה, ההתאמה בינו לבין הסובסטרט נפגמת, וקצב הזירוז יורד.

מכיוון שהמעכב והסובסטרט אינם נקשרים לאותו אתר, אין ביניהם תחרות: שניהם יכולים להיות קשורים לאנזים בו־זמנית. לכן הצפת המערכת בסובסטרט אינה מסלקת את המעכב ואינה מבטלת את השפעתו. מולקולות האנזים שהמעכב קשור אליהן יוצאות בפועל ממאגר האנזים הפעיל, ולכן התקרה עצמה — המהירות המרבית — יורדת. השרשרת: המעכב נקשר לאתר האלוסטרי ← שינוי במבנה המרחבי של האנזים ← שינוי בצורת האתר הפעיל ← ירידה בקצב, גם בריכוז סובסטרט גבוה מאוד.

גם כאן יש רפואה מוחשית. תרופות ממשפחת NNRTI לטיפול ב־HIV, כמו נבירפין ואפבירנז, נקשרות לכיס הידרופובי הסמוך לאתר הפעיל של האנזים הנגיפי רוורס טרנסקריפטאז אך נפרד ממנו, ומעוותות את האתר הפעיל כך שבניית ה־DNA הנגיפי נעצרת; העלאת ריכוז הנוקלאוטידים בתא אינה משחררת את העיכוב. דוגמה אחרת היא הרעלת עופרת: העופרת נקשרת לקבוצות המכילות גופרית באנזים ALAD, ממסלול בניית ההם, ומשבשת את מבנהו המרחבי ← ירידה בייצור הם ← ירידה בייצור המוגלובין ← אנמיה.

מה תפקיד המיטוכונדריון בתא?