1 
 
Enzymová kinetika – část 3 (inhibice) 
Úloha 1 
Vypočtěte % inhibice enzymové reakce při [S] = KM a [I] = KI , je‐li užito inhibitoru a)  kompetitivního, 
b) akompetitivního, c) nekompetitivního.  
 
 
 
 
 
 
 
 
Úloha 2 
Enzymovou přeměnu určitého substrátu charakterizuje hodnota KM = 10‐4
 mol.dm‐3
.Jaká zdánlivá 
Michaelisova konstanta by byla experimentálně zjištěna, kdyby se substrát v zásobním roztoku ze 3 % 
rozložil na účinný kompetitivní inhibitor reakce (Ki = 10‐6 
mol.dm‐3
) tak, že z každé molekuly 
rozloženého substrátu by vznikla molekula inhibitoru? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
Úloha 3 
Ethylenglykol (1,2‐ethandiol) vyvolává po požití otravu tím, že se oxiduje v játrech až na toxickou 
kyselinu šťavelovou. První stupeň uskutečňuje enzym jaterní alkoholdehydrogenasa (ADH). Jako 
antidotum proto lze aplikovat látky inhibující oxidaci ethylenglykolu tímto enzymem. 
a) Přípravek proinebrium působí jako nekompetitivní inhibitor ADH (KI = 2 μmol.dm‐3
). Určete jeho 
koncentraci potřebnou k 95% inhibici ADH. 
b) Rychlost oxidace ethylenglykolu (KM = 0,1 mmol.dm‐3
) lze snížit podáním ethanolu jako 
alternativního substrátu enzymu (KM = 0,01 mmol.dm‐3
). Jaká koncentrace ethanolu je potřebná k 
95% inhibici oxidace ethylenglykolu přítomného v koncentraci 50 μmol.dm‐3 
? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Úloha 4 
Kompetitivní inhibitor přidaný v koncentraci 50 μmol.dm‐3
 vedl k 3,5 násobnému zmenšení úseku na 
vodorovné ose Lineweaver‐Burkova grafu. Vypočtěte KI. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
Úloha 5 
Oxidační dekarboxylace 2‐oxoisovalerátu (S) je uskutečňována multi‐enzymovým komplexem 
dehydrogenasy rozvětvených oxokyselin a probíhá podle rovnice: 
2‐oxoisovalerát + CoASH + NAD+
 → isobutyryl‐CoA + CO2 + NADH + H+ 
Bylo zjištěno, že reakci reverzibilně inhibují p‐chlorfenoxymethylpropionát (I) resp. fenylpyruvát (J). 
Výsledky kinetického studia inhibice uvedenými látkami shrnují následující tabulky ‐ hodnoty rychlostí 
v (nmol.min‐1
.mg‐1
) pro dané kombinace koncentrací substrátu a inhibitorů: 
   [S] (μmol.dm‐3
) 
[I] (μmol.dm‐3
)  5  10  20  40 
0  8,8  13,9  19,8  25,0 
50  5,7  8,5  11,3  13,4 
100  4,3  6,1  7,9  9,2 
200  2,8  3,9  4,9  5,6 
 
   [S] (μmol.dm‐3
) 
[J] (μmol.dm‐3
)  5  10  20  40 
0  5,6  9,6  14.9  20,7 
50  2.8  5,0  8,2  12,0 
100  1,9  3,4  5,7  8,5 
200  1,2  2,1  3,5  5,3 
 
Pro oba případy určete typ inhibice a vyhodnoťte rovnovážné konstanty disociace inhibitoru z 
komplexů enzym‐inhibitor a enzym‐substrát‐inhibitor. Objasněte, čím se liší působení inhibitorů I a J.  
 
 
 
 
 
4 
 
Úloha 6 
Michaelisova konstanta hydrolýzy acetylcholinu acetylcholinesterasou se rovná 0,26 mmol.dm‐3
. Při 
nadbytku substrátu je reakce inhibována vznikem neaktivního ternárního komplexu ES2 (KI = 32 
mmol.dm‐3
). Vypočtěte koncentraci acetylcholinu, při níž enzymová reakce probíhá nejrychleji. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Úloha 7 
Po inkubaci roztoku enzymu E se vzrůstajícími koncentracemi inhibitoru I byl přidán nadbytek 
substrátu a změřena počáteční rychlost enzymové reakce v. Výsledky ukazuje tabulka: 
[I]0 x 108 
(mol.dm‐3
)  0  1  2  3  4 
v x 107
 (mol.s‐1
)  7,5  6,0  4,5  3,0  1,5 
 
Ukažte, že pozorovanou inhibice lze považovat za ireversibilní a vypočtěte koncentraci aktivních 
center v roztoku (předpokládáme vazbu 1 molekuly I do aktivního centra). 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
Úloha 8 
Aktivitu katalytického centra enzymu lze stanovit titrací ireversibilním inhibitorem. U surového 
preparátu cholinesterasy z hovězích erythrocytů bylo pozorováno, že jeho počáteční aktivita rovná 
3,2 nkat poklesla při inkubaci s 1,6∙10‐12
 mol dicyklohexylfluorofosfonátu (DCFP) o 31 %, kdežto u 
vzorku částečně purifikovaného enzymu o aktivitě 2,1 nkat činil zjištěný úbytek 82 %. Určete z těchto 
údajů zdánlivé aktivity katalytických center obou enzymových preparátů a pokuste se objasnit příčinu 
rozdílu vypočtených hodnot. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Úloha 9 
K úplné inaktivaci 1 mg čistého enzymu je zapotřebí 25 nmol AgNO3. Vypočtěte minimální relativní 
molekulovou hmotnost enzymu. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
Úloha 10 
Enzym deoxyriboza‐5‐fosfát‐aldolasa z bakterie Salmonella typhimurium katalyzuje reverzibilní 
štěpení deoxyribosa‐5‐fosfátu na glyceraldehyd‐3‐fosfát a acetaldehyd. Jako meziprodukt se reakcí 
aminoskupiny aktivního centra s aldehydovou skupinou substrátu vytváří Schiffova báze. Bylo 
zjištěno, že akrolein způsobuje účinnou ireverzibilní inhibici aldolasy. V jednom z experimentů bylo 
určité množství enzymu inkubováno s různými počátečními koncentracemi akroleinu a po 5 minutách 
byl měřením residuální aktivity určen stupeň inaktivace v %. 
[akrolein]0 (mmol dm‐3
)  0,13  0,25  0,50  1,00  2,00 
% inaktivace  26,3  41,7  57,1  69,0  76,9 
 
Ukažte, že prvým krokem při inaktivaci enzymu je reverzibilní vazba akroleinu na enzym, stanovte 
zdánlivou disociační konstantu a porovnejte ji s Michaelisovou konstantou acetaldehydu  (KM = 
3,5.10‐3 
mol.dm‐3
). Pokuste se navrhnout mechanismus interakce akroleinu s deoxyribosa‐5‐fosfát‐
aldolasou.