Aldolase Inhibitoren

Gängige Aldolase Inhibitors sind unter underem 2,3-Butanedione 2-Monoxime CAS 57-71-6, 4-Methylumbelliferone CAS 90-33-5, Sodium Fluoride CAS 7681-49-4, Palmitic Acid CAS 57-10-3 und NAD+, Free Acid CAS 53-84-9.

Chemische Inhibitoren der Aldolase können verschiedene Mechanismen nutzen, um ihre enzymatische Funktion zu stören, die eine entscheidende Rolle bei der Glykolyse spielt, indem sie die reversible Umwandlung von Fructose-1,6-bisphosphat in Glyceraldehyd-3-phosphat und Dihydroxyacetonphosphat katalysiert. So hemmt beispielsweise 2,3-Butandionmonoxim die Aldolase durch direkte Bindung an ihr aktives Zentrum, wodurch der Zugang von Fructose-1,6-Bisphosphat zur katalytischen Domäne effektiv blockiert und die Spaltungsreaktion verhindert wird. In ähnlicher Weise wirkt 4-Methylumbelliferon als kompetitiver Inhibitor, der dieselbe Stelle wie das Substrat besetzt und so die Fähigkeit des Enzyms, den glykolytischen Prozess zu erleichtern, behindert. Natriumfluorid hemmt das Enzym, indem es mit den Metallionen interagiert, die für die katalytische Aktivität der Aldolase wesentlich sind, was zu einem Funktionsverlust führt.

Andere Verbindungen, wie z. B. Palmitinsäure, können sich in lysosomale Membranen einlagern und die Stabilität und Membranassoziation der Aldolase verändern, die für ihre ordnungsgemäße Funktion erforderlich ist. Erythrose-4-Phosphat, ein strukturelles Analogon des Enzymsubstrats, konkurriert um die Bindung an die Aldolase und vermindert so deren Aktivität, indem es die Bindung des eigentlichen Substrats verhindert. Hohe Konzentrationen von Phosphat-Ionen können Aldolase durch Komplexbildung mit dem Substrat hemmen, wodurch das Enzym seine Aufgabe in der Glykolyse nicht mehr erfüllen kann. Außerdem kann NAD+ in hohen Konzentrationen zu einer unspezifischen Hemmung der Aldolase führen, möglicherweise durch strukturelle Veränderungen des Enzyms oder durch kompetitive Hemmungsmechanismen. Wirkstoffe wie EDTA hemmen die Aldolase ebenfalls, indem sie die notwendigen zweiwertigen Metallionen chelatieren und so die Aktivität des Enzyms deaktivieren. Darüber hinaus führen Verbindungen, die wichtige Reste des Enzyms verändern, wie Iodacetat, das Cysteinreste alkyliert, und 3-Bromopyruvinsäure, die an der katalytischen Stelle alkyliert, zu einer direkten Hemmung der glykolytischen Funktion der Aldolase. Phenylhydrazin trägt zu dieser Hemmung bei, indem es mit den Carbonylgruppen der Aldolase-Substrate Hydrazone bildet und so die Interaktion des Enzyms mit seinen natürlichen Substraten verhindert.