Sodium barbital is a slow reversible inactivator of rabbit-muscle creatine kinase

摘要

As a depressant of the central nervous system, the clinical effect of sodium barbital has been extensively studied. Here we report on sodium barbital as an inhibitor of rabbit-muscle creatine kinase (CK), which plays a significant role in energy homeostasis in the muscles. Although sodium barbital gradually inhibits the activity of CK with increased concentration, the inhibition effect can be completely reversed by dilution, indicating that the inactivation process is reversible. Detailed kinetics analysis, according to a previously presented theory, indicates that sodium barbital functions as a non complexing inhibitor, and its inhibition effect on CK is a slow reversible inactivation. In this study, a kinetic model of the substrate reaction is presented, and the microscopic rate constants for the reaction of sodium barbital with the free enzyme and the enzyme-substrate complexes are determined. Kinetic analysis reveals that sodium barbital might compete with both creatine and ATP, but mainly with creatine, to inhibit the activity of CK. The results suggest that CK might be a target for sodium barbital in vivo.Key words: creatine kinase; inactivation; kinetics; sodium barbital.En ses qualités de dépresseur du système nerveux central, les effets cliniques du barbital de sodium ont été exhaustivement étudiés. Nous décrivons ici le barbital de sodium en tant qu'inhibiteur de l'activité de la créatine kinase (CK) du muscle de lapin, laquelle joue un rôle significatif dans l'homéostasie de l'énergie musculaire. Le barbital de sodium inhibe graduellement l'activité de la CK en fonction de la concentration et cet effet inhibiteur peut être totalement renversé par la dilution, suggérant que le processus d'inhibition soit réversible. Une analyse cinétique détaillée, selon une théorie présentée antérieurement, indique que le barbital de sodium fonctionne sous forme d'inhibiteur non complexé et que l'inhibition de la CK est une inactivation lente et réversible. Dans cette étude, un modèle cinétique de réaction du substrat est présenté et les constantes du taux de réaction microscopique du barbital de sodium avec l'enzyme libre et les complexes enzyme-substrat sont déterminées. Les analyses cinétiques révèlent que le barbital de sodium pourrait entrer en compétition avec la créatine et l'ATP, mais surtout avec la créatine, afin d'inhiber l'activité de la CK. Ces résultats suggèrent que la CK puisse être une cible potentielle du barbital de sodium in vivo.Mots clés : créatine kinase, inactivation, cinétique, barbital de sodium.[Traduit par la Rédaction]