酶的抑制作用是由于某些物質與酶相互作用后導致酶反應速率的下降。引起抑制作用的物質稱抑制劑。抑制作用有可逆與不可逆的。可逆抑制又有競爭性抑制、非競爭性抑制和不競爭性抑制之分。常用反應式(4)和式(5)來表示可能發生的相互作用。
E+IE=I (4)
ES+I=ESI (5)
此外I為抑制劑;EI為酶-抑制劑絡合物;ESI為酶-抑制劑-底物絡合物。抑制劑可以按式(4)和式(5)所示的相互作用,降低式(1)的反應速率。
①競爭性抑制作用 抑制劑與底物結構相似,與底物對酶分子上相同的活性部位發生競爭性結合,生成絡合物,如式(4)所示。競爭性抑制可用增加酶反應中底物濃度而逆轉以解除抑制作用。如果抑制劑是產物時,則稱競爭性產物抑制,反應過程中常采取增加底物濃度,或不斷將產物分離出去,降低產物濃度,提高反應速率。
②非競爭性抑制作用 是由于一種抑制劑既與酶也與酶-底物絡合物相互作用引起的結果。如式(4)和式(5)所示,這類抑制作用不能用提高底物濃度來消除。如果抑制劑是產物時,則稱為非競爭性產物抑制,在所有范圍的底物濃度下,產生的抑制作用是一致的。凡是有產物抑制的酶反應常優先采用連續管式或分批釜式反應器。
③不競爭性抑制作用 如式 (5)所示,抑制劑只與酶-底物絡合物相互作用。在低底物濃度下,其抑制作用比在高底物濃度下所產生的效應(對照百分率)為少。在不少酶反應過程中,底物也是抑制劑,底物抑制的酶反應常采用連續釜式反應器生產,它比分批式反應器有利。
以上三種可逆抑制酶反應的修正米氏方程式(見表),有一般表達式和典型表達式。前者用K抑制常數;后者用K,KP分別為底物和產物抑制常數;I表示抑制劑的濃度;P表示產物濃度。