競爭性抑制劑是一種能夠與酶的底物競爭性結合的分子。它們通常具有與底物類似的結構，可以與酶形成可逆的EI配位化合物，從而阻止底物與酶的結合。這種抑制作用的特點是，盡管抑制劑的存在增加了底物的濃度，但酶的最大反應速率（Vmax）保持不變，而米氏常數（Km）則變大。抑制程度取決于抑制劑濃度（I）、底物濃度（S）、Km和抑制劑的抑制常數（Ki）。當抑制劑濃度一定時，增加底物濃度可以減少抑制程度；而當底物濃度一定時，增加抑制劑濃度則會增加抑制程度。Ki值較低時，抑制程度較大；Ki值較大時，抑制作用較小。當抑制劑濃度等于Ki時，雙倒數圖直線的斜率會加倍。在一定的底物和抑制劑濃度下，Km值越低，抑制程度越小。
競爭性抑制劑可以分為兩類。第一類競爭性抑制劑在結構和化學性質上與底物非常相似，它們與酶的活性位點結合。第二類競爭性抑制劑則與底物在結構和化學性質上沒有相似之處，它們的結合位點也不是酶的活性位點。這兩種類型的抑制劑都通過與酶的結合來影響酶的活性，但結合的位置和方式不同。
在動力學方面，競爭性抑制的一個經典實例是丙二酸抑制琥珀酸脫氫酶。由于存在競爭關系，競爭性抑制劑能夠降低酶與底物的親和力，即提高Km值，但不影響Vmax。這意味著，盡管酶的反應速率在較低的底物濃度下可能會減慢，但在底物濃度足夠高時，酶的反應速率可以達到其最大值。這種機制對于調節酶活性和代謝途徑具有重要意義。
概念解析
如果抑制劑濃度恒定，則在低底物濃度([s])時抑制作用最為明顯，增大[s]，抑制作用隨之降低，直到[s]增大至很濃時，抑制作用近于消失，達到未加抑制劑時的最大反應速度()水平，其動力學特征是：表觀反應常數( )增大、不變。抑制程度只與抑制劑濃度有關。
典型的例子如丙二酸和草酰乙酸對琥珀酸脫氫酶的抑制；磺胺藥與對氨基苯甲酸(合成二氫葉酸的原料)抑制細菌二氫葉酸合成酶等。
結構特征
①底物類似物例如，α-葡糖酶抑制劑如阿卡波糖(acarbose)、伏格列波糖（voglibose）和米格列醇（米格列醇）
②過渡態類似物如苯甲丙氨醛是胰凝乳蛋白酶的過渡態抑制劑。
③其它化合物有些化合物的平面結構與底物并不相似，但立體構象十分相近，也成為競爭性抑制劑。某些競爭性抑制劑的作用原理是抑制劑與一些酶活性中心的金屬離子絡合，妨礙了底物的進入，從而起到抑制酶活性的目的。
雙倒數方程
以此方程所作曲線和各參數的值如下圖所示：
更詳細的分析，可以由此參考雙倒數方程與米氏常數相關的資料。
競爭性抑制作用Ki的求解方法
①從雙倒數圖計算出表觀米氏常數，然后代入可計算出。
②從雙倒數圖求得各I濃度下的 值對相應[I]再作圖，從再制圖的縱截距可直接測得Km，從其橫截距可直接測得Ki。
③從不同固定[I]下所作一簇直線的斜率對相應[I]再制圖，其縱截距為,斜率為，橫截距即為-。
競爭性抑制劑
④Dixon作圖法求值
計算公式
首先由此查看有關IC50的定義。它的值取決于實驗所用的酶和底物濃度，當酶的濃度固定時，IC50值與、 和 競爭性抑制劑
底物濃度[S]呈如下關系：
根據該方程式，當底物濃度大于值時，IC50值高于值，尤其當底物濃度較高時，值偏低更加明顯。
參考資料 >
競爭性抑制劑.qinqianshan.com.2024-04-01