Les inhibiteurs sont des molécules qui réduisent l’activité enzymatique en se liant à l’enzyme. Dans une cellule qui fonctionne normalement, les enzymes sont régulées par une variété d’inhibiteurs. Les médicaments et d’autres toxines peuvent également inhiber les enzymes. Certains inhibiteurs se lient au site actif de l’enzyme, tandis que d’autres inhibent l’activité enzymatique en se liant à d’autres sites de la structure protéique.

Les inhibiteurs compétitifs occupent le site actif des enzymes, ce qui les rend incapables d’accueillir le substrat. Cependant, des concentrations suffisamment élevées de substrat peuvent surpasser l’inhibiteur ; par conséquent, les inhibiteurs compétitifs ralentissent la vitesse de réaction initiale d’une enzyme, mais n’ont pas d’impact sur la vitesse maximale de l’enzyme. Un exemple d’inhibiteur compétitif est le médicament disulfirame, employé pour traiter l’alcoolisme chronique. Lorsque de l’alcool est ingéré, il est normalement transformé en acétaldéhyde, qui est ensuite transformé en acétyl-coenzyme A par l’acétaldéhyde déshydrogénase. Le disulfirame se lie et occupe le site actif de l’acétaldéhyde déshydrogénase, ce qui rend l’enzyme incapable d’effectuer cette transformation. En conséquence, un patient prenant du disulfirame commence immédiatement à éprouver des symptômes semblables à ceux de la gueule de bois, comme le mal de tête, diminuant ainsi la consommation d’alcool.

Les inhibiteurs non compétitifs se lient à des sites distincts sur l’enzyme, loin du site actif. Ceux-ci sont appelés sites allostériques et, lorsque les molécules s’y fixent, la forme du site actif est modifiée de sorte que l’enzyme a une affinité plus faible pour le substrat. Comme les inhibiteurs non compétitifs n’occupent pas le site actif, la présence de substrat supplémentaire est incapable de surmonter l’inhibition non compétitive et l’enzyme est incapable d’atteindre sa vitesse de réaction maximale.

La liaison covalente entre un inhibiteur et une enzyme est généralement irréversible, comme dans le cas de certaines toxines. La plupart des inhibiteurs régulateurs normalement actifs dans la cellule interagissent avec les enzymes par le biais de faibles interactions. Ce type de liaison est réversible et utile pour la régulation des processus métaboliques. L’exploration de nouvelles molécules pour inhiber de façon compétitive et non compétitive les enzymes régulant la croissance cellulaire dans le cancer est un domaine de recherche actif.