酶抑制劑是一種分子結合于酶并降低它的活性。通過與酶的活性位點結合，抑制劑降低了底物與酶的相容性，從而抑制了酶-底物復合物的形成，阻止了反應的催化作用，并減少了（有時為零）反應。可以說，隨著酶抑制劑濃度的增加，酶活性的速率降低，因此，產物的產生量與抑制劑分子的濃度成反比。由于阻斷酶的活性可以殺死病原體或糾正代謝失衡，許多藥物是酶抑制劑。它們還用于殺蟲劑中。并非所有與酶結合的分子都是抑制劑。酶激活劑與酶結合并增加其酶促活性，而酶底物在酶的正常催化循環中結合并轉化為產物。

抑制劑的結合可以阻止底物進入酶的活性位點和/或阻止酶催化其反應。抑制劑結合是可逆的或不可逆的。不可逆抑制劑通常會與酶反應并進行化學改變（例如，通過共價鍵形成）。這些抑制劑修飾了酶促活性所需的關鍵氨基酸殘基。相反，可逆抑制劑非共價結合，并且取決于這些抑制劑是否結合酶，酶-底物復合物或兩者結合而產生不同類型的抑制。

許多藥物分子是酶抑制劑，因此它們的發現和改進是生物化學和藥理學研究的活躍領域。藥用酶抑制劑通常由其特異性（缺乏與其他蛋白質的結合）和效力（其解離常數，表示抑制該酶所需的濃度）來判斷。高的特異性和效力確保藥物幾乎沒有副作用，因此毒性低。

酶抑制劑也天然存在，并參與代謝的調節。例如，代謝途徑中的酶可以被下游產物抑制。這種類型的負反饋減慢生產線時，產品開始建立并保持的重要途徑平衡的細胞。其他細胞酶抑制劑是特異性結合并抑制酶靶標的蛋白質。這可以幫助控制可能損害細胞的酶，例如蛋白酶或核酸酶。一個很好的例子是核糖核酸酶抑制劑，它與核糖核酸酶是已知最緊密的蛋白質-蛋白質相互作用之一。天然酶抑制劑也可以是有毒物質，可用作防御捕食者或殺死獵物的方法。

由于酶已經進化為緊密結合其底物，并且大多數可逆抑制劑都結合在酶的活性位點上，因此，其中一些抑制劑的結構與目標底物的結構驚人相似就不足為奇了。DHFR的抑制劑是突出的例子。這些底物模擬物的另一個例子是蛋白酶抑制劑，這是一類非常成功的用于治療HIV的抗逆轉錄病毒藥物。利托那韋的結構，利托那韋是一種基于肽并含有三個肽鍵的蛋白酶抑制劑，顯示在右側。由于這種藥物類似于HIV蛋白酶底物的蛋白質，因此它在酶的活性位點與該底物競爭。

通常將酶抑制劑設計為模擬酶催化反應的過渡態或中間體。這確保了抑制劑利用了酶的過渡態穩定作用，從而導致了比基于底物的設計更好的結合親和力（更低的K?_i）。這種過渡狀態抑制劑的一個例子是抗病毒藥奧司他韋;?這種藥物在病毒酶神經氨酸酶的反應中模仿了環氧鎓離子的平面性質。

但是，并非所有抑制劑都基于底物的結構。例如，另一種HIV蛋白酶抑制劑替普拉那韋的結構顯示在左側。該分子不是基于肽，并且與蛋白質底物沒有明顯的結構相似性。這些非肽抑制劑可能比含有肽鍵的抑制劑更穩定，因為它們不是肽酶的底物，并且降解的可能性較小。

在藥物設計中，重要的是要考慮目標酶所暴露的底物濃度。例如，某些蛋白激酶抑制劑的化學結構類似于三磷酸腺苷，這些酶的底物之一。但是，作為簡單競爭性抑制劑的藥物必須與細胞中高濃度的ATP競爭。蛋白激酶還可以通過在激酶與其底物蛋白相互作用的結合位點競爭而受到抑制，并且大多數蛋白以遠遠低于ATP濃度的濃度存在于細胞內。結果，如果兩種蛋白激酶抑制劑都以相似的親和力結合在活性位點上，但是只有一種必須與ATP競爭，那么蛋白結合位點上的競爭性抑制劑將更有效地抑制酶。

新藥是漫長的藥物開發過程的產物，xxx步通常是發現新的酶抑制劑。過去，發現這些新抑制劑的xxx方法是反復試驗：針對目標酶篩選龐大的化合物文庫，并希望能出現一些有用的線索。這種蠻力方法仍然是成功的，甚至通過組合化學方法得以擴展，該組合化學方法可快速產生大量新型化合物和高通量篩選技術，以快速篩選這些龐大的化學文庫中有用的抑制劑。

最近，一種替代方法被應用：合理的藥物設計使用酶活性位點的三維結構來預測哪些分子可能是抑制劑。然后測試了這些預測，這些測試的化合物之一可能是新型抑制劑。然后使用這種新的抑制劑嘗試獲得抑制劑/酶復合物中酶的結構，以顯示分子如何與活性位點結合，從而允許對抑制劑進行更改以嘗試優化結合。然后重復該測試和改善周期，直到產生足夠有效的抑制劑。基于計算機的方法預測抑制劑對酶的親和力的方法也在開發中，例如分子對接和分子力學。

酶抑制劑存在于自然界中，也作為藥理學和生物化學的一部分進行設計和生產。天然毒物通常是酶抑制劑，可以進化來保護植物或動物免受食肉動物侵害。這些天然毒素包括一些已知最劇毒的化合物。人工抑制劑通常用作藥物，但也可以是殺蟲劑（如馬拉硫磷）、除草劑（如草甘膦）或消毒劑（如三氯生）。其他人工酶抑制劑可阻斷乙酰膽堿酯酶（一種分解酶）乙酰膽堿，在化學戰中用作神經毒劑。

酶抑制劑的最常見用途是作為治療疾病的藥物。這些抑制劑中有許多靶向人的酶并旨在糾正病理狀況。但是，并非所有藥物都是酶抑制劑。有些藥物（例如抗癲癇藥）通過引起或多或少的酶的產生來改變酶的活性。這些作用稱為酶誘導和抑制，是基因表達的改變，與本文討論的酶抑制類型無關。其他藥物與不是酶的細胞靶標相互作用，例如離子通道或膜受體。

在比較甲氨蝶呤與葉酸的藥物中，一些抑制劑與它們靶向的酶的底物結構相似的另一個例子。葉酸是二氫葉酸還原酶的底物，二氫葉酸還原酶是一種參與制造核苷酸的酶，被甲氨蝶呤有效抑制。甲氨蝶呤阻斷了二氫葉酸還原酶的作用，從而停止了核苷酸的產生。這種核苷酸的生物合成阻滯比非分裂細胞對快速生長的細胞更具毒性，因為快速生長的細胞必須進行DNA復制，因此甲氨蝶呤常用于癌癥化療。

藥物還用于抑制病原體生存所需的酶。例如，細菌被厚的細胞壁包圍，該細胞壁由稱為肽聚糖的網狀聚合物制成。許多抗生素（例如青霉素和萬古霉素）會抑制產生這種酶的酶，然后將這種聚合物的鏈交聯在一起。這會導致細胞壁強度下降，細菌破裂。在該圖中，顯示了青霉素分子（以球形和棒狀顯示）與其靶標結合，即細菌Streptomyces?R61的轉肽酶（該蛋白顯示為帶狀圖）。

當人體中缺少病原體生存所必需的酶或兩者之間存在很大差異時，就會促進抗生素藥物的設計。在上面的示例中，人類沒有制造肽聚糖，因此該過程的抑制劑對細菌具有選擇性毒性。利用細菌中核糖體的結構差異或它們如何產生脂肪酸，在抗生素中也會產生選擇性毒性。

酶抑制劑在代謝控制中也很重要。細胞中的許多代謝途徑被代謝物抑制，這些代謝物通過變構調節或底物抑制來控制酶的活性。一個很好的例子是糖酵解途徑的變構調節。這種分解代謝途徑消耗葡萄糖并產生ATP、NADH和丙酮酸。調節糖酵解的關鍵步驟是磷酸果糖激酶-1催化的途徑中的早期反應（PFK1）。當ATP水平升高時，ATP會結合PFK1中的變構位點，從而降低酶反應的速率。糖酵解受到抑制，ATP產量下降。這種負反饋控制有助于維持細胞中ATP的穩定濃度。然而，代謝途徑不僅僅通過抑制來調節，因為酶激活同樣重要。對于PFK1、果糖2,6-二磷酸和ADP是變構活化劑的代謝產物。

生理酶抑制作用也可以通過特定的蛋白質抑制劑產生。這種機制發生在胰腺中、胰腺合成了許多被稱為酶原的消化前體酶。這些中的許多被胰蛋白酶蛋白酶激活，因此重要的是抑制胰腺中胰蛋白酶的活性以防止器官自身消化。控制胰蛋白酶活性的一種方法是在胰腺中產生特異性和有效的胰蛋白酶抑制劑蛋白。該抑制劑與胰蛋白酶緊密結合，防止了胰蛋白酶的活性，否則會損害器官。盡管胰蛋白酶抑制劑是一種蛋白質，但通過從胰蛋白酶的活性位點排除水并破壞過渡態的穩定性，可以避免被蛋白酶水解為底物。生理酶抑制劑蛋白的其他實例包括細菌核糖核酸酶barnase的barstar抑制劑。

許多農藥是酶抑制劑。乙酰膽堿酯酶（AChE）是一種在動物中發現的酶，從昆蟲到人類。它通過將神經遞質乙酰膽堿分解成其成分乙酸鹽和膽堿的機制，對神經細胞功能至關重要。這在神經遞質中有些不同尋常，因為包括5-羥色胺，多巴胺和去甲腎上腺素在內的大多數神經遞質都從突觸間隙吸收而不是裂解。大量的AChE抑制劑用于醫學和農業領域。可逆競爭性抑制劑，例如edrophonium，毒扁豆堿和新斯的明用于重癥肌無力的治療和麻醉。的氨基甲酸酯殺蟲劑也可逆AChE抑制物的例子。在有機磷農藥如馬拉硫磷，對硫磷和毒死蜱不可逆地抑制乙酰膽堿酯酶。

草甘膦除草劑是3-磷酸??鉀的1-羧基乙烯基轉移酶的抑制劑，其他除草劑，例如磺酰脲類抑制乙酰乳酸合酶。這兩種酶都是植物制造支鏈氨基酸所必需的。除草劑還可以抑制許多其他酶，包括脂質和類胡蘿卜素的生物合成以及光合作用和氧化磷酸化過程所需的酶。