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Un inhibiteur enzymatique est une substance se liant à une enzyme et qui en diminue l'activité. Un inhibiteur peut empêcher la fixation du substrat sur le site actif en se fixant à sa place, ou provoquer une déformation de l'enzyme qui rend celle-ci inactive (inhibiteur allostérique). L'inhibition des enzymes joue un rôle important dans le contrôle des mécanismes biologiques, et notamment dans la régulation des voies métaboliques. Puisque l'inhibition d'une enzyme peut tuer un pathogène ou corriger un déséquilibre métabolique, des applications existent dans de nombreux autres domaines : beaucoup de médicaments, pesticides ou insecticides sont des inhibiteurs enzymatiques. En enzymologie, les inhibiteurs sont très utilisés pour déterminer le mécanisme d'action d'une enzyme. Toutes les molécules ou ligands se liant à une enzyme ne sont pas des inhibiteurs, les activateurs enzymatiques existent également et accroissent l'activité de l'enzyme.
La liaison d'un inhibiteur peut empêcher un substrat de se fixer au site actif de l'enzyme et/ou l'enzyme de catalyser sa réaction. Cette inhibition peut être réversible ou irréversible. Les inhibiteurs irréversibles réagissent généralement avec l'enzyme et la modifient chimiquement. Il se fixent de manière covalente et modifient des résidus amino-acides clés, nécessaires à l'activité enzymatique. En revanche, les inhibiteurs réversibles se lient de façon non covalente et différents types d'inhibition en résultent selon que ces inhibiteurs lient l'enzyme, le complexe enzyme-substrat (ES) ou les deux.
Beaucoup de molécules de médicaments sont des inhibiteurs enzymatiques, de sorte que leur découverte et leur amélioration est un domaine de recherche actif en biochimie et en pharmacologie. Un médicament inhibiteur d'enzyme est souvent évalué par sa spécificité (l'absence de liaison à d'autres protéines) et sa puissance (sa constante de dissociation, ou d'inhibition, Ki, qui indique la concentration nécessaire pour inhiber l'enzyme). Une spécificité et une puissance grandes minimisent les effets secondaires d'un médicament et assurent donc une faible toxicité.
Ces inhibiteurs sont également produits naturellement et sont impliqués dans la régulation du métabolisme. Par exemple, les enzymes d'une voie métabolique peuvent être inhibées par des produits synthétisés en aval. Cette rétroinhibition ralentit le cours d'un processus au fur et à mesure que les produits s'accumulent et est un moyen important pour le maintien de l'homéostasie dans une cellule. D'autres inhibiteurs d'enzyme cellulaire sont les protéines qui se lient spécifiquement et inhibent une enzyme précise. Ils peuvent aider à contrôler les enzymes qui peuvent être préjudiciables à une cellule, tels que les protéases ou les nucléases, dont un exemple célèbre est l'inhibiteur de la ribonucléase, qui se lie à la ribonucléase dans l'une des plus étroites interactions protéine-protéine connues. Les inhibiteurs enzymatiques naturels peuvent aussi être des poisons et utilisés comme moyens de défense contre les prédateurs ou pour tuer des proies.