“竞争性抑制”的版本间的差异

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<div style="padding: 0 4%; line-height: 1.8; color: #1e293b; font-family: 'Helvetica Neue', Helvetica, 'PingFang SC', Arial, sans-serif; background-color: #ffffff; max-width: 1200px; margin: auto;">
 
<div style="padding: 0 4%; line-height: 1.8; color: #1e293b; font-family: 'Helvetica Neue', Helvetica, 'PingFang SC', Arial, sans-serif; background-color: #ffffff; max-width: 1200px; margin: auto;">
  
 
     <div style="margin-bottom: 30px; border-bottom: 1.2px solid #e2e8f0; padding-bottom: 25px;">
 
     <div style="margin-bottom: 30px; border-bottom: 1.2px solid #e2e8f0; padding-bottom: 25px;">
 
         <p style="font-size: 1.1em; margin: 10px 0; color: #334155; text-align: justify;">
 
         <p style="font-size: 1.1em; margin: 10px 0; color: #334155; text-align: justify;">
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             <strong>竞争性抑制</strong>（Competitive Inhibition）是酶抑制作用中最常见、机制最明确的一种类型。在这种模式下，抑制剂（Inhibitor, I）与底物（Substrate, S）在化学结构上通常具有相似性，因此它们会争夺酶（Enzyme, E）上的同一个<strong>[[活性位点]]</strong>（Active Site）。这种结合是<strong>互斥</strong>的：酶可以结合底物形成 ES 复合物，也可以结合抑制剂形成 EI 复合物，但不能同时结合两者（即不存在 ESI 复合物）。竞争性抑制的关键特征是可以通过<strong>增加底物浓度</strong>来逆转抑制效果。
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             <strong>竞争性抑制</strong>（Competitive Inhibition）是[[酶抑制]]作用中最常见、机制最明确的一种类型。在这种模式下，[[抑制剂]]（Inhibitor, I）与[[底物]]（Substrate, S）在化学结构上通常具有相似性，因此它们会争夺[[酶]]（Enzyme, E）上的同一个<strong>[[活性位点]]</strong>（Active Site）。这种结合是<strong>互斥</strong>的：酶可以结合底物形成 ES 复合物，也可以结合抑制剂形成 EI 复合物，但不能同时结合两者（即不存在 ESI 复合物）。竞争性抑制的关键特征是可以通过<strong>增加底物浓度</strong>来逆转抑制效果。
 
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                     <th style="text-align: left; padding: 6px 12px; background-color: #f8fafc; color: #475569; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; width: 40%;">[[Vmax]]</th>
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                     <th style="text-align: left; padding: 6px 12px; background-color: #f8fafc; color: #475569; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; width: 40%;"><i>V</i><sub>max</sub></th>
 
                     <td style="padding: 6px 12px; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; color: #16a34a;"><strong>不变</strong> (Unchanged)</td>
 
                     <td style="padding: 6px 12px; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; color: #16a34a;"><strong>不变</strong> (Unchanged)</td>
 
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                     <th style="text-align: left; padding: 6px 12px; background-color: #f8fafc; color: #475569; border-bottom: 1px solid #e2e8f0;">[[Km]] (表观)</th>
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                     <th style="text-align: left; padding: 6px 12px; background-color: #f8fafc; color: #475569; border-bottom: 1px solid #e2e8f0;"><i>K</i><sub>m</sub> (表观)</th>
 
                     <td style="padding: 6px 12px; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; color: #b91c1c;"><strong>增大</strong> (Increased)</td>
 
                     <td style="padding: 6px 12px; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; color: #b91c1c;"><strong>增大</strong> (Increased)</td>
 
                 </tr>
 
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                     <th style="text-align: left; padding: 6px 12px; background-color: #f8fafc; color: #475569; border-bottom: 1px solid #e2e8f0;">LB双倒数图</th>
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                     <th style="text-align: left; padding: 6px 12px; background-color: #f8fafc; color: #475569; border-bottom: 1px solid #e2e8f0;">[[双倒数图]]</th>
 
                     <td style="padding: 6px 12px; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; color: #0f172a;">相交于 Y 轴</td>
 
                     <td style="padding: 6px 12px; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; color: #0f172a;">相交于 Y 轴</td>
 
                 </tr>
 
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第80行： 第79行：
  
 
     <ul style="padding-left: 25px; color: #334155;">
 
     <ul style="padding-left: 25px; color: #334155;">
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         <li style="margin-bottom: 12px;"><strong>占位效应：</strong> 抑制剂与酶的活性位点结合，物理占据了底物本应结合的空间。由于位点被封锁，底物无法进入，酶无法催化反应。</li>
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         <li style="margin-bottom: 12px;"><strong>占位效应：</strong> 抑制剂与酶的[[活性位点]]结合，物理占据了底物本应结合的空间。由于位点被封锁，底物无法进入，酶无法催化反应。</li>
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         <li style="margin-bottom: 12px;"><strong>动态平衡：</strong> 抑制剂与酶的结合通常是可逆的（通过氢键、范德华力等非共价键）。酶处于“结合底物”与“结合抑制剂”的动态竞争中，胜负取决于两者的<strong>浓度</strong>和<strong>亲和力</strong>。</li>
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         <li style="margin-bottom: 12px;"><strong>动态平衡：</strong> 抑制剂与酶的结合通常是可逆的（通过[[氢键]]、[[范德华力]]等非共价键）。酶处于“结合底物”与“结合抑制剂”的动态竞争中，胜负取决于两者的<strong>浓度</strong>和<strong>亲和力</strong>。</li>
 
     </ul>
 
     </ul>
  
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     <div style="background-color: #f0f9ff; border-left: 5px solid #1e40af; padding: 15px 20px; margin: 20px 0; border-radius: 4px;">
 
     <div style="background-color: #f0f9ff; border-left: 5px solid #1e40af; padding: 15px 20px; margin: 20px 0; border-radius: 4px;">
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         <h3 style="margin-top: 0; color: #1e40af; font-size: 1.1em;">为什么 Vmax 不变？</h3>
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         <h3 style="margin-top: 0; color: #1e40af; font-size: 1.1em;">为什么 <i>V</i><sub>max</sub> 不变？</h3>
 
         <p style="margin-bottom: 0; text-align: justify; font-size: 0.95em; color: #334155;">
 
         <p style="margin-bottom: 0; text-align: justify; font-size: 0.95em; color: #334155;">
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             当底物浓度 $[S]$ 增加到无穷大时，底物分子在数量上占据绝对优势，能够将所有的抑制剂从活性位点上“挤走”。此时，所有的酶分子都与底物结合（$ES$ 复合物），因此反应速率依然可以达到最大值 $V_{max}$。
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             当[[底物浓度]] [S] 增加到无穷大时，底物分子在数量上占据绝对优势，能够将所有的抑制剂从活性位点上“挤走”。此时，所有的酶分子都与底物结合（ES 复合物），因此反应速率依然可以达到最大值 <strong><i>V</i><sub>max</sub></strong>。
 
         </p>
 
         </p>
 
     </div>
 
     </div>
第96行： 第95行：
  
 
     <ul style="padding-left: 25px; color: #334155;">
 
     <ul style="padding-left: 25px; color: #334155;">
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         <li style="margin-bottom: 12px;"><strong>Apparent $K_m$ ($K_m^{app}$) 增大：</strong>  
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         <li style="margin-bottom: 12px;"><strong>表观 <i>K</i><sub>m</sub> (<i>K</i><sub>m</sub><sup>app</sup>) 增大：</strong>  
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             <br>由于抑制剂的存在，酶对底物的“表观亲和力”下降（需要更多的底物才能达到 $1/2 V_{max}$）。数学上表现为：
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             <br>由于抑制剂的存在，酶对底物的“表观亲和力”下降（需要更多的底物才能达到 1/2 <i>V</i><sub>max</sub>）。其数学关系为：
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             <br>$$K_m^{app} = K_m (1 + \frac{[I]}{K_i})$$
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             <br><span style="background-color: #fef08a; padding: 2px 5px; border-radius: 3px; font-weight: bold; color: #854d0e;"><i>K</i><sub>m</sub><sup>app</sup> = <i>K</i><sub>m</sub> (1 + [I] / <i>K</i><sub>i</sub>)</span>
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             <br>其中 $[I]$ 是抑制剂浓度，$K_i$ 是抑制常数。</li>
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             <br>其中 [I] 是抑制剂浓度，<i>K</i><sub>i</sub> 是[[抑制常数]]（数值越小，抑制越强）。</li>
 
         <li style="margin-bottom: 12px;"><strong>双倒数图 (Lineweaver-Burk Plot)：</strong>  
 
         <li style="margin-bottom: 12px;"><strong>双倒数图 (Lineweaver-Burk Plot)：</strong>  
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             <br>不同浓度的抑制剂曲线会<strong>相交于 Y 轴</strong>（$1/V_{max}$ 点），但 X 轴截距（$-1/K_m$）会向原点移动（绝对值变小）。</li>
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             <br>不同浓度的抑制剂曲线会<strong>相交于 Y 轴</strong>（1/<i>V</i><sub>max</sub> 点），但 X 轴截距（-1/<i>K</i><sub>m</sub>）会向原点移动（绝对值变小）。</li>
 
     </ul>
 
     </ul>
  
第115行： 第114行：
 
                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1; font-weight: 600;">[[他汀类]] (Statins)</td>
 
                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1; font-weight: 600;">[[他汀类]] (Statins)</td>
 
                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">HMG-CoA 还原酶</td>
 
                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">HMG-CoA 还原酶</td>
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                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">竞争 <strong>HMG-CoA</strong>。阻断甲羟戊酸途径，降低胆固醇合成。</td>
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                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">竞争 <strong>HMG-CoA</strong>。阻断甲羟戊酸途径，降低[[胆固醇]]合成。</td>
 
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                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1; font-weight: 600;">[[甲氨蝶呤]] (MTX)</td>
 
                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1; font-weight: 600;">[[甲氨蝶呤]] (MTX)</td>
 
                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">二氢叶酸还原酶 (DHFR)</td>
 
                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">二氢叶酸还原酶 (DHFR)</td>
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                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">竞争 <strong>二氢叶酸</strong>。结构极为相似，阻断 DNA 合成所需的四氢叶酸生成。</td>
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                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">竞争 <strong>二氢叶酸</strong>。结构极为相似，阻断 DNA 合成所需的[[四氢叶酸]]生成。</td>
 
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                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1; font-weight: 600;">磺胺类抗生素</td>
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                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1; font-weight: 600;">[[磺胺类]]抗生素</td>
 
                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">二氢叶酸合成酶</td>
 
                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">二氢叶酸合成酶</td>
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                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">竞争 <strong>PABA</strong> (对氨基苯甲酸)。细菌无法合成叶酸而死亡。</td>
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                 <td style="padding: 10px; border: 1px solid #cbd5e1;">竞争 <strong>PABA</strong> (对氨基苯甲酸)。细菌无法合成[[叶酸]]而死亡。</td>
 
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第145行： 第144行：
 
         <p style="margin: 12px 0; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; padding-bottom: 10px;">
 
         <p style="margin: 12px 0; border-bottom: 1px solid #e2e8f0; padding-bottom: 10px;">
 
             [2] <strong>Cheng Y, Prusoff WH. (1973).</strong> <em>Relationship between the inhibition constant (KI) and the concentration of inhibitor which causes 50 per cent inhibition (I50) of an enzymatic reaction.</em> <strong>[[Biochemical Pharmacology]]</strong>. <br>
 
             [2] <strong>Cheng Y, Prusoff WH. (1973).</strong> <em>Relationship between the inhibition constant (KI) and the concentration of inhibitor which causes 50 per cent inhibition (I50) of an enzymatic reaction.</em> <strong>[[Biochemical Pharmacology]]</strong>. <br>
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             <span style="color: #475569;">[点评]：提出了著名的 <strong>Cheng-Prusoff 方程</strong>，建立了 IC50 与 Ki 在竞争性抑制中的换算关系。</span>
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             <span style="color: #475569;">[点评]：提出了著名的 <strong>Cheng-Prusoff 方程</strong>，建立了 [[IC50]] 与 <i>K</i><sub>i</sub> 在竞争性抑制中的换算关系。</span>
 
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2026年1月29日 (四) 03:31的最新版本

竞争性抑制（Competitive Inhibition）是酶抑制作用中最常见、机制最明确的一种类型。在这种模式下，抑制剂（Inhibitor, I）与底物（Substrate, S）在化学结构上通常具有相似性，因此它们会争夺酶（Enzyme, E）上的同一个活性位点（Active Site）。这种结合是互斥的：酶可以结合底物形成 ES 复合物，也可以结合抑制剂形成 EI 复合物，但不能同时结合两者（即不存在 ESI 复合物）。竞争性抑制的关键特征是可以通过增加底物浓度来逆转抑制效果。

竞争性抑制
Enzyme Kinetics Model (点击展开)
               [Image:Competitive_inhibition_mechanism_active_site]
机制：互斥结合 (Mutually Exclusive)
动力学特征
Vmax 不变 (Unchanged)
Km (表观) 增大 (Increased)
双倒数图 相交于 Y 轴
机制属性
结合位点 活性位点 (正构)
结合对象 游离酶 (Free Enzyme)
逆转方式 增加底物浓度 [S]
经典药物
降脂药 他汀类 (竞争 HMG-CoA)
抗癌药 甲氨蝶呤 (竞争叶酸)
解毒药 乙醇 (竞争甲醇代谢)

分子机制：鹊巢鸠占

竞争性抑制剂通常是底物的结构类似物（Structural Analog）。它们利用分子拟态（Molecular Mimicry）欺骗酶的活性位点：

  • 占位效应： 抑制剂与酶的活性位点结合，物理占据了底物本应结合的空间。由于位点被封锁，底物无法进入，酶无法催化反应。
  • 动态平衡： 抑制剂与酶的结合通常是可逆的（通过氢键、范德华力等非共价键）。酶处于“结合底物”与“结合抑制剂”的动态竞争中，胜负取决于两者的浓度和亲和力。

动力学特征：Km 变大，Vmax 不变

为什么 Vmax 不变？

当底物浓度 [S] 增加到无穷大时，底物分子在数量上占据绝对优势，能够将所有的抑制剂从活性位点上“挤走”。此时，所有的酶分子都与底物结合（ES 复合物），因此反应速率依然可以达到最大值 Vmax。 

   [Image:Lineweaver_Burk_plot_competitive_inhibition]
  • 表观 Km (Kmapp) 增大：
    由于抑制剂的存在，酶对底物的“表观亲和力”下降（需要更多的底物才能达到 1/2 Vmax）。其数学关系为：
    Kmapp = Km (1 + [I] / Ki)
    其中 [I] 是抑制剂浓度，Ki 是抑制常数（数值越小，抑制越强）。
  • 双倒数图 (Lineweaver-Burk Plot)：
    不同浓度的抑制剂曲线会相交于 Y 轴（1/Vmax 点），但 X 轴截距（-1/Km）会向原点移动（绝对值变小）。

临床药理学经典案例

药物类别 抑制靶点 (酶) 竞争底物 & 机制
他汀类 (Statins) HMG-CoA 还原酶 竞争 HMG-CoA。阻断甲羟戊酸途径，降低胆固醇合成。
甲氨蝶呤 (MTX) 二氢叶酸还原酶 (DHFR) 竞争 二氢叶酸。结构极为相似，阻断 DNA 合成所需的四氢叶酸生成。
磺胺类抗生素 二氢叶酸合成酶 竞争 PABA (对氨基苯甲酸)。细菌无法合成叶酸而死亡。
卡托普利 (ACEi) 血管紧张素转化酶 (ACE) 竞争 血管紧张素 I。降低血压。 
       学术参考文献 [Academic Review]

[1] Copeland RA. (2000). Enzymes: A Practical Introduction to Structure, Mechanism, and Data Analysis. Wiley-VCH.
[点评]：酶动力学领域的经典教科书，系统阐述了竞争性抑制的数学模型和实验测定方法。

[2] Cheng Y, Prusoff WH. (1973). Relationship between the inhibition constant (KI) and the concentration of inhibitor which causes 50 per cent inhibition (I50) of an enzymatic reaction. Biochemical Pharmacology.
[点评]：提出了著名的 Cheng-Prusoff 方程，建立了 IC50 与 Ki 在竞争性抑制中的换算关系。 

           竞争性抑制 · 知识图谱
核心参数 Km (变大) • Vmax (不变) • Ki (抑制常数)
对比概念 非竞争性抑制 (Vmax变小) • 反竞争性抑制 • 混合型抑制
药理应用 正构抑制 • 他汀类 • 解毒剂
相关图形 双倒数图 (Lineweaver-Burk) • 米氏方程
取自“https://www.yiliao.com/index.php?title=竞争性抑制&oldid=316096”