酵素催化的反應中，對於非競爭性抑制作用（ noncompetitive inhibition ）的敘述，下列何者最不適當？

本題觀念

探討 Michaelis–Menten 動力學框架下，noncompetitive inhibition（非競爭性抑制）的抑制劑結合部位、對最大反應速率（Vmax）及米氏常數（Km）的影響，以及是否能以提高底物濃度來逆轉抑制效應。

選項分析

• 選項A：抑制劑可以與受質同時結合到酵素上
  非競爭性抑制劑屬於 allosteric 抑制，能同時與底物（substrate）結合於不同位點，形成 ESI 也形成 EI 兩種失活複合物，與反應中間體 ES 並存，並不相互排他。此敘述正確。 (ncbi.nlm.nih.gov)

• 選項B：抑制劑結合到活化點以外的調節部位
  非競爭性抑制劑不與活性位（active site）結合，而是作用於 allosteric site（調節部位）；此種結合改變酵素構象，降低催化效率。此敘述正確。 (ciplav.com)

• 選項C：可提高受質濃度來達到無抑制劑存在下之最高反應速率
  非競爭性抑制減少可用的催化位點或降低 turnover number，導致 Vmax 下降；由於抑制不在活性位競爭，單純增加底物濃度無法恢復 Vmax。此敘述與非競爭性抑制特性相違，因此為最不適當選項。 (ncbi.nlm.nih.gov)

• 選項D：Km 值保持不變
  非競爭性抑制劑對底物結合親和力無影響，Km（達半最大速率所需底物濃度）維持不變；僅 Vmax 下降。此敘述正確。 (timesmojo.com)

答案解析

C 選項最不適當，因為非競爭性抑制劑透過 allosteric 結合改變酵素構象，使部分酵素「永久失活」，降低整體催化效率而使 Vmax 降低；與競爭性抑制不同，底物無法透過量的增加排擠抑制劑，也就無法恢復至抑制前的最大速率（Vmax）(ncbi.nlm.nih.gov)。其餘選項皆符合非競爭性抑制的經典定義與 Michaelis–Menten 模型預測。

核心知識點

• Michaelis–Menten 模型：定義 Vmax（最大反應速率）、Km（半最大速率底物濃度）
• 非競爭性抑制（Noncompetitive inhibition）：
  • 抑制劑結合於 allosteric site，可與底物同時結合
  • Vmax 下降；Km 不變
  • 增加底物無法逆轉抑制
  • Lineweaver–Burk 圖：多條直線交於 x 軸同一點（1/–Km 相同），但 y 截距（1/Vmax）上升
• 其他型態：
  • 競爭性抑制：Km 增加，Vmax 不變，可被底物量補償
  • 非可逆（Uncompetitive）抑制：Km 與 Vmax 均下降（平行線）
• 臨床上常見藥物機轉：許多 allosteric 抑制劑（e.g. protease inhibitors、某些酵素調節劑）採用非競爭性抑制機轉。

臨床重要性

掌握不同酵素抑制型態對治療藥物設計及酵素動力學監測至關重要；非競爭性抑制劑常見於代謝調節及特定藥物作用機制，例如 ACE inhibitors（部分為非競爭性）或抗癌藥物中之酶抑制劑。