酵素抑制反應中， noncompetitive inhibition 對Vmax及Km值的影響 ，下列何者最適當？

本題觀念：

探討 Michaelis–Menten 動力學下酵素抑制類型對 Vmax（最大反應速率）與 Km（米氏常數）的影響。noncompetitive inhibition（非競爭抑制）指抑制劑與酵素在活性位點以外結合，不論底物是否已先結合均可作用，導致酵素催化效率降低、Vmax 下降，但因活性位點對底物的親和力不受影響，Km 保持不變 (ncbi.nlm.nih.gov)。

選項分析

• 選項A 會使 Vmax 下降及 Km 上升
  非競爭抑制不影響底物與酵素的結合親和力（Km 不變），此選項誤將 Km 增高，與機制不符，因此錯誤 (ncbi.nlm.nih.gov)。

• 選項B 會使 Vmax 上升及 Km 下降
  抑制劑不可能提升最大催化速率，且非競爭抑制下 Km 也不變，選項錯誤。

• 選項C 會使 Vmax 下降及 Km 不變
  正確描述：抑制劑結合於異位點使酵素總催化活性下降（Vmax↓），但不影響底物結合（Km ↔） (ncbi.nlm.nih.gov)。

• 選項D 會使 Vmax 不變及 Km 上升
  與 competitive inhibition（競爭抑制）類似，但本題為非競爭抑制，Vmax 反而會下降，選項錯誤。

答案解析

非競爭抑制劑結合至酵素之異位調控位點（allosteric site），可同時作用於自由酵素（E）或酵素-底物複合物（ES），不影響底物在活性位點的結合。結合後，使催化中心傳導構型改變或以其他方式失活，可降低可用酵素數量或效率，從而使最大速率 Vmax 降低；由於 Km（反應速率為 ½ Vmax 時所需底物濃度）反映的是酵素與底物的親和力，活性位點並未直接競爭或阻礙底物結合，故 Km 保持不變 (letstalkacademy.com)。

在線性倒數圖（Lineweaver–Burk plot）上，非競爭抑制表現為斜率增加（1/Vmax↑），y 截距增加（1/Vmax↑），而 x 截距 (-1/Km) 不變，進一步支持 Km 無變化的判斷。

核心知識點

• Michaelis–Menten 動力學：Vmax 與 Km 定義
• 非競爭（noncompetitive）vs. 競爭（competitive）vs. 非專一（uncompetitive）抑制機制
  • Competitive: Vmax ↔, Km ↑
  • Noncompetitive: Vmax ↓, Km ↔
  • Uncompetitive: Vmax ↓, Km ↓
• Lineweaver–Burk 斜率與截距在不同抑制型態下的圖形變化
• 臨床/藥理應用：多數 allosteric 抑制劑（如某些代謝酵素調節劑）屬非競爭性，可透過調節 Vmax 控制生化路徑

臨床重要性

許多藥物設計以 allosteric 抑制為策略，透過非競爭抑制減少酵素活性，不易被高底物濃度逆轉，適用於需要穩定抑制而非競爭性限制作用的情境，如抗菌酵素抑制、代謝調控藥物開發等。