Интенсивность каталитической активности фермента зависит от влияния на них соответствующих активаторов и ингибиторов.
Угнетение ферментов может происходить как под влиянием неспецифических, так и специфических ингибиторов. К числу первых можно отнести соли тяжелых металлов (свинца, ртути), трихлоруксусную кислоту. Действие их основано на способности связываться с белками, с образованием нерастворимых осадков.
Специфические ингибиторы проявляют свое действие путем образования связей с определенными химическими группами ферментов. Так, например, синильная кислота является специфическим ингибитором ряда окислительных ферментов, содержащих железо. Вступая в химические соединения с железом, синильная кислота связывает его и тем самым парализует активность соответствующего фермента.
В последнее время значительный интерес как ингибиторы ферментативных реакций приобретают некоторые органические соединения, в частности 8-оксихинолин, трилон Б (натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты). Последние образуют с металлами, входящими в состав ферментов, «клещневидные связи». 8-Оксихинолин образует, например, с медью, входящей в фенолоксидазу, комплексное соединение. «Клещневидная связь» образуется между ионом металла и органической молекулой, содержащей две соседние группы, способные соединяться с металлом. Обычно одна из таких групп образует с металлом простую ионную связь, а другая комплексную связь, в которой свободная пара электронов соприкасается с внешней электронной оболочкой металла. Таким образом, связь между металлом и органической молекулой оказывается частично ионной и частично ковалентной.
В ряде случаев отмечается явление так называемого конкурентного торможения ферментативных реакций. Оно основано на явлении биологического антагонизма веществ, обладающих сходной структурой. В большинстве случаев одним из антагонистов является вещество, необходимое для существования или жизнедеятельности организмов. Такие вещества вследствие их решающей роли в реакциях обмена веществ обычно называют метаболитами. Структурные аналоги этих метаболитов по большей части представляют собой синтетические соединения, полученные в лаборатории, но иногда они встречаются и как природные соединения. Такие антагонистические структурные аналоги были названы антиметаболитами.
Примером природных метаболита и антиметаболита могут быть янтарная и малоновая кислоты. Так, сукцинатдегидрогеназа катализирует превращение в фумарат только янтарной кислоты. Эффективность действия сукцинатдегидрогеназы значительно падает, если в раствор добавить малоновую кислоту — вещество, по своему строению очень похожее на янтарную кислоту. Экспериментально было показано, что хотя малоновая кислота сама при этом не изменяется, она, по-видимому, присоединяется к ферменту и выключает его из реакции, заняв то место на молекуле, которое должна занимать янтарная кислота.
Примером антиметаболита пара-аминобензойной кислоты может быть сульфаниламид. Вследствие структурного сходства с пара-аминобензойной кислотой он входит вместо нее в реакцию, приостанавливая дальнейшие превращения метаболитов микробной клетки.
В качестве конкурентного включения в молекулу металлов может быть приведен пример с ферментами, содержащими магний. Обычно магний включается в состав синтезируемого фермента из питательной среды. Однако, если в среде присутствует берилий, он может оказаться в составе молекулы вместо магния. При этом такой фермент не будет обладать ферментативной активностью. В большинстве известных случаев действие ингибиторов может быть снято. Например, если в сферу реакции ввести нормальный метаболит вместо антиметаболита. Реактивацию ферментов, содержащих сульфгидрильную группу, можно проводить путем введения цистеина. Последний, как известно, содержит в составе молекулы сульфгидрильную группу.
Применение ингибиторов имеет место при изучении биосинтеза некоторых антибиотиков и аминокислот. Их участие и роль рассматриваются в соответствующих разделах курса.