非竞争性抑制剂并不模拟底物的结构，它们不与底物竞相占据酶的活性中心，而是通过与活性中心以外的关键功能团结合来抑制酶的活性，这种抑制方式称为非竞争性抑制。它与底物之间不存在竞争关系，因此Km值保持不变，而Vm值下降。
Polo样激酶（Polo-like kinases, Plks）是一组丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族，在哺乳动物细胞中已发现五种亚型（Plk1-5）。特别地，Plk1在多种肿瘤细胞中过度表达，抑制其功能可以有效遏制肿瘤生长并诱导肿瘤细胞凋亡，成为研究的焦点。从结构上看，Plk1至Plk4在其N端均含有一蛋白激酶催化区域（kinase domain）。目前进入临床阶段的大多数Plk1抑制剂都是针对ATP结合位点的竞争性抑制剂，例如勃林格殷格翰公司的BI-2536和BI-6727，Nerviano Medical Sciences的NMS-P937，以及葛兰素史克的GSK461364等。这些抑制剂具有高选择性，但由于ATP结合区域的保守性，它们可能不仅作用于Plk1，还会干扰其他蛋白激酶，特别是Plks的其他亚型，同时面临传统ATP竞争性抑制剂的耐药性问题。
Plk1还包含一个Polo框结构域（PBD），负责识别含有磷酸化丝氨酸/苏氨酸的肽段，其主要功能包括调控Plk1在细胞内的精确分布及促进底物的磷酸化。针对PBD结合区域的化合物主要有两类：小分子抑制剂和肽类及其衍生物，它们通过作用于这一特定区域来调节Plk1的活动。