酯酶参与药物的活化和解毒过程，与药物的代谢密切相关，在体内发挥重要作用，也是前药设计主要考虑的因素。催化酯类、硫酯类和酰胺类药物水解的酯酶可分为 3 类：A-酯酶、B-酯酶和 C-酯酶。能够有效水解有机磷 [ 如对氧磷、甲氟膦酸异丙酯（沙林）和甲氟磷酸频哪酯（梭曼）] 的酯酶，被归类为 A-酯酶，对氧磷酶（paraoxonase，PON） 就是典型的 A-酯酶。被有机磷、氨基甲酸酯和有机硫化合物抑制的酯酶被归类为 B-酯酶，羧酸酯酶（carboxylesterase，CES）、芳基乙酰胺脱乙酰酶（arylacetamide deacetylase，AADAC）、丁酰胆碱酯 酶（butyrylcholinesterase，BCHE）等为 B- 酯酶 。不水解有机磷酯类并受其抑制的酯酶被归类为 C-酯酶，羧甲烯丁烯羟酸内酯酶就是 C-酯酶 。
酯酶的独特组织分布为设计用于组织靶向的前药提供了巨大的机会，因此有必要了解体内酯酶的分布，下文对人体内主要的酯酶进行分述。
1.羧酸酯酶
CES 是一类重要的丝氨酸水解酶家族，根据遗传序列哺乳动物 CES 可以分为 6 个家族：CES1、CES2、CES3、CES4、CES5 和 CES6。在人体中，CES1、CES2 mRNA 在肝中高度表达；CES1 mRNA 在心、胃、睾丸、肾、脾和结肠中表达量较少；CES2 mRNA 在小肠中高度表达，在心、结肠中也有表达；CES3 在脑、肝、结肠处表达；而对CES4、CES5 在人体内的研究较少。其中 CES1、CES2 在药物代谢中起到重要的作用。CES 存在于胞浆中 ，CES1 由 567 个氨基酸组成，相对分子质量为 62 521，以单体、三聚体、六聚体形式存在，主要在肝中表达，小肠中几乎不表达。CES2 由 559个氨基酸组成，相对分子质量为 61 807，以单体形式存在，主要在小肠中表达，在肝、肾中也有表达。
2.芳基乙酰胺脱乙酰酶
AADAC 是一种微粒体丝氨酸酯酶，相对分子质量约 45 000，存在于内质网的腔体侧 ，在人体内主要在肝和胃肠道表达，膀胱中也有表达，在肺和肾微粒体中不表达。
3.丁酰胆碱酯酶
BCHE 的 mRNA 在人肝中表达量最高，其次是肺、脑、心、骨骼肌、胰腺和肾；其蛋白主要位于粗面内质网。BCHE 在肝中以单体或二聚体的形式存在。此外，BCHE 还存在于血浆中，是由在肝中合成的 BCHE 分泌到血液中，在血浆中以四聚体的形式存在，大部分的 BCHE 以单体形式存在。
4.对氧磷酶
PON 家族至少有 3 个成员，包括 PON1、PON2和 PON3。PON1 是 PON 家族中发现最早，研究最多的成员，PON1 定位于内质网的腔侧，并在脂质转移中起作用，PON1 mRNA 仅分布于成人的肾、肝、结肠以及胎儿的肝，PON2 在人体内表达于除血浆外的组织，PON2 mRNA 更广泛地分布在成人的脑、心、肾、脾、肝、结肠、肺、小肠、肌肉、 胃、睾丸、胎盘、唾液、甲状腺、肾上腺、胰腺、 皮肤和骨髓，以及胎儿的大脑和肝中。PON1 和PON3 主要在肝中合成并分泌到血浆中，与高密度脂蛋白紧密结合。PON 基因产物血清 PON 在有机磷神经毒剂解毒中起重要作用，其基因多态性与 脑卒中、动脉粥样硬化、冠心病及 2 型糖尿病发病等有密切关系。
为了改善药物的一些不良因素如水溶性低、不良味道；或者改善药代动力学上一些影响药效发挥的因素如易降解、半衰期太长或太短、药物透膜能力低、缺乏理想的特异性（靶向性）等，可以将药物设计成前药类型。对酯酶研究的深入，可以指导新药的合理设计，特别是酯类前药。本文总结了酯酶的分布、底物、抑制剂及种属差异，期望对药物设计特别是前药设计方面提供思路，为药物在不同种属中的药代动力学差异给出合理解释。