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一个熟练的酶.

A Radzicka1, R Wolfenden

  • 1Department of Biochemistry and Biophysics, University of North Carolina, Chapel Hill 27599.

Science (New York, N.Y.)
|January 6, 1995
PubMed
概括

酸的自发脱碳化和二结合的水解发生在数百万年的时间里. 酶极大地加快了这些反应,丁5'-酸盐脱碳酶表现出了卓越的催化效率.

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科学领域:

  • 生物化学 生物化学
  • 化学动力学 化学动力学
  • 分子生物学分子生物学

背景情况:

  • 自发的化学反应,如酸脱碳化和二键的水解,是生物系统中的基本过程.
  • 了解这些未催化反应的速率为评估酶催化提供了基线.
  • 之前的研究已经确定了在生理条件下各种生化反应的缓慢速度.

研究的目的:

  • 为了确定 orotic 酸脱碳和二结合液解的自发反应速率.
  • 将自发速率常数的范围与酶催化反应的范围进行比较.
  • 为了研究奥罗提丁5欧米诺酸盐脱碳酶的催化效率.

主要方法:

  • 在高温下在石英管中研究了酸脱碳化,以推断室温下的速率.
  • 测量了二甲基酸盐的自发水解,以确定基键的可变性.
  • 酶动力学,特别是二次速率常数 (kcat/Km) 和解离常数 (Kd),被分析为奥托丁5欧米诺酸盐脱碳酶.

主要成果:

  • 酸脱碳的半衰期 (t1/2) 为7800万年,在室温中性水溶液中.
  • 双甲基酸盐水解的t1/2为13万年,表明缓慢的自发二键裂变.
  • 这些自发速率跨越14个数量级,与酶催化反应的600倍范围相比较狭窄.
  • 奥罗提丁5欧米诺酸盐脱碳酶使反应加速了10~17倍,将过渡状态与Kd < 5 x 10~-24) M.结合在一起.

结论:

  • 自发的生化反应具有极长的半衰期,这突显了酶催化对生命的必要性.
  • 与未催化反应相比,酶提供了更高效的催化范围.
  • 奥罗提丁5欧米诺酸盐脱碳酶代表了酶效率的顶峰,大大降低了激活能量并稳定了过渡状态.