
【機】 enzyme reaction mechanism
enzyme
【化】 enzyme; zyme
【醫】 ascus ase; biocatalyst; enzyme; ferment; zymase; zyme; zymin; zymo-
feedback; reaction; response
【醫】 reaction; response
machine-made; mechanism
【機】 machining
酶反應機制(Enzyme Reaction Mechanism)是指酶作為生物催化劑加速化學反應的具體分子過程及作用原理。根據《生物化學原理》和《酶學方法》的界定,其核心包含以下四方面:
底物識别與結合
酶通過活性位點的三維空間結構(如RCSB PDB數據庫記錄的酪氨酸酶3D模型)與特定底物形成誘導契合,該過程遵循鎖鑰假說或構象選擇理論。
過渡态穩定化
酶通過降低活化能(ΔG‡)推動反應進行。美國化學會期刊研究證實,絲氨酸蛋白酶通過氧陰離子空穴穩定帶負電的過渡态中間體,反應速率常數(k_cat)可達$10$~$10$ s⁻¹。
催化基團的協同作用
酸性/堿性氨基酸殘基(如組氨酸、天冬氨酸)通過廣義酸堿催化、共價催化等方式傳遞質子或電子。例如溶菌酶中Glu35和Asp52的雙酸系統已被《自然》冷凍電鏡研究驗證。
産物釋放與酶再生
終産物通過構象變化從活性位點解離,酶恢複初始狀态完成催化循環。該過程受米氏方程(Michaelis-Menten equation)描述: $$ v = frac{V_{max}[S]}{K_m + [S]} $$ 其中$Km$反映酶與底物親和力,$V{max}$為最大反應速率。
酶反應機制是生物化學中的核心概念,主要描述酶如何催化化學反應。以下是其核心要點:
酶通過降低反應的活化能(即底物達到過渡态所需的能量),顯著加速反應速率。例如,過氧化氫酶可使反應速度提高數百萬倍。其公式可表示為: $$ E + S leftrightarrow ES rightarrow E + P $$ 其中,E為酶,S為底物,P為産物。
酶-底物複合物(ES)的形成
催化作用的實現方式
以過氧化氫酶為例,其通過結合過氧化氫(H₂O₂),降低分解為水和氧氣的活化能,使反應速率提升千百萬倍。
如需進一步了解酶的分類或具體應用,可參考生物化學教材或權威文獻。
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