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化学において、「回転数」という用語には2 つの異なる意味があります。
酵素学では、回転数(k cat )は、2つ以上の活性部位を持つ酵素について、特定の酵素濃度[ E T ]で単一の活性部位が実行する1秒あたりの基質分子の化学変換の限界数として定義されます。 [1]単一の活性部位を持つ酵素の場合、k cat は触媒定数と呼ばれます。[2]これは、限界反応速度V maxと触媒部位濃度e 0から次のように計算できます。
(ミカエリス・メンテン反応速度論を参照)。
有機金属 触媒などの他の化学分野では、ターンオーバー数(TON)は異なる意味を持ちます。つまり、触媒1モルが不活性化する前に変換できる基質のモル数です。 [3]
理想的な触媒は、消費されることがないため、この意味では無限の回転数を持ちます。回転頻度( TOF ) という用語は、単位時間あたりの回転数を指すために使用され、酵素学における回転数の意味と同じです。
工業用途のほとんどにおいて、回転頻度は10 −2 – 10 2 s −1(酵素の場合は10 3 – 10 7 s −1)の範囲である。[4]カタラーゼ酵素の回転頻度は最も高く、4 × 107秒-1と報告されている。 [5]
拡散制限酵素のターンオーバー数
アセチルコリンエステラーゼはセリン加水分解酵素であり、その触媒定数は10 4 s −1を超えると報告されています。これは、この酵素が拡散限界速度に近い速度でアセチルコリンと反応することを意味しています。[6]
炭酸脱水酵素は最も速い酵素の一つであり、その速度は基質の拡散速度によって制限されるのが一般的である。この酵素の異なる形態の典型的な触媒定数は10 4 s −1から10 6 s −1の範囲である。[7]
参照
参考文献
- ^ Roskoski, Robert (2015). 「ミカエリス・メンテン運動学」.生物医学科学の参照モジュール. doi :10.1016/b978-0-12-801238-3.05143-6. ISBN 978-0-12-801238-3。
- ^ Cornish-Bowden, Athel (2012).酵素反応速度論の基礎(第4版). Wiley-Blackwell, Weinheim. p. 33. ISBN 978-3-527-33074-4。
- ^ Bligaard, Thomas; Bullock, R. Morris; Campbell, Charles T.; Chen, Jingguang G.; Gates, Bruce C.; Gorte, Raymond J.; Jones, Christopher W.; Jones, William D.; Kitchin, John R.; Scott, Susannah L. (2016年4月1日). 「触媒科学におけるベンチマーキングに向けて:ベストプラクティス、課題、機会」. ACS Catalysis . 6 (4): 2590–2602. doi : 10.1021/acscatal.6b00183 .
- ^ 「はじめに」、産業触媒、ワインハイム、FRG: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA、p. 7、2006-04-20、土井:10.1002/3527607684.ch1、ISBN 978-3-527-60768-6、 2022-06-03取得
- ^ Smejkal, Gary B.; Kakumanu, Srikanth (2019-07-03). 「酵素とそのターンオーバー数」。Expert Review of Proteomics . 16 (7): 543–544. doi : 10.1080/14789450.2019.1630275 . ISSN 1478-9450. PMID 31220960. S2CID 195188786.
- ^ Bazelyansky, Michael; Robey, Ellen; Kirsch, Jack F. (1986年1月14日). 「アセチルコリンエステラーゼによって触媒される反応の拡散制限成分の割合」.生化学. 25 (1): 125–130. doi :10.1021/bi00349a019. PMID 3954986.
- ^ Lindskog, Sven (1997年1月). 「炭酸脱水酵素の構造とメカニズム」.薬理学と治療. 74 (1): 1–20. doi :10.1016/s0163-7258(96)00198-2. PMID 9336012.
