Geschwindigkeitsbestimmende Schritte in enzymkatalysierten Reaktionen

Laut meinem Chemiebuch gibt es 3 vereinfachte Schritte innerhalb einer enzymkatalysierten Reaktion:

  1. S + E → ES
  2. ES → EP
  3. EP → E + P

Wobei S Substrat ist, E Enzym ist, ES Enzymsubstratkomplex ist, EP Enzymproduktkomplex ist und P Produkt ist.

Nach meinem Verständnis ist der geschwindigkeitsbestimmende Schritt zunächst Schritt 1, wenn die Substratkonzentration niedrig ist, da dies der langsamste Schritt im Mechanismus ist.

Wenn Sie die Substratkonzentration auf ein bestimmtes Niveau erhöhen, bei dem keine freien Enzyme mehr vorhanden sind, um sich an sie zu binden, beschleunigt die Zugabe von mehr Substrat die Reaktion nicht, sodass die Ordnung in Bezug auf die Substratkonzentration 0 geworden ist.

Ist der geschwindigkeitsbestimmende Schritt jetzt 2 oder 3? Ich dachte, es wären 3, da dies der Schritt ist, der mehr Enzyme freisetzt, die weitere Reaktionen katalysieren könnten. Mein Buch sagt, dass es Schritt 2 ist, da "es davon abhängt, wie schnell die ES in EP konvertieren kann". Aber sicher wird dieser Schritt nicht mehr Enzyme freisetzen, um die Reaktion weiter zu katalysieren?

Ist das Buch richtig? Kann mir jemand helfen, das zu verstehen?

Antworten (1)

Dies ist enzym- und substratkonzentrationsspezifisch, da die Reaktionsgeschwindigkeit von der enzymabhängigen Reaktionsgeschwindigkeitskonstante k abhängt. Wenn jedoch eine große Menge P in der Lösung vorhanden ist, verlangsamt sich die EP -> E + P-Reaktion, sodass dies der geschwindigkeitsbestimmende Schritt sein kann. Wenn Sie andererseits die P-Moleküle dynamisch aus dem System entfernen, kann ES->EP der geschwindigkeitsbestimmende Schritt sein.

Ist es enzymspezifisch oder hängt es mit der Menge an P in Lösung zusammen? Ihr erster Satz und die zweiten beiden scheinen zwei getrennte Antworten zu geben. - FWIW, ich stimme der Antwort "enzymspezifisch" zu. Sogar in Abwesenheit nennenswerter Produktmengen gibt es Enzyme, die eine langsame Produktfreisetzungsrate aufweisen, und diese Produktfreisetzung ist der geschwindigkeitsbegrenzende Schritt.
@RM Du hast recht, meine Erklärung war schlecht konstruiert. Ich wollte sagen, dass es sowohl enzymspezifisch als auch konzentrationsabhängig ist, da die Reaktionsgeschwindigkeit von einer k-Konstante und von den Konzentrationen der Reaktanten abhängt. Diese Konstante hängt vom Enzym ab.
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