キルケー効果

化学と生化学の現象

キルケ効果はウィリアム・ジェンクスが提唱した化学および生化学における現象であり、反応を加速するために基質の基底状態が酵素によって不安定化される。 [ 1 ^]^[2]

機構

基質が非反応性部位に非常に有利に結合すると、その反応性部位は非常に不利な位置に置かれ、より反応性が高くなる。^{[3]この効果は}オロチジン5'-リン酸脱炭酸酵素で観察された。^[4]これは、荷電した基質の隣に荷電したアミノ酸基を配置することで基質を不安定化し、反応を加速させることで起こる。さらに、酵素は基質を反応に最適な位置に置くため、エントロピーは大幅に減少する。

この効果の帰結として、一方向の反応に対しては他方向よりもはるかに効果的な触媒となる一方向性酵素の存在が説明されます。例えば、メチオニンアデノシルトランスフェラーゼによって触媒される反応の順方向における限界速度は、逆方向の反応の約2×10 ⁵倍です。^[5]この概念はしばしば誤解されていますが、これは熱力学原理に違反するものではありません。これは熱力学的効果ではなく、運動学的効果であり、反応はプロセスの開始点に関わらず、常に平衡に向かって進行します。そして、平衡状態にあるとき、速度は常にゼロです。

語源

このプロセスは、ホメロスの『オデュッセイア』で男たちを誘惑して豚に変えたキルケーにちなんで名付けられました。

参考文献

^ Jencks, WP (1975). 「結合エネルギー、特異性、そして酵素触媒：サーケ効果」. Adv. Enzymol. Relat. Areas Biochem . 43 : 219–410 .
^ ダニエル・L. ピューリッヒ (2010).酵素反応速度論、触媒作用、制御：理論とベストプラクティスの参考文献（第1版）. アムステルダム: エルゼビア. ISBN 978-0123809254。
^ Lee JK, Tantillo, DJ (2004).オロチジン一リン酸脱炭酸酵素：そのメカニズムに関する考察. Springer Berlin Heidelberg. ISBN 978-3-540-20566-1。
^ ウィリアムソン、マイク (2012).タンパク質の働き. ニューヨーク: ガーランド・サイエンス. ISBN 978-0815344469。
^ Mudd, SH; Mann, JD (1963). 「メチオニンの活性化によるトランスメチル化。VII. パン酵母のメチオニン活性化酵素によって触媒される反応のエネルギー的および速度論的側面」J. Biol. Chem . 238 (6): 2164– 2170. doi : 10.1016/S0021-9258(18)67955-4 .

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[1] Jencks, WP (1975). 「結合エネルギー、特異性、そして酵素触媒：サーケ効果」. Adv. Enzymol. Relat. Areas Biochem . 43 : 219–410 .

[2] ダニエル・L. ピューリッヒ (2010).酵素反応速度論、触媒作用、制御：理論とベストプラクティスの参考文献（第1版）. アムステルダム: エルゼビア. ISBN 978-0123809254。

[3] Lee JK, Tantillo, DJ (2004).オロチジン一リン酸脱炭酸酵素：そのメカニズムに関する考察. Springer Berlin Heidelberg. ISBN 978-3-540-20566-1。

[4] ウィリアムソン、マイク (2012).タンパク質の働き. ニューヨーク: ガーランド・サイエンス. ISBN 978-0815344469。

[5] Mudd, SH; Mann, JD (1963). 「メチオニンの活性化によるトランスメチル化。VII. パン酵母のメチオニン活性化酵素によって触媒される反応のエネルギー的および速度論的側面」J. Biol. Chem . 238 (6): 2164– 2170. doi : 10.1016/S0021-9258(18)67955-4 .