Diffusion-limited enzyme
ஒரு பரவல்-வரையறுக்கப்பட்ட நொதி ஒரு எதிர்வினையை மிகவும் திறமையாக ஊக்குவிக்கிறது, விகிதத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் படி செயலில் உள்ள தளத்திற்குள் அடி மூலக்கூறு பரவல் அல்லது தயாரிப்பு பரவல் ஆகும். இது இயக்கவியல் பரிபூரணம் அல்லது வினையூக்கி பரிபூரணம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. இத்தகைய நொதிகளின் வினையூக்க விகிதம் பரவல்-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட எதிர்வினையால் அமைக்கப்படுவதால், இது பரிணாம வளர்ச்சியில் ஒரு உள்ளார்ந்த, உடல் ரீதியான தடையை (உடற்பயிற்சி நிலப்பரப்பில் அதிகபட்ச உச்ச உயரம்) குறிக்கிறது. பரவல் வரையறுக்கப்பட்ட சரியான நொதிகள் மிகவும் அரிதானவை. பெரும்பாலான நொதிகள் இந்த வரம்பை விட 1,000-10,000 மடங்கு மெதுவான விகிதத்தில் தங்கள் எதிர்வினைகளை ஊக்குவிக்கின்றன. இது கடினமான எதிர்வினைகளின் வேதியியல் வரம்புகள் மற்றும் பரிணாம வரம்புகள் ஆகிய இரண்டின் காரணமாகும், இத்தகைய உயர் எதிர்வினை விகிதங்கள் எந்த கூடுதல் தகுதியையும் வழங்காது. பரவல்-கட்டுப்பாட்டு எதிர்வினை கோட்பாடு முதலில் ஆர். ஏ. ஆல்பர்டி, கார்டன் ஹேமஸ் மற்றும் மன்ஃப்ரெட் ஐகென் ஆகியோரால் நொதி-அடி மூலக்கூறு எதிர்வினையின் மேல் வரம்பை மதிப்பிட பயன்படுத்தப்பட்டது. அவர்களின் மதிப்பீட்டின்படி, நொதி-அடி மூலக்கூறு எதிர்வினையின் மேல் வரம்பு 109 M−1s−1 ஆகும். 1972 ஆம் ஆண்டில், கார்பானிக் அன்ஹைட்ரேஸ் மூலம் வினையூக்கம் செய்யப்பட்ட H2CO3 இன் நீரிழப்பில், சோதனை ரீதியாக பெறப்பட்ட இரண்டாவது வரிசை விகித மாறிலி சுமார் 1.5 × 1010 M−1s−1 ஆக இருந்தது, இது ஒரு எளிமைப்படுத்தப்பட்ட மாதிரியின் அடிப்படையில் ஆல்பர்டி, ஹேமஸ் மற்றும் ஐகென் மதிப்பிடப்பட்ட மேல் வரம்பை விட ஒரு வரிசை அளவு அதிகமாக இருந்தது. அத்தகைய முரண்பாட்டை நிவர்த்தி செய்ய, குவோ-சென் சோவும் அவரது சக ஊழியர்களும் நொதிக்கும் அதன் அடி மூலக்கூறுக்கும் இடையிலான இடஞ்சார்ந்த காரணி மற்றும் விசை புலம் காரணியை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு ஒரு மாதிரியை முன்மொழிந்தனர், மேலும் மேல் வரம்பு 1010 M−1s−1 ஐ அடையக்கூடும் என்பதைக் கண்டறிந்தனர், மேலும் மூலக்கூறு உயிரியலில் சில வியக்கத்தக்க உயர் எதிர்வினை விகிதங்களை விளக்க பயன்படுத்தப்படலாம். புதிய மேல் வரம்பு சௌ மற்றும் பலர் கண்டுபிடித்தனர். என்சைம்-அடி மூலக்கூறு எதிர்வினை தொடர் பின்தொடர்தல் ஆய்வுகள் மூலம் மேலும் விவாதிக்கப்பட்டு பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது. நொதியின் பரவல்-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட எதிர்வினை விகிதத்தை அதன் அடி மூலக்கூறுடன் அல்லது நொதி-அடி மூலக்கூறு எதிர்வினையின் மேல் வரம்பைக் கணக்கிடுவதில் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட ஆல்பர்டி-ஹேமஸ்-ஐகெனின் மாதிரி (a) மற்றும் சௌவின் மாதிரி (b) ஆகியவற்றுக்கு இடையிலான விரிவான ஒப்பீடு காகிதத்தில் விரிவாக விவரிக்கப்பட்டது. இயக்கவியல் இயக்கவியல் ரீதியாக சரியான நொதிகள் 108 முதல் 109 M−1s−1 வரிசையில் ஒரு குறிப்பிட்ட மாறிலி, kcat/Km ஐக் கொண்டுள்ளன. நொதி-வினையூக்கி எதிர்வினையின் விகிதம் பரவுவதன் மூலம் மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, எனவே நொதி மற்றொரு மூலக்கூறை எதிர்கொள்ளும் முன் அடி மூலக்கூறை நன்கு 'செயலாக்குகிறது'. சில நொதிகள் பரவுதல் விகிதங்களை விட வேகமாக இருக்கும் இயக்கவியலுடன் செயல்படுகின்றன, இது சாத்தியமற்றது என்று தோன்றுகிறது. இந்த நிகழ்வை விளக்க பல வழிமுறைகள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. சில புரதங்கள் அவற்றின் அடி மூலக்கூறை இழுத்து, இருமுனை மின்சார புலங்களைப் பயன்படுத்தி அவற்றை முன்கூட்டியே திசை திருப்புவதன் மூலம் வினையூக்கத்தை துரிதப்படுத்துவதாக நம்பப்படுகிறது. சிலர் ஒரு குவாண்டம்-மெக்கானிக்கல் சுரங்கப்பாதை விளக்கத்தை அழைக்கிறார்கள், இதன் மூலம் ஒரு புரோட்டான் அல்லது ஒரு எலக்ட்ரான் செயல்படுத்தும் தடைகள் வழியாக சுரங்கப்பாதை செய்ய முடியும். புரோட்டான் சுரங்கப்பாதை கோட்பாடு ஒரு சர்ச்சைக்குரிய யோசனையாக இருந்தால், சோயாபீன் லிபோக்சிஜெனேஸின் விஷயத்தில் இது மட்டுமே சாத்தியமான பொறிமுறையாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. பரிணாமம் பல இயக்கவியல் ரீதியாக சரியான என்சைம்கள் இல்லை என்பது கவனிக்கத்தக்கது. இயற்கைத் தேர்வின் அடிப்படையில் இதை விளக்கலாம். வினையூக்கி வேகத்தின் அதிகரிப்பு விரும்பத்தக்கதாக இருக்கலாம், ஏனெனில் இது உயிரினத்திற்கு சில நன்மைகளை வழங்கக்கூடும். இருப்பினும், வினையூக்கி வேகம் பரவல் வேகத்தை விட அதிகமாக இருக்கும்போது (அதாவது. அடி மூலக்கூறுகள் செயலில் உள்ள தளத்திற்குள் நுழைந்து வெளியேறுகின்றன, மேலும் அடி மூலக்கூறுகளை எதிர்கொள்கின்றன) மேலும் வேகத்தை அதிகரிக்க இனி எந்த நன்மையும் இல்லை. பரவல் வரம்பு பரிணாமத்தில் ஒரு முழுமையான உடல் தடையைக் குறிக்கிறது. பரவுதல் வேகத்தைக் கடந்து வினையூக்கி வேகத்தை அதிகரிப்பது உயிரினத்திற்கு எந்த வகையிலும் உதவாது, எனவே ஒரு உடற்பயிற்சி நிலப்பரப்பில் உலகளாவிய அதிகபட்சத்தைக் குறிக்கிறது. எனவே, இந்த சரியான என்சைம்கள் 'அதிர்ஷ்டம்' சீரற்ற பிறழ்வுகளால் வந்திருக்க வேண்டும், இது பரவியது, அல்லது நொதியின் வம்சாவளியில் வேறுபட்ட எதிர்வினையின் ஒரு பகுதியாக வேகமான வேகம் ஒரு காலத்தில் பயனுள்ளதாக இருந்தது. எடுத்துக்காட்டுகள் அசிடைல்கோலினெஸ்டரேஸ் β-லாக்டமேஸ் கேட்டலேஸ் கார்பானிக் அன்ஹைட்ரேஸ் கார்பன் மோனாக்சைடு டீஹைட்ரஜனேஸ் சைட்டோக்ரோம் சி பெராக்ஸிடேஸ் ஃபுமரேஸ் சூப்பர் ஆக்சைடு டிஸ்முடேஸ் ட்ரையோசெபாஸ்பேட் ஐசோமரேஸ் மேலும் காண்க பரவல்-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட எதிர்வினை என்சைம் என்சைம் வினையூக்கம் என்சைம் இயக்கவியல் என்சைம் பொறியியல் குறிப்புகள் வினையூக்கம் என்சைம் இயக்கவியல் வேதியியல் எதிர்வினை பொறியியல்