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- Ein katalytisch perfektes Enzym oder auch kinetisch perfektes Enzym ist ein Enzym, das so effizient katalysiert, dass bei fast jedem Zusammentreffen von Enzym und entsprechendem Substrat eine katalytische Reaktion abläuft. Der kcat/Km-Faktor eines solchen Enzyms liegt in der Größenordnung von 108 bis 109 M−1 s−1. Somit ist die Reaktion von Substrat und Enzym nur noch durch die Diffusionsgeschwindigkeit begrenzt. Beispiele für katalytisch perfekte Enzyme sind zum Beispiel Triosephosphatisomerase, Carboanhydrase, Acetylcholinesterase, Katalase, Fumarase, β-Lactamase und Superoxiddismutase. (de)
- A diffusion-limited enzyme catalyses a reaction so efficiently that the rate limiting step is that of substrate diffusion into the active site, or product diffusion out. This is also known as kinetic perfection or catalytic perfection. Since the rate of catalysis of such enzymes is set by the diffusion-controlled reaction, it therefore represents an intrinsic, physical constraint on evolution (a maximum peak height in the fitness landscape). Diffusion limited perfect enzymes are very rare. Most enzymes catalyse their reactions to a rate that is 1,000-10,000 times slower than this limit. This is due to both the chemical limitations of difficult reactions, and the evolutionary limitations that such high reaction rates do not confer any extra fitness. (en)
- Una enzima limitada por difusión es una enzima que cataliza una reacción química en forma tan eficiente, que el paso limitante de la velocidad es el de difusión; ya sea el de sustrato hacia el sitio activo, o el del producto hacia el medio. Esta propiedad también se denomina perfección cinética o perfección catalítica. Ya que la velocidad de catálisis de estas enzimas se encuentra determinada por una reacción limitada por difusión, representa una restricción física intrínseca a la evolución (un pico de máxima en el paisaje adaptativo); por lo que las enzimas perfectas limitadas por difusión son muy pocas. La mayor parte de las enzimas catalizan sus respectivas reacciones a velocidades que son entre 1000 y 10000 veces menores que ese límite. Esto es debido tanto a las limitaciones químicas de reacciones dificultosas, como a las limitaciones evolutivas debidas a que tan altas tasas de reacción no confieren una ventaja adaptativa. (es)
- Une enzyme parfaite est une enzyme dont la catalyse est si rapide, que pratiquement toutes les rencontres entre l'enzyme et le substrat donnent lieu à une réaction. La vitesse de la réaction catalytique est alors limitée par la diffusion du substrat vers l’enzyme. Soit le rapport kcat / Km, avec Km la constante de Michaelis-Menten, kcat le nombre de molécules de substrat transformées par chaque site actif par seconde. Ce rapport atteint la valeur limite de 108 à 109 M-1 s-1. Parmi les exemples connus d'enzymes parfaites (catalytiquement parlant), on peut citer : la triose-phosphate isomérase, l'anhydrase carbonique, l'acétylcholinestérase, la catalase, la fumarase, la β-lactamase, la CO-déshydrogénase et la superoxyde dismutase. Certaines enzymes ont des cinétiques plus rapides que les vitesses de diffusion ne le permettent, alors que cela semble impossible. Des mécanismes ont été proposés pour expliquer ce phénomène. On pense que certaines protéines accélèrent la catalyse, en pré-orientant et faisant rentrer leur substrat dans le site à l'aide d'un champ dipolaire électrique. D'autres évoquent un mécanisme quantique tunnel, par lequel un proton ou un électron peut passer les barrières d'activation, bien qu'il reste des controverses pour les protons tunnels. (fr)
- 확산 지배 효소(擴散支配酵素, 영어: diffusion limited enzyme)는 반응에서 매우 효과적인 촉매로 작용해 속도 결정 단계가 반응물이 활성 자리로 확산되거나 생성물이 확산되어 나오는 단계인 효소이다. 이는 (kinetic perfection, catalytic perfection)으로도 알려져 있다. 이러한 효소에서 촉매 과정의 속도는 확산 지배 반응에 의해 결정되기 때문에, 진화에서 본질적이고 물리적인 제약(에서 최고치의 높이)을 나타낸다. 확산 지배 완전 효소는 매우 드물다. 대부분의 효소는 반응이 한계보다 1,000-10,000 배는 느리게 촉매로 작용한다. 효소의 속도가 느린 이유는 어려운 반응의 화학적 제한과 이렇게 빠른 반응 속도가 어떠한 추가적인 적응도도 받아들이지 않는 진화적인 제한 때문이다. (ko)
- Con il termine perfezione catalitica (o perfezione cinetica) ci si riferisce alla condizione limite teorica di efficienza catalitica di un enzima. In condizioni di perfezione catalitica si suppone che la velocità di reazione sia talmente elevata da far sì che il processo della catalisi sia controllato dalla diffusione dei reagenti (detti anche "substrati") dal del fluido al sito attivo (che si trova sulla superficie dell'enzima) e dalla diffusione dei prodotti dal sito attivo al bulk del fluido. Tale limite teorico imposto dalla diffusione corrisponde ad una efficienza catalitica di circa 108-109 M-1s-1. Infatti la k+1 della reazione (la costante cinetica relativa alla formazione del complesso enzima-substrato a partire da enzima e substrato liberi) non può essere maggiore della frequenza di collisione. Algebricamente, considerando che k+2 = kcat e che (k+2 + k-1)/k+1 = KM 1.
* (k+2 x k+1) < (k+2 x k+1)+(k-1 x k+1) 2.
* (k+2 x k+1) < k+1(k+2 + k-1) 3.
* k+2 x k+1 / (k+2 + k-1) < k+1 4.
* kcat/KM < k+1 Alcuni enzimi si avvicinano molto a tale limite. Ad esempio:
* la trioso fosfato isomerasi, un enzima coinvolto nel processo di glicolisi
* la catalasi
* l'acetilcolinesterasi
* la fumarasi. (it)
- Uma enzima limitada por difusão catalisa uma reação tão eficientemente que o passo determinante de taxa é aquele de difusão do substrato para o sítio ativo, ou difusão do produto para fora. Isso também é conhecido como perfeição cinética ou perfeição catalítica. Uma vez que a taxa de catálise de tais enzimas é definida pela , ela representa, portanto, uma restrição física intrínseca na evolução (uma altura máxima de pico na paisagem de aptidão). As enzimas perfeitas limitadas por difusão são muito raras. A maioria das enzimas catalisa suas reações a uma taxa de mil a dez mil vezes mais lenta do que esse limite. Isso se deve tanto às limitações químicas de reações difíceis quanto às limitações evolutivas de que essas altas taxas de reação não conferem nenhuma aptidão extra. (pt)
- Каталитически совершенный фермент (catalytically perfect enzyme, kinetically perfect enzyme) — фермент, который совершает катализ настолько эффективно, что реакция происходит практически каждый раз, когда фермент встречает субстрат. Фактор для такого фермента имеет порядок от 108 до 109 M−1 с−1. Такая реакция лимитируется только скоростью диффузии субстрата. Примерами каталитически совершенных ферментов являются , , ацетилхолинэстераза, каталаза, , β-лактамаза и супероксиддисмутаза. (ru)
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- Ein katalytisch perfektes Enzym oder auch kinetisch perfektes Enzym ist ein Enzym, das so effizient katalysiert, dass bei fast jedem Zusammentreffen von Enzym und entsprechendem Substrat eine katalytische Reaktion abläuft. Der kcat/Km-Faktor eines solchen Enzyms liegt in der Größenordnung von 108 bis 109 M−1 s−1. Somit ist die Reaktion von Substrat und Enzym nur noch durch die Diffusionsgeschwindigkeit begrenzt. Beispiele für katalytisch perfekte Enzyme sind zum Beispiel Triosephosphatisomerase, Carboanhydrase, Acetylcholinesterase, Katalase, Fumarase, β-Lactamase und Superoxiddismutase. (de)
- A diffusion-limited enzyme catalyses a reaction so efficiently that the rate limiting step is that of substrate diffusion into the active site, or product diffusion out. This is also known as kinetic perfection or catalytic perfection. Since the rate of catalysis of such enzymes is set by the diffusion-controlled reaction, it therefore represents an intrinsic, physical constraint on evolution (a maximum peak height in the fitness landscape). Diffusion limited perfect enzymes are very rare. Most enzymes catalyse their reactions to a rate that is 1,000-10,000 times slower than this limit. This is due to both the chemical limitations of difficult reactions, and the evolutionary limitations that such high reaction rates do not confer any extra fitness. (en)
- 확산 지배 효소(擴散支配酵素, 영어: diffusion limited enzyme)는 반응에서 매우 효과적인 촉매로 작용해 속도 결정 단계가 반응물이 활성 자리로 확산되거나 생성물이 확산되어 나오는 단계인 효소이다. 이는 (kinetic perfection, catalytic perfection)으로도 알려져 있다. 이러한 효소에서 촉매 과정의 속도는 확산 지배 반응에 의해 결정되기 때문에, 진화에서 본질적이고 물리적인 제약(에서 최고치의 높이)을 나타낸다. 확산 지배 완전 효소는 매우 드물다. 대부분의 효소는 반응이 한계보다 1,000-10,000 배는 느리게 촉매로 작용한다. 효소의 속도가 느린 이유는 어려운 반응의 화학적 제한과 이렇게 빠른 반응 속도가 어떠한 추가적인 적응도도 받아들이지 않는 진화적인 제한 때문이다. (ko)
- Uma enzima limitada por difusão catalisa uma reação tão eficientemente que o passo determinante de taxa é aquele de difusão do substrato para o sítio ativo, ou difusão do produto para fora. Isso também é conhecido como perfeição cinética ou perfeição catalítica. Uma vez que a taxa de catálise de tais enzimas é definida pela , ela representa, portanto, uma restrição física intrínseca na evolução (uma altura máxima de pico na paisagem de aptidão). As enzimas perfeitas limitadas por difusão são muito raras. A maioria das enzimas catalisa suas reações a uma taxa de mil a dez mil vezes mais lenta do que esse limite. Isso se deve tanto às limitações químicas de reações difíceis quanto às limitações evolutivas de que essas altas taxas de reação não conferem nenhuma aptidão extra. (pt)
- Каталитически совершенный фермент (catalytically perfect enzyme, kinetically perfect enzyme) — фермент, который совершает катализ настолько эффективно, что реакция происходит практически каждый раз, когда фермент встречает субстрат. Фактор для такого фермента имеет порядок от 108 до 109 M−1 с−1. Такая реакция лимитируется только скоростью диффузии субстрата. Примерами каталитически совершенных ферментов являются , , ацетилхолинэстераза, каталаза, , β-лактамаза и супероксиддисмутаза. (ru)
- Una enzima limitada por difusión es una enzima que cataliza una reacción química en forma tan eficiente, que el paso limitante de la velocidad es el de difusión; ya sea el de sustrato hacia el sitio activo, o el del producto hacia el medio. (es)
- Une enzyme parfaite est une enzyme dont la catalyse est si rapide, que pratiquement toutes les rencontres entre l'enzyme et le substrat donnent lieu à une réaction. La vitesse de la réaction catalytique est alors limitée par la diffusion du substrat vers l’enzyme. Soit le rapport kcat / Km, avec Km la constante de Michaelis-Menten, kcat le nombre de molécules de substrat transformées par chaque site actif par seconde. Ce rapport atteint la valeur limite de 108 à 109 M-1 s-1. (fr)
- Con il termine perfezione catalitica (o perfezione cinetica) ci si riferisce alla condizione limite teorica di efficienza catalitica di un enzima. In condizioni di perfezione catalitica si suppone che la velocità di reazione sia talmente elevata da far sì che il processo della catalisi sia controllato dalla diffusione dei reagenti (detti anche "substrati") dal del fluido al sito attivo (che si trova sulla superficie dell'enzima) e dalla diffusione dei prodotti dal sito attivo al bulk del fluido. Algebricamente, considerando che k+2 = kcat e che (k+2 + k-1)/k+1 = KM (it)
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- Katalytisch perfekte Enzyme (de)
- Enzima limitada por difusión (es)
- Diffusion-limited enzyme (en)
- Enzyme parfaite (fr)
- Perfezione catalitica (it)
- 확산 지배 효소 (ko)
- Enzima limitada por difusão (pt)
- Каталитически совершенный фермент (ru)
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