The catalytic efficiency of enzymes

The turnover frequency, or catalytic constant, of an enzyme, k_cat, is the number of catalytic cycles (turnovers) performed by the active site in a given interval divided by the duration of the interval. This quantity has units of a first-order rate constant and, in terms of the Michaelis–Menten mechanism, is numerically equivalent to kb, the rate constant for release of product from the enzyme–substrate complex. It follows from the identification of k_cat with kb and from eqn 23.20b that

kcat = kb =

The catalytic efficiency, ε (epsilon), of an enzyme is the ratio kcat/KM. The higher the value of ε, the more efficient is the enzyme. We can think of the catalytic activity as the effective rate constant of the enzymatic reaction. From KM = (k′ a + kb)/ka and eqn 23.23, it follows that

ε =

The efficiency reaches its maximum value of ka when kb >> k′ a. Because ka is the rate constant for the formation of a complex from two species that are diffusing freely in solution, the maximum efficiency is related to the maximum rate of diffusion of E and S in solution. This limit (which is discussed further in Section 24.2) leads to rate constants of about 10⁸–10⁹ dm³ mol⁻¹s⁻¹ for molecules as large as enzymes at room temperature. The enzyme catalase has ε = 4.0 × 108 dm³ mol⁻¹s⁻¹ and is said to have attained ‘catalytic perfection’, in the sense that the rate of the reaction it catalyses is controlled only by diffusion: it acts as soon as a substrate makes contact.

Fig. 23.12The Lineweaver–Burk plot of the data for Example 23.3.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم صناعة الشبابيك يستعرض أعماله للمشاركين في البرنامج المركزي الأسبوعي

جامعة الكفيل تنظم حملة للتبرع بالدم للأطفال المصابين بالثلاسيميا والأورام السرطانية

قسم الشؤون الفكرية يصدر العدد 55 من مجلة العميد المحكمة

المجمع العلمي يجري اختبار القبول للمتقدمين إلى دورة ربيع القرآن في كربلاء

المزيد

الآخبار الصحية

كنز غذائي على طبقك.. ماذا تفعل السبانخ بجسمك؟

ما لا يتوقعه أحد.. "سر غذائي" في الجبن الدسم

لتحسين الهضم والنوم.. هذا أفضل وقت لتناول العشاء

10 طرق بسيطة وغير مألوفة لحرق المزيد من السعرات يوميا

المزيد

الآخبار التكنلوجية

سابقة بعالم الطيران.. طائرة تقرر الهبوط بنفسها بعد ظرف طارئ

"الإنفلونزا الخارقة" تكتسح دول العالم.. وتثير قلقا كبيرا

مرحلة ما قبل الأعراض.. دواء جديد يستهدف "شرارة" الزهايمر

إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.. ما دور المحيطات والبحار؟

المزيد

مواضيع ذات صلة

The primary quantum yield

Timescales of photophysical processes

The Michaelis–Menten mechanism of enzyme catalysis

Enzymes

Application of the techniques

Monitoring the progress of a reaction

The measurement of diffusion coefficients

Solutions of the diffusion equation

Diffusion with convection

Conductivities and ion–ion interactions

The drift speed

Strong electrolytes