酵素-基質系の速度論的性質:即時温度補償の基礎

解離定数(K(m))の最小U字型温度プロファイルは、様々な酵素-基質(E-S)系で実験的に観察されている。 低温による触媒速度の低下に反対するE-S親和性の上昇(”親和性の正の熱変調”)は、多くの場合、即時および進化の温度補償のために重要であり、外熱生物の熱限界を設定する上で主要な重要性の両方として解釈されている。 この役割は、それらの最小K(m)値が正常な体温よりもはるかに低い位置にあることを地面に吸熱からの酵素に否定された。 U字型プロファイルによって記述される親和性の変化は,E-S系の固有の速度論的性質の結果であることを示した。 Michaelis定数に対する古典的な表現と,関係する三つの速度定数に対する遷移状態理論の表現を組み合わせることにより,理論的モデリングを達成した。 これは、K(m)対TプロファイルのU字型を提供し、その反転点を識別するための方程式の導出を可能にする。 V(max)およびV(min)(それぞれ基質飽和および希釈条件下での反応速度、K(m)<5 0 0 6><5 0 0 6>)のモデリングも含まれる。 Arrhenius線の低温破断に対応する”臨界温度”T(C)を予測するための式を定式化した。 種々のE-Sシステムに関する文献からの既存のK(m)データを用いて,我々のモデリングは非常に満足できることを証明した。 ラット脳シナプトソームによるグルコース取り込みは基本的に同じ速度論的スキームの特別な場合とみなすことができ,グルコース変換に対する見かけのK(m)のU字型温度変調も我々の速度論的モデリングと完全に一致することを示した。 これらの実験は、正の熱変調は、基礎となるE-Sシステムの固有の速度論的特性に基づいているが、低体温に対する耐性に、しかし、リンクされているだけでなく、吸熱における適応的な役割を持っている可能性があることを示している。

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