Число оборотов

Термин «число оборотов» может иметь одно из двух родственных значений:

Энзимология

В энзимологии числом оборотов (k_cat) называется максимальное количество субстрата, которое определённый фермент может преобразовать в продукт реакции в единицу времени. Оно может быть рассчитано следующим образом:

${\displaystyle k_{\mathrm {cat} }={\frac {V_{\max }}{[E]_{T}}}}$ (См. Уравнение Михаэлиса — Ментен).

Например, число оборотов карбоангидразы составляет 4×10⁵ — 6×10⁵ с⁻¹, что следует понимать следующим образом: каждая молекула карбоангидразы способна произвести 400000 — 600000 молекул продукта реакции (бикарбонат-ионы) за одну секунду.^[1]

Ацетилхолинэстераза является, вероятно, одним из самых быстрых ферментов. Она при гидролизе разлагает ацетилхолин на холин и ацетатную группу. Сперва число оборотов ацетилхолинэстеразы было установлено как 3×10⁷ молекулы ацетилхолина в минуту на одну молекулу фермента.^[2] Однако позже значение было более точно установлено как 7,4×10⁵ мин⁻¹ при нормальных условиях в нейтральной среде.^[3]

Диапазон числа оборотов обычно варьируется от 100 до 40000000. Последнее характерно в случае каталазы, которая является каталитически совершенным ферментом.^[4]

В других разделах химии

В других разделах химии, таких как химия катализа, термин «число оборотов» используется с несколько иным смыслом: так принято называть число молекул реагентов, превращенных одной молекулой катализатора за время его жизни, то есть до того, как катализатор потеряет каталитические свойства (потеряет способность катализировать реакцию).^[5] Идеальный катализатор должен был бы иметь бесконечное число оборотов, и, соответственно, катализировать бесконечное количество молекул, не расходоваться и не быть подверженным старению (необратимо менять структуру, теряя способность катализировать реакцию), однако на практике это недостижимо.

См. также

• Активность катализатора
• Ферменты
• Ацетилхолинэстераза
• Каталаза

Примечания

1. Hagen J (2006). Industrial Catalysis: A Practical Approach. Weinheim, Germany: Wiley-VCH.
2. Rothenberg MA, Nachmansohn D (1947). «Studies on cholinesterase; purification of the enzyme from electric tissue by fractional ammonium sulfate precipitation.». J Biol Chem. 168 (1): 223-31. PMID 20291080.
3. Wilson IB, Harrison MA (Aug 1961). «Turnover number of acetylcholinesterase». J Biol Chem. 236 (8): 2292-5.
4. Goodsell DS (2004-09-01). «Catalase». Molecule of the Month. RCSB Protein Data Bank. Retrieved 2007-02-11
5. Гетерогенный катализ / Химик.ру — химическая энциклопедия.