生物化學/催化策略/酸鹼反應

酸鹼催化反應簡介

這種催化型別涉及除了水以外的質子供體或受體。然後發生親核或親電攻擊。最後，酶被恢復。

質子的捐贈或接受通常是為了穩定過渡態。與之相關的還有金屬離子催化，它涉及透過其正電荷穩定過渡態的金屬離子。一些酸鹼催化反應也使用金屬離子。大多數酶中普遍存在的一種充當酸或鹼的氨基酸是組氨酸，因為它的 pKa 接近周圍 pH。因此，它可以充當酸或鹼。

一個例子是碳酸酐酶將碳酸分解成質子和碳酸氫根離子。

H₂CO₃ <-(與碳酸酐酶)-> H⁺ HCO₃^-

碳酸酐酶的活性位點有一個包含鋅離子 (Zn²⁺) 的部分，該離子與幾個組氨酸 R 基團配位。鋅還與水分子中的氧配位。當鋅與水分子配位時，pKa 從 15.7 降低到大約 7。因此，這意味著在生理 pH 下，水分子很容易去質子化。現在這個氧原子充當親核試劑，攻擊二氧化碳中的碳。這會在鋅離子處建立一個類似於碳酸氫根離子的配位絡合物。在最後一步，另一個水分子取代碳酸氫根離子，酶重新形成，準備再次反應。