結構生物化學/酶/Kcat/Km
kcat,kd 和 KM == kcat,kd和 KM 是描述遵循米氏動力學的酶的術語。
- kcat 是一個常數，描述了酶-底物複合物轉化為產物和酶的週轉率。它也是特定底物催化劑的速率。
Kd 是解離常數，它描述了反應中兩個反應物的親和力。以下反應是顯示解離常數的例子
k1
A + B ↔ AB
k-1
其中 A 和 B 是兩個反應物，AB 是形成的複合物，k-1 是逆向速率常數，k1 是正向速率常數。解離常數定義為：kd=k-1/k1。
解離常數越小，兩個反應物結合越好。由於酶與底物的親和力決定了形成酶-底物複合物的反應的有利程度，因此在米氏方程中經常研究 kd。
從米氏方程推導kM=(k-1+kcat)/k1
由於 KM，也被稱為米氏常數，是研究酶與特定底物催化反應能力的重要常數。kM 可以分為兩個部分
a.kd
催化動力學的第一步是底物與酶的結合，這也是反應中的速率決定步驟。酶與底物結合越好，kd 越小，因此 kM 越小。
b.kcat
催化動力學的第二步是產物的形成。kcat 越大，反應越有利於產物，kM 越大。
在米氏常數方程中，kd 和 kcat 之間似乎存在矛盾：酶對特定底物越好，kd 越小，kcat 越大。然而，決定催化反應效能的是解離常數 kd，因為反應的第一步——結合是速率決定步驟，形成酶-底物複合物是形成產物的必要步驟，因此 kd 是決定 kM 的主要因素。
它們共同顯示了酶對不同底物的偏好。
kcat/KM 得出測量催化效率的速率常數。這種效率測量有助於確定速率是受產物生成限制還是受環境中底物量的限制。
在k-1（底物從酶上解離的速率）遠大於k2（底物轉化為產物的速率）的情況下，如果效率速率是
- 高，kcat 遠大於 KM，並且酶複合物將其結合的大部分底物轉化為產物。這種轉化增加可以透過兩種方式之一觀察到——要麼底物更牢固地結合到酶上，這是相對較低的 KM 的結果，要麼結合的底物中更大比例在解離之前被轉化，這是由於週轉率 kcat 較大。
- 低，kcat 遠小於 KM，並且複合物將其結合的大部分底物轉化為產物。
kcat/KM 測量催化效率，但只有當底物濃度遠低於 KM 時才會這樣做。檢視酶/底物催化反應方程式，
E+S↔ES->E+P
其中向 ES 方向的速率為 k1，向 E+S 方向的速率為 k-1，向產物形成（E+P）方向的速率為 k2 或 kcat，很明顯從
kcat/KM=[kcat/(k-1 + kcat)]k1
即使 kcat 遠大於 k-1（正在形成大量產物）並且效率很高，該方程式仍然會受到 k1 的限制，這是 ES 形成的速率。這告訴我們 kcat/KM 在效率方面存在限制，因為它不能快於酶與其底物的擴散控制相遇（k1）。因此，具有高 kcat/KM 比率的酶實際上已經達到了動力學完美，因為它們已經非常接近達到完全效率，只受它們在溶液中遇到底物的速率的限制。
在接近極限的情況下，酶上可能存在吸引的靜電作用力，這些作用力會吸引底物到活性位點，被稱為西西弗斯效應。溶液中的擴散可以透過將底物和產物限制在多酶複合物有限的體積中來部分克服。一些系列的酶與組織良好的組裝體相關聯，以便一種酶的產物能被下一種酶快速找到。
Berg, Jeremy M. 2007. 生物化學。第六版。紐約：W.H. Freeman。