結構生物化學/酶/反應中間體
外觀
過渡態是反應中能量最高的中間體,因此往往是反應座標上壽命最短的中間體。過渡態形成後,中間體可以自發地進行產物形成。
這些過渡態中間體用雙匕首表示。過渡態的自由能或ΔG高於反應物和產物。因此,中間體比反應物和產物更不穩定。
反應物和過渡態之間的能量差稱為活化能。活化能決定反應速率。由於活化能是反應物和中間體之間能量差,因此它充當了反應物必須克服的障礙。因此,必須向反應物新增足夠的能量以克服活化能並轉化為產物。因此,活化能越高,反應物轉化為產物就越困難。速率決定步驟,有時與最高能量中間體的形成有關,決定了反應的速率。活化能取決於許多因素,包括溫度、所涉及的具體反應以及催化劑的存在。
酶通常透過穩定過渡態中間體來加速反應速率。酶只是透過將中間體的構象改變為更有利和更穩定的構象來降低中間體的活化能。穩定的中間體意味著更低的活化能,如上所述,更低的活化能意味著更低的活化能壘,因此反應物可以更快地形成產物。結果通常是反應速率大幅提高,數量級達到數百萬倍。
酶不會改變反應平衡,因為它們不會改變起始物質或產物的勢能。此外,正向和逆向反應的速率發生同等變化,這意味著 kforward 和 kreverse 的比率始終保持相同。