生物化学/催化策略/酸碱反应

酸碱催化反应简介

这种催化类型涉及除了水以外的质子供体或受体。然后发生亲核或亲电攻击。最后，酶被恢复。

质子的捐赠或接受通常是为了稳定过渡态。与之相关的还有金属离子催化，它涉及通过其正电荷稳定过渡态的金属离子。一些酸碱催化反应也使用金属离子。大多数酶中普遍存在的一种充当酸或碱的氨基酸是组氨酸，因为它的 pKa 接近周围 pH。因此，它可以充当酸或碱。

一个例子是碳酸酐酶将碳酸分解成质子和碳酸氢根离子。

H₂CO₃ <-(与碳酸酐酶)-> H⁺ HCO₃^-

碳酸酐酶的活性位点有一个包含锌离子 (Zn²⁺) 的部分，该离子与几个组氨酸 R 基团配位。锌还与水分子中的氧配位。当锌与水分子配位时，pKa 从 15.7 降低到大约 7。因此，这意味着在生理 pH 下，水分子很容易去质子化。现在这个氧原子充当亲核试剂，攻击二氧化碳中的碳。这会在锌离子处创建一个类似于碳酸氢根离子的配位络合物。在最后一步，另一个水分子取代碳酸氢根离子，酶重新形成，准备再次反应。