结构生物化学/催化策略/通用酸碱催化

通用酸碱催化涉及除了水以外的分子在酶促反应中充当质子供体或受体。为了避免在反应中形成不稳定的带电中间体，酶具有适当的位置的功能基团，可以很容易地提供质子或接受质子以稳定过渡态。当一个功能基团接受质子时，它将在催化循环结束时释放或提供质子，反之亦然。参与反应的功能基团包括 His 咪唑、α-氨基、α-羧基、Cys 的硫醇、Glu 和 Asp 羧基的 R 基团、Tyr 的芳香族 OH 和 ARG 的胍基。这些功能基团的质子化取决于 pH 值，因此酶的催化活性对 pH 值敏感。

通用酸碱催化参与大多数酶促反应，其中各种氨基酸的侧链充当通用酸或通用碱。通用酸碱催化需要与特定酸碱催化区分开来。

• 特定酸碱催化是指专门通过 –OH 或 H+ 加速反应。反应速率仅取决于 pH 值（当然，pH 值是 –OH 和 H+ 浓度的函数），而与缓冲液浓度无关。

• 在通用酸碱催化中，缓冲液通过提供或移除质子来帮助稳定过渡态。因此，反应速率取决于缓冲液浓度以及适当的质子化状态。

示例

组氨酸的 pKa 值接近中性，因此使其成为通用酸或碱的最有效候选者，因为它可以提供或接受质子。His 119 充当一个通用酸，向核苷的 5'-羟基提供质子。另一方面，His 12 充当一个通用碱，从 3'-核苷酸的 2'-羟基接受质子。结果，形成了 2’-3’ 环状磷酸中间体。当水取代核苷时，His 119 和 His 12 的作用相反。最后，组氨酸的原始质子化状态恢复。

文件：ProtonAcceptingDonating.png
His 119 是酸，His 12 是碱。
文件：2’-3’ 环状磷酸中间体 .png
形成了 2'-3' 环状磷酸中间体。
文件：ProtonAcceptingDonatingReversed.png
相反地，His 119 是碱，His 12 是酸。
文件：OriginalStateofHis.png
His 119 和 His 12 回到其初始状态。