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化学势通过代谢物经由统称为代谢的催化网络中的流动而与细胞过程相耦联。在此，我们描述了一大类全新的能量耦联催化剂，它们能够连接代谢网络通路及其势。该类成员由一种共同机制所界定——半位点反应性。半位点酶中已被充分证实的亚基序贯周转表明，发生在不同亚基上的反应势彼此之间是耦联的。在这里，我们利用来自两个催化上彼此不同、且各自在代谢中具有广泛渗透性的酶家族的多底物特异性半位点酶，对这一假设进行了检验并证实。基础催化参数（Vmax和Km）以及反应终点可被预测，并且显示当反应势发生耦联时会发生显著变化——例如，当视黄醇氧化反应（维生素A合成中的限速步骤）与更有利的乙醇氧化反应相耦联时，其催化效率（Vmax/Km）和反应终点分别提高了900倍和3,400倍。首次可以明确的是，代谢具有这样的灵活性：能够通过在由半位点酶相互连接的众多代谢通路之间重新分配化学势，来响应细胞代谢状态的变化。
化学势通过代谢物在统称为代谢的催化网络中的流动而与细胞过程相耦合。在此，我们描述了一大类新的能量耦联催化剂，这类催化剂能够将代谢网络通路及其势相互连接起来。该类成员由一种共同机制所界定——半位点反应性。半位点酶中已被充分确立的亚基顺序周转现象表明，在不同亚基上发生的反应势彼此之间是耦合的。本文利用来自两个催化性质不同且在代谢中具有广泛渗透性的酶家族的多底物特异性半位点酶，对这一假说进行了检验并证实。研究预测了基本催化参数（Vmax 和 Km）以及反应终点，并表明当反应势发生耦合时，它们会发生显著变化——例如，当视黄醇氧化反应（维生素A合成中的限速步骤）与更有利的乙醇氧化反应相耦合时，其催化效率（Vmax/Km）和反应终点分别提高了900倍和3,400倍。至此，首次明确表明，代谢具有这种灵活性：能够通过在由半位点酶相互连接的众多代谢通路之间重新分配化学势，对细胞代谢状态的变化作出响应。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.01.729314v1?rss=1
🏷️ 代谢自由能 化学势耦联 半位点酶 多底物特异性 酶催化动力学 代谢网络