Кіріспе
Химияда, катализге қатысты сан. Химияда "айналым саны" термині екі ерекше мағынаға ие. Энзимологияда айналым саны ('kcat') – берілген фермент концентрациясы үшін, бір белсенді орынға екі немесе одан көп белсенді орыны бар ферменттер үшін, субстрат молекулаларының секундына орындалатын химиялық түрленулерінің лимиттік саны. Бір белсенді орыны бар ферменттер үшін 'kcat' каталитикалық тұрақты деп аталады. Оны лимиттік реакция жылдамдығы және катализатор орындағы концентрациясы арқылы келесідей есептеуге болады: (Майкалис-Ментен кинетикасын қараңыз). Басқа химиялық салаларда, мысалы органометалл катализінде, айналым санының (TON) басқа мағынасы бар: катализатордың белсенділігін жоймас бұрын түрлендіре алатын субстрат мольдарының саны. Осы мағынада идеалды катализатордың айналым саны шексіз болар еді, себебі ол ешқашан тозбас еді. Айналым жиілігі (TOF) термині уақыт бірлігіне айналымды білдіреді, бұл энзимологиядағы айналым санының мағынасына тең. Көптеген маңызды өнеркәсіптік қолданыстар үшін айналым жиілігі 10−2 – 102 с−1 (ферменттер үшін 103 – 107 с−1) диапазонында болады. Каталаза ферменті ең жоғары айналым жиілігіне ие, оның мәндері 4 с−1 дейін тіркелген.
In chemistry, the term "turnover number" has two distinct meanings. In enzymology, the turnover number ('kcat') is defined as the limiting number of chemical conversions of substrate molecules per second that a single active site will execute for a given enzyme concentration for enzymes with two or more active sites. For enzymes with a single active site, 'kcat' is referred to as the catalytic constant. It can be calculated from the limiting reaction rate and catalyst site concentration as follows:
(See Michaelis–Menten kinetics). In other chemical fields, such as organometallic catalysis, turnover number (TON) has a different meaning: the number of moles of substrate that a mole of catalyst can convert before becoming inactivated:
An ideal catalyst would have an infinite turnover number in this sense, because it would never be consumed. The term turnover frequency (TOF) is used to refer to the turnover per unit time, equivalent to the meaning of turnover number in enzymology. For most relevant industrial applications, the turnover frequency is in the range of 10−2 – 102 s−1 (103 – 107 s−1 for enzymes). The enzyme catalase has the largest turnover frequency, with values up to 4 s−1 having been reported.
Диффузиялық шектеулі ферменттердің айналымы
Ацетилхолинестераз - серин гидролазасы, каталитикалық тұрақтысы 104 с-1-ден жоғары. Бұл фермент ацетилхолинмен диффузиялық шектеуге жақын жылдамдықпен әрекеттеседі дегенді көрсетеді. Карбоангидраза – ең жылдам ферменттердің бірі, оның реакциясы көбінесе субстраттарының диффузиялық жылдамдығымен шектеледі. Осы ферменттің әртүрлі формалары үшін қалыпты каталитикалық тұрақтылар 104 с-1 мен 106 с-1 аралығында өзгереді.