전환수 문서 원본 보기

{{위키데이터 속성 추적}}
'''전환수'''(轉換數, {{llang|en|turnover number}})라는 용어는 [[화학]]에서 두 가지 의미를 가지고 있다.

[[효소학]]에서 전환수({{math|''k''<sub>cat</sub>}})는 두 개 이상의 활성 부위를 갖는 [[효소]]에 대해 주어진 효소 농도 {{math|[''E{{sub|T}}'']}}에 대해 단일 [[활성 부위]]가 수행할 수 있는 초당 [[기질 (화학)|기질]] 분자의 화학적 전환의 한계 횟수로 정의된다.<ref>{{서적 인용|doi=10.1016/b978-0-12-801238-3.05143-6 |chapter=Michaelis-Menten Kinetics |title=Reference Module in Biomedical Sciences |year=2015 |last1=Roskoski |first1=Robert |isbn=978-0-12-801238-3 }}</ref> 단일 활성 부위를 갖는 효소의 경우 {{math|''k''<sub>cat</sub>}}을 '''촉매 상수'''(觸媒常數, {{llang|en|catalytic constant}})라고 한다.<ref name=fek>{{서적 인용| title = Fundamentals of Enzyme Kinetics|last= Cornish-Bowden | first = Athel |edition = 4th | year = 2012 | publisher= Wiley-Blackwell, Weinheim | isbn = 978-3-527-33074-4 | pages = 33}}</ref> 최대 반응 속도 {{math|''V''{{sub|max}}}}와 촉매 부위 농도 {{math|''e''{{sub|0}}}}로부터 다음과 같이 계산할 수 있다.

<math display=block>k_\mathrm{cat} = \frac{V_\max}{e_0}</math> ([[미카엘리스-멘텐 반응속도론]]을 참조)

[[유기금속화학|유기금속]] [[촉매]]와 같은 다른 화학 분야에서는 전환수(TON)가 다른 의미를 갖는다. 다음과 같이 촉매 1[[몰 (단위)|몰]]이 비활성화되기 전에 전환할 수 있는 기질의 몰 수로 나타낼 수 있다.<ref>{{저널 인용|last1=Bligaard |first1=Thomas |last2=Bullock |first2=R. Morris |last3=Campbell |first3=Charles T. |last4=Chen |first4=Jingguang G. |last5=Gates |first5=Bruce C. |last6=Gorte |first6=Raymond J. |last7=Jones |first7=Christopher W. |last8=Jones |first8=William D. |last9=Kitchin |first9=John R. |last10=Scott |first10=Susannah L. |title=Toward Benchmarking in Catalysis Science: Best Practices, Challenges, and Opportunities |journal=ACS Catalysis |date=1 April 2016 |volume=6 |issue=4 |pages=2590–2602 |doi=10.1021/acscatal.6b00183 |doi-access=free }}</ref>

<math display=block>\mathrm{TON} = \frac{n_\mathrm{product}}{n_\mathrm{cat}}</math>

이런 의미에서 이상적인 촉매는 무한한 전환수를 가지야 하는데, 왜냐하면 결코 소모되지 않기 때문이다. '''전환 빈도'''(轉換頻度, {{llang|en|turnover frequency}}, '''TOF''')라는 용어는 단위 시간당 전환율을 나타내는데 사용되며, 효소학에서 전환수의 의미와 동일하다.

<math display=block>\mathrm{TOF} = \frac{\mathrm{TON}}{t}</math>

대부분의 관련 산업 응용 분야에서 전환 빈도는 10<sup>−2</sup>~10<sup>2</sup> s<sup>−1</sup> (효소의 경우 10<sup>3</sup>~10<sup>7</sup> s<sup>−1</sup>) 범위에 있다.<ref>{{인용|title=Introduction |date=2006-04-20 |url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/3527607684.ch1 |work=Industrial Catalysis |pages=7 |place=Weinheim, FRG |publisher=Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA |doi=10.1002/3527607684.ch1 |isbn=978-3-527-60768-6 |access-date=2022-06-03}}</ref> 효소인 [[카탈레이스]]는 가장 큰 전환 빈도를 가지고 있으며, 그 값은 최대 4×10<sup>7</sup> s<sup>−1</sup>까지 보고되었다.<ref>{{저널 인용|last1=Smejkal |first1=Gary B. |last2=Kakumanu |first2=Srikanth |date=2019-07-03 |title=Enzymes and their turnover numbers |url=https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14789450.2019.1630275 |journal=Expert Review of Proteomics |language=en |volume=16 |issue=7 |pages=543–544 |doi=10.1080/14789450.2019.1630275 |pmid=31220960 |s2cid=195188786 |issn=1478-9450|doi-access=free }}</ref>

== 확산 제한 효소의 전환수 ==
{{참고|확산 제한 효소}}

[[아세틸콜린에스터레이스]]는 10<sup>4</sup> s<sup>−1</sup>보다 큰 촉매 상수를 갖는 [[세린 가수분해효소]]이다. 이는 이 효소가 확산 제한 속도에 가까운 속도로 [[아세틸콜린]]과 반응한다는 것을 의미한다.<ref name=Quinn>{{저널 인용|last1=Bazelyansky |first1=Michael |last2=Robey |first2=Ellen |last3=Kirsch |first3=Jack F. |title=Fractional diffusion-limited component of reactions catalyzed by acetylcholinesterase |journal=Biochemistry |date=14 January 1986 |volume=25 |issue=1 |pages=125–130 |doi=10.1021/bi00349a019 |pmid=3954986 }}</ref>

탄산무수화효소는 촉매 속도가 가장 빠른 효소 중 하나이며, 그 속도는 일반적으로 [[기질 (화학)|기질]]의 [[확산]] 속도에 의해 제한된다. 이 효소의 다양한 형태에 대한 일반적인 촉매 상수는 10<sup>4</sup> s<sup>−1</sup>~10<sup>6</sup> s<sup>−1</sup> 사이이다.<ref name="Lindskog_1997">{{저널 인용|last1=Lindskog |first1=Sven |title=Structure and mechanism of carbonic anhydrase |journal=Pharmacology & Therapeutics |date=January 1997 |volume=74 |issue=1 |pages=1–20 |doi=10.1016/s0163-7258(96)00198-2 |pmid=9336012 }}</ref>

== 같이 보기 ==
* [[촉매 반응]]
* [[단백질 전환]]

== 각주 ==
{{각주}}

[[분류:효소반응속도론]]
[[분류:촉매 활성의 단위]]