Transition States of Biochemical Processes

تئوری حالت گذار، از ابتدای پیدایش، تأثیرگذارترین اصل در توسعه دانش ما از مکانیسم‌های واکنش در محلول بوده است. طبیعی است که از آنجایی که رشته دینامیک بیوشیمیایی به سطوح جدیدی از پالایش دست یافته است، دانشجویان آن به طور فزاینده ای مفاهیم و روش های تئوری حالت گذار را پذیرفته اند. در واقع، هر مسئله دینامیکی بیوشیمی ظریف ترین و مقرون به صرفه ترین بیان خود را در شرایط این نظریه می یابد. به عنوان مثال، قدرت کاتالیزوری آنزیم از تعامل آنزیم و ساختارهای بستر در حالت گذار ناشی می شود، بنابراین درک این قدرت باید از دانش این ساختارها و برهمکنش ها رشد کند. به طور مشابه، فعل و انفعالات حالت گذار، و نحوه تغییر آنها با تغییر ساختار پروتئین، ویژگی محوری را تشکیل می دهد که تکامل مولکولی باید بر اساس آن باشد. سیستم دینامیکی کامل و جفت شده ارگانیسم، که شامل حمل و نقل ماده و انرژی و همچنین فرآیندهای شیمیایی محلی است، در نهایت باید به توصیف ساختارهای حالت گذار اجزای آن و ویژگی‌های پاسخ انرژی آنها تسلیم شود، حتی اگر شکل توصیف فراتر از تئوری وضعیت گذار کنونی است. در نهایت، اهمیت عوامل بیوشیمیایی در پزشکی و کشاورزی، این موضوع را به دنیای امور عملی، در استفاده از اطلاعات حالت گذار برای ساخت عوامل بیولوژیکی فوق العاده قوی می برد.

The transItIOn-state theory has been, from the point of its inception, the most influential principle in the development of our knowledge of reaction mechanisms in solution. It is natural that as the field of biochemical dynamics has achieved new levels of refinement its students have increasingly adopted the concepts and methods of transition-state theory. Indeed, every dynamical problem of biochemistry finds its most elegant and economical statement in the terms of this theory. Enzyme catalytic power, for example, derives from the interaction of enzyme and substrate structures in the transition state, so that an understanding of this power must grow from a knowledge of these structures and interactions. Similarly, transition-state interactions, and the way in which they change as protein structure is altered, constitute the pivotal feature upon which molecular evolution must turn. The complete, coupled dynamical system of the organism, incorporating the transport of matter and energy as well as local chemical processes, will eventually have to yield to a description of its component transition-state structures and their energetic response characteristics, even if the form of the description goes beyond present-day transition-state theory. Finally, the importance of biochemical effectors in medicine and agriculture carries the subject into the world of practical affairs, in the use of transition-state information for the construction of ultra potent biological agents.