Which of the following enzymes of Glycolytic pathway has achieved the catalytic perfection in the sense that any increase in its catalytic efficiency would not increase the rate of reaction catalysed by it?
ग्लाइकोलाइटिक मार्ग के निम्नलिखित में से किस एंजाइम ने उत्प्रेरक पूर्णता हासिल कर ली है, इस अर्थ में कि इसकी उत्प्रेरक क्षमता में कोई भी वृद्धि इसके द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया की दर को नहीं बढ़ाएगी?
EXPLANATION
Carbohydrates & Metabolism
Catalytic perfection and diffusion-controlled enzymes:
- An enzyme is considered 'catalytically perfect' when its catalytic rate is limited only by the rate at which substrate can diffuse into its active site ($k_{\text{cat}}/K_m \approx 10^8 - 10^9 \text{ M}^{-1}\text{s}^{-1}$).
- In glycolysis, Triose Phosphate Isomerase (TIM or TPI) interconverts dihydroxyacetone phosphate (DHAP) and glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) at the diffusion limit ($k_{\text{cat}}/K_m = 2.4 \times 10^8 \text{ M}^{-1}\text{s}^{-1}$).
- Any further increase in its catalytic efficiency would have no effect on the reaction velocity because substrate diffusion is the sole bottleneck.
Therefore, Triose phosphate isomerase has achieved catalytic perfection.
उत्प्रेरक पूर्णता (Catalytic perfection) की अवधारणा:
- जब किसी एंजाइम की उत्प्रेरक दक्षता विसरण सीमा (Diffusion limit, $10^8 - 10^9 \text{ M}^{-1}\text{s}^{-1}$) तक पहुंच जाती है, तो उसे उत्प्रेरक रूप से परिपूर्ण एंजाइम कहा जाता है।
- ग्लाइकोलिसिस में ट्रायोज फॉस्फेट आइसोमरेज (Triose phosphate isomerase - TIM) DHAP और G3P के अंतःपरिवर्तन को विसरण दर पर उत्प्रेरित करता है ($k_{\text{cat}}/K_m = 2.4 \times 10^8 \text{ M}^{-1}\text{s}^{-1}$)।
- इस एंजाइम की दक्षता में किसी भी अतिरिक्त वृद्धि से प्रतिक्रिया की दर नहीं बढ़ सकती क्योंकि विसरण ही एकमात्र सीमित कारक है।
अतः ट्रायोज फॉस्फेट आइसोमरेज सही उत्तर है।
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