多步酶介导反应的统计性质

酶介导反应在生成最终产物分子之前可能会经历多个中间构象态，人们通常希望从对产物生成的观察中识别出这些中间结构。在本文中，我们通过求解各种酶促反应的化学主方程来解决这个问题。我们设计了一种类似于量子力学中使用的微扰理论，使我们能够将生成产物分子分布的一阶（<n>）和二阶（方差）累积量确定为底物浓度和中间过程动力学速率的函数。平均产物通量 V=d<n>/dt（或“剂量-响应”曲线）和 Fano 因子 F=variance/<n> 都是实际可测量的量，并且虽然不同反应类型的平均通量通常可能看起来相同，但 Fano 因子可能大不相同。这提供了区分不同反应方案的定性和定量方法，我们在四个多步酶促反应样本的背景下探讨了这种可能性。我们认为，同时测量平均通量和 Fano 因子不仅可以区分反应类型，还可以提供关于内部未观测到的动力学速率的一些详细信息，而无需测量单分子跃迁事件。