Finite-temperature effects in enzymatic reactions — Insights from QM/MM free-energy simulations
Notice bibliographique
Résumé
We report potential-energy and free-energy data for three enzymatic reactions: carbon–halogen bond formation in fluorinase, hydrogen abstraction from camphor in cytochrome P450cam, and chorismate-to-prephenate Claisen rearrangement in chorismate mutase. The results were obtained by combined quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) optimizations and two types of QM/MM free-energy simulations (free-energy perturbation and umbrella sampling) using semi-empirical or density-functional QM methods. Based on these results and our previously published free-energy data on electrophilic substitution in para-hydroxybenzoate hydroxylase, we discuss the importance of finite-temperature effects in the chemical step of enzyme reactions. We find that the entropic contribution to the activation barrier is generally rather small, usually of the order of 5 kJ mol –1 or less, consistent with the notion that enzymes bind and pre-organize the reactants in the active site. A somewhat larger entropic contribution is encountered in the case of chorismate mutase where the pericyclic transition state is intrinsically more rigid than the chorismate reactant (also in the enzyme). The present results suggest that barriers from QM/MM geometry optimization may often be close to free-energy barriers for the chemical step in enzymatic reactions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».