Enzima limitada por difusión

Ya que la velocidad de catálisis de estas enzimas se encuentra determinada por una reacción limitada por difusión, representa una restricción física intrínseca a la evolución (un pico de máxima en el paisaje adaptativo); por lo que las enzimas perfectas limitadas por difusión son muy pocas.

En 1972, se observó que en la deshidratación del H2CO3 catalizada por la anhidrasa carbónica, la constante catalítica de segundo orden obtenida experimentalmente estaba en el orden de 1,5 × 1010 M−1 s−1,[5]​ la cual es un orden de magnitud mayor que el límite estimado por Alberty, Hammes, y Eigen basados en un modelo simplificado.

Existen varios mecanismos involucrados que pueden explicar este fenómeno.

El límite de difusión representa un cepo físico absoluto al proceso evolutivo.

[1]​ El aumentar la velocidad catalítica más allá de la velocidad de difusión no ayuda en nada al organismo, ya que el proceso global se encuentra limitado por otro parámetro, y por lo tanto representa un máximo global en el paisaje adaptativo.

Distribución de las tasas catalíticas conocidas ( k cat /K M ). La mayor parte de las enzimas posee una tasa catalítica en torno a 10 5 s −1 M −1 . Las enzimas más rápidas, en la caja oscura de la derecha (>10 8 s −1 M −1 ) están restringidas por el límite de difusión. (Datos adaptados de Bar-Even, 2010 [ 1 ] ​)
Una ilustración que muestra (a) el modelo de Alberty-Hammes-Eigen, y (b) el modelo de Chou, donde E denota a la enzima de la cual el sitio activo se encuentra coloreado en rojo, mientras que el sustrato S lo está en azul.