¿Por qué algunas enzimas exhiben una cinética más rápida que la difusión?

Esa es una pregunta muy interesante. Recientemente asistí a un seminario en la Universidad de Duke con el profesor James Ferrell.
http://www.stanford.edu/group/fe…

Presentó una gran cantidad de experimentos in vitro e in vivo que sugieren que este fenómeno se debió en gran parte a la pre-distribución de esas moléculas y a la tasa de mezcla de estado activo e inactivo en el límite entre estos estados.

Dicho de manera más simple, la “onda” de activación se propaga más rápido que la velocidad de difusión, pero solo en entornos donde la molécula de estado inicial está predistribuida.

Esté atento a las publicaciones de su laboratorio, ¡estoy seguro de que lo publicarán pronto!

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Después de leer la respuesta dada por Chris VanLang, me di cuenta de que la pregunta podía interpretarse de dos maneras: cinética de movimiento o cinética de acción. Estaba respondiendo con respecto a la cinética de acción. La respuesta de Chris describe prolijamente las teorías del movimiento más rápido que la difusión. También hay evidencia de “flujo” activo en el fluido citoplásmico que puede transportar partículas. Vea el microscopio de puntos por Claire Waterman y otros para obtener una vista de eso.

Hay dos escuelas de pensamiento sobre la superación de la cinética de difusión limitada.

El primero es que dada la capacidad de la enzima para interactuar con otras sustancias dentro de la célula, las enzimas y los sustratos pueden moverse más rápido de lo que implicaría su coeficiente de difusión. El sistema modelo clásico es la observación de la superdifusión anómala de la proteína LacI dentro de una célula. [1] [2] La hipótesis es que la proteína LacI interactúa con el ADN y exhibe la difusión 1-D al “deslizarse” a través de la cadena. Además, también exhibirá “saltos” a una hebra de ADN diferente


La segunda explicación para la cinética más rápida que la difusión es con la “canalización” del sustrato. Para complejos de proteínas grandes como policétidos sintasas, los sustratos pueden quedar atrapados dentro de la proteína y pasar de módulo a módulo. La analogía común sería una línea de montaje. Cada parte se mueve al siguiente operador por su “reacción” y recibe empujes por la siguiente parte entrante. Contraste eso con un sistema abierto donde necesitarías esperar a que el sustrato y la enzima se encuentren.

Wikipedia también parece tener algunas otras ideas http://en.wikipedia.org/wiki/Cat

[1] Cinética de desplazamiento y salto de proteínas en el ADN
[2] El represor lac muestra difusión facilitada en células vivas