تستخدم تقانات لها القدرة العالية لرصد التغيرات التي تحدث في فترات زمنية قصيرة اقل من واحد بالألف من (الثانية) حيث تتم دراسة حركية التفاعل بواسطة التغيرات الذي تحصل خلال الجزء الأول من الثانية للتفاعل يطلق عليها الحركيات الانتقالية ثم استعمال تقانات الخلط السريعة للجريان المستمر أو الجريان المتوقف حيث يتم رصد التفاعل بواسطة كاشف معين يربط في جهاز تذبذب سریع oscilloscope أو الحاسبة الإلكترونية العامل الأساس لتحديد أي التقانات يكن استخدامها هو الوقت اللازم لخلط الإنزيم مع المادة الأساس أو المواد الأساس، آلية حركات التفاعلات الإنزيمية تساهم فيها مواد أساس متعددة يشارك في معظم التفاعلات الإنزيمية مادتان أو أكثر من المواد الأساس حيث يحصل انتقال مجموعة من المواد الأساس الأخرى ومنها تفاعلات الأكسدة والاختزال وقد تكون آلية التفاعل متعاقبة أو متسلسلة sequential حيث ترتبط المادتان الأساسيتان بالإنزيم لتكوين مركب معقد ثلاثي قبل أن يتكون الناتج الأولي أو قد تكون آلية التفاعل الإنزيمي غير متعاقبة أو غير تعاقبية non-sequential

1. آلية كرة المنضدة pong bi-bi mechanism - ping: وهي من ابسط الأمثلة على الآليات غير المتسلسلة وهي آلية

pong bi-bi- ping أو ما تسمى آلية الإحلال الثنائي double displacement mechanism.

AX + E↔ E-AX↔ EX-A↔ EX + A

EX + B ↔ EX-B ↔ E-BX ↔ E + BX

ترتبط AX أولا بالإنزيم E  لتكوين المركب المعقد الثنائي EAX ويحدث بعد ذلك تنظيم على المستوى الداخلي للجزيئات مما تتكون الاصرة E-X وتتكسر الاصرة X-A ثم يغادر الناتج الأول A قبل وصول المادة الأساس الثانية ولا تتمكن B من الارتباط بالإنزيم إلا إنها ترتبط بالإنزيم المحور EX وبما انه لا يمكن وجود أكثر من مادة أساس واحدة على الإنزيم في أي وقت من الأوقات لأنه هناك موقع واحد لربط المادة الأساس بالإنزيم كما يحدث تنظيم آخر على المستوى الداخلي للجزيئات حيث تتكون الاصرة B-X وتتكسر الاصرة E-X مما يعقب ذلك تحرير الناتج الثاني B تاركا الإنزيم في حالته الأصلية وقد أوضح كيلاند آلية تعاقب الإحداث في التفاعل.

2. آلية الترتيب العشوائي Random order mechanism: تتمكن أي من المواد الأساس بالارتباط في الإنزيم قبل غيرها ويتمكن أي ناتج من مغادرة الإنزيم قبل غيرة وهي آلية متسلسلة أو متعاقبة ويحصل تكوين مركب معقد ثلاثي ويتكون هناك موقعان منفصلان لربط المواد الأساس بالإنزيم ولا تشترك مادتان أساسيتان بالتفاعل.

 3. آلية الترتيب الإجباري compulsory -order mechanism: إلية الترتيب الإجباري هي آلية متعاقبة أو متسلسلة يكون ترتيب الارتباط بالإنزيم أو مغادرة الإنزيم إجباريا ويتكون مركب معقد ثلاثي في حالة ارتباط الإنزيم مع مادتين أساسيتين وتساهم الإنزيمات في الآلاف من التفاعلات الكيمياوية الايضية في الخلايا الحية فالمركبات الكيمياوية المنقولة في تلك التفاعلات هي المركبات العضوية مثل تحويل الكلوكوز إلى ثاني اوكسيد الكربون وماء مع تحرير طاقة عندما يتفاعل مع الأوكسجين خارج الخلية وهي تفاعلات باعثة للحرارة إلا إنها لا تحدث تحت الظروف الاعتيادية وتعمل الإنزيمات على تحفيز التفاعلات من خلال الإسراع منها وعند أكسدة الكلوكوز تعمل الإنزيمات المسيطرة على تلك التفاعلات الحركية للإنزيمات مما تعجل وتسيطر على سرعة تلك التفاعلات الكيمياوية حيث تعمل بشكل متسلسل في المسالك الايضية لتحلل المكونات الغذائية مع تحرير الطاقة وتحويل تلك المركبات إلى مركبات مفيدة والذي يمكن أن تكون مولدات لعدد كبير من الجزيئات الموجودة في الخلايا الحية وهناك إنزيمات تنظيمية الذي تنظم المتطلبات الأساسية للخلايا للسيطرة على سرعة تلك التفاعلات ومن الصفات المميزة للإنزيمات هي قوة التحفيز التخصص والتنظيم، قوة التحفيز وهي تلعب دورا مهما في تعجيل سرعة التفاعلات وهي تعتمد على الأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة فعلى سبيل المثال يعمل إنزيم اليوريز على تحلل اليوريا مائيا.

Urease            

H₂N-CO-NH₂ + 2H₂O +H⁺→2NH₄⁺+HCO₃^-

بدرجة حرارة 20م، يحصل ثبات التفاعلات المحفزة بواسطة الإنزيمات إلى sec/3x10⁴، الذي يكون  3x10^-10 في التفاعلات الكيمياوية غير المحفزة حيث تكون نسبة السرعة المحفزة إلى السرعة غير المحفزة في التفاعل الكيمياوي هي 10¹⁴ وهذه النسبة تعرف بقوة التحفيز النسبية للإنزيم حيث تكون لإنزيم اليوريز10¹⁴ وتعمل الإنزيمات على مواد معينه تعرف substratesوهي منتجات ثانوية في التفاعلات الإنزيمية وهي تكون متخصصة في عملها وهناك مواقع متخصصة على الإنزيم الذي إليها ترتبط المادة الأساس تسمى المواقع الفعالة في الإنزيم ويتم تنظيم النشاط الإنزيمي بواسطة طرق مختلفة تتراوح من السيطرة على كمية البروتين الإنزيمي المنتج بواسطة الخلية لأعلى سرعة والتداخلات العكسية للإنزيمات، المثبطات والمنشطات الايضية الحركيات kinetics هو فرع من العلوم الذي ها علاقة مع سرع التفاعلات الكيمياوية ودراسة حركيات الإنزيمات له دور حيوي في التحفيز الكيمياوي الذي تعتمد على تقدير أقصى سرعة للتفاعلات الكيمياوية والذي لها علاقة ألفة ارتباط عالية لمادة الأساس والمثبطات ومن تحليل سرعة التفاعلات الإنزيمية تحت ظروف التفاعلات الكيمياوية المختلفة لانتاج آليات إنزيمية مختلفة والآليات الكيمياوية تدرس سرع التفاعلات الكيمياوية فلو فرضنا تحويل المادة A إلى P هذا النوع من التفاعل بسيط إلا انه في بعض الأحيان يتحول المركب إلى مركب وسطي I وJ  ثم إلى الناتج P حيث أن تحويل A إلى P هو التفاعل الأساسي والذي يتم باتجاه واحد ، فإذا كانت سرعة تحويل P إلى A منخفضة جدا أو أن تحويل P الذي يعبر عنه [P] كمية قليلة جدا يمكن إهمالها تحت ظروف التفاعل المعينه، فأن السرعة velocity أو rate للتفاعل من A إلى P هو كمية الناتج المتكون أو كمية المتفاعل المستهلك لكل وحدة وقت t مما يكون

v = d[p] / dt or v = -d[A] / dt —---1

هناك علاقة رياضية بين سرعة التفاعل وتركيز المواد المتفاعلة s هو قانون السرعة

v = -d[A] / dt = k[A]-------2

حيث أن السرعة تتناسب طرديا مع التركيز للمادة A وان k هو قيمة ثابتة أو ما يطلق عليها ثابت السرعة rate constant حيث أن K لها وحدات من الوقت وهو غالبا ما يكون sec^-1 وان V له علاقة مع [A] حيث أن V يكون تفاعلات الرتبة الأولى first order بالنسبة إلى A حيث يطلق على عدد الجزيئات المتداخلة تلقائيا molecularity للتفاعل بينما عندما تكون التفاعلات أكثر تعقيد يحصل تفاعل مادتين A,B لانتاج مركبين هما PQ.

A+ B→ P + Q

لو فرضنا بأن التفاعل هو أساسي وان عدد الجزيئات المتفاعلة هو 2 وهو ما يطلق عليه bimolecular reaction فأن سرعة التفاعل يمكن تقديرها من سرعة اختفاء إما A أو B أو سرعة ظهور P أو Q، حيث إن

v = -d[A] / dt = -d[B]/ dt = d[P]/dt = d[Q] / dt—--3 

حيث إن قانون السرعة هو  v = k [A] [B]---4

أي أن سرعة التفاعل الكيمياوي تتناسب طرديا مع تركيز A وB والذي تتناسب طرديا مع تراكيز المواد الناتجة مما يجعل التفاعل من الرتبة الثانية second order إلا انه الرتبة الأولى مع A والرتبة الأولى مع B أي أن التفاعل الأساسي هو

P + Q   → 2Aمما يكون قانون السرعة ²[A]K =V ففي التفاعلات الكيمياوية من الدرجة الأولى، فأنه يحدث تحويل A إلىP ، فأن الجزيئة A تلك طاقة ضرورية

لإنجاز التفاعل الذي تعرف transition state ، ففي هذه الحالة فإن الاحتمالية ضعيفة جدا بأن يعاد ترتيب يصاحبه نقل A إلى P أي أن سرعة التفاعل الكيمياوي تتناسب طرديا مع التركيز للمواد المتفاعلة وهذه الطاقة الحرة تسمى طاقة التنشيط AG وهي الطاقة اللازمة لرفع معدل الطاقة لمول واحد من المواد المتفاعلة بدرجة حرارة معينه الى طاقة الحالة الانتقالية وان العلاقة بين طاقة التنشيط وثابت السرعة للتفاعل هي k حسب معادلة Arrhenius. حيث أن A هو ثابت تفاعل معين وبطريقة أخرى حيث أن k يتناسب عكسيا إلى e^{ΔG / RT} مما يسبب، ذلك انخفاض طاقة التنشيط وزيادة سرعة التفاعل ويمكن تحجيل سرعة التفاعل الكيمياوي مع:

1. ارتفاع درجة الحرارة مما يزيد ذلك من معدل طاقة التنشيط للجزيئات المتفاعلة والذي تخفض من الطاقة اللازمة للوصول إلى الحالة الانتقالية وتتضاعف سرع العديد من التفاعلات الكيمياوية مع ارتفاع درجة الحرارة 10 درجات حرارية.

2. يمكن تحجيل سرع التفاعلات الكيمياوية بإضافة العوامل المحفزة الذي تخفض من طاقة التنشيط بدلا من ارتفاع معدل الطاقة للمواد المتفاعلة.

وقد اقترح Menten - Michaelis النظرية العامة لعمل الأنزيم عام 1913 مع مراعاة حركيات الإنزيم وهذه النظرية مبنية على افتراض أن الإنزيم E ومادة الأساس S المرتبط عكسيا لتكوين معقد الإنزيم - المادة الأساس. التفكك والارتباط يكون في حالة توازن K وهو ثابت تفكك الإنزيم: المادة الأساس، والذي يكون في حالة التوازن

k_-1 [ES] = k₁[E][S] ----7

Ks = [E][S] / [ES] = k_-1/ k₁---8

الناتج P المتكون في الخطوة الثانية عندما EES يتحول إلى E + P يحصل ما يلي

K₁          K₂ 

K_-1

حيث يكون E حر الذي يتداخل مع جزيئة أخرى من S ويصل تركيز معقد الإنزيم - المادة الأساس بسرعة إلى قيمة ثابتة حيث يتكون معقد ES بسرعة من E+S

d[ES] / dt =0---10

التغير في تركيز ES مع الوقت هو صفر وتعمل الإنزيمات على تحجيل سرعة التفاعل العكسي بالإضافة إلى التفاعلات في الاتجاه الأمامي ومن ثم استرجاع التفاعل عكسيا لتكوين المعقد ES وان سرعة التفاعل العكسي هي [P][E]_2-v = k السرعة الأولية

للتفاعل حالا بعد تفاعل E و S عند غياب P إلا أن سرعة التفاعل العكسي قليلة جدا مما تجعل السرعة تتناسب طرديا مع P وان التركيز المولاري [P] هو صفر حيث تكون الكمية للإنزيم ثابتة.

total enzyme [ Er] = [E] + [ES]---11

عندما يكون [E] هو الإنزيم اخر و [ES] هو كمية الإنزيم في معقد الإنزيم - المادة الأساس ومن العادلة 9 من سرعة تكوين المعقد ES

vf = k1[Er] - [ES][S] حيث أن

[Er] - [ES] = [E]---12

ومن المعادلة 9 نجد إن سرعة اختفاء [ES] هو

vd=k_-1[ES]+ k₂[ES]= (k_-1 + K2) [ES]---13

وفي الحالة المستقرة 0 = ES] / dt]d حيث إن vf=vd لذلك فأن

k1[Er]-[ES] [S] = (k_-1 + k₂) [ES]---14

إعادة الترتيب يعطي

([Er] - [ES][S] / [ES] = (k_-1+ K₂) / k1 ---15

ثابت ميكليس Km هو نسبة ثابت (k_-1+k₂) /k1 هي قيمة ثابتة

Kw = (k_-1 +k₂)/ k1---16

لاحظ من المعادلة 15 بأن Km هو نسبة التركيزين [Er] - [ES] و [S] إلى واحد ([ES] لذلك فإن Km يملك وحدات من المولارية ومن المعادلة 15 يمكن إيجاد

([Er] - [ES][S] / [ES]=Km---17

والذي عند إعادة الترتيب فأن

[ES] = [Er][S] / Km + [S]---18

الآن أهم متغير في حركيات أي تفاعل هو سرعة تكوين المنتج.

v= d[P] / dt---19

ولهذا التفاعل فأن

v = k₂[ES]---20

عند طرح [ES] من المعادلة 18 من 20 ينتج

v = k₂[Er][S] / Km + [S]---21

فأن الناتج [Er]k₂ ذات معنى خاص عندما [S] كمية مرتفعة فأن سرعة التفاعل v في أقصاها ولو فرضنا أن كمية [ES] تساوي التركيز الكلي للإنزيم Er وهي أقصى قيمة ممكنة ومن المعادلة ،20 ، فأن السرعة الأولية v ثم تساوي k₂[Er] = V

.maxحيث أن [S]>> [Er]

V max = k2[Er]---22

وعند التعبير عن v تنتج ما يعرف معادلة ميكليس – منتن.

v = Vmax [S] / Km + [S]---23

والذي تنص على أن سرعة التفاعلات المحفزة بالإنزيمات في أي لحظة يمكن تقديرها بواسطة الثوابت Km , max وتركيز المادة الأساس في أي لحظة، وعندما

[S] = Km, v = Vmax / 2

ويمكن تعريف عملي للثابت Km بإعادة ترتيب المعادلة 23 لانتاج

Km = [S] (Vmax / v -1) ---24

عندما [v = Vmax / 2, Km = [S فأن Km يمكن تعريفه بواسطة تركيز المادة الأساس الذي يعطي سرعة تساوي نصف أقصى السرعة (جدول - 16) قيم ثابت مكلس لبعض الانزيمات.