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共价催化.共价催化涉及到底物与活性位点残基或是辅酶之间形成一个短暂存在的共价键。这使得在反应中多了一个额外的共价中间体，这有助于降低后面反应过渡态的能量。在反应之后的阶段，共价键必须必须被打断以使酶再生。在如胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶等的蛋白酶中发现了这一机制，在反应中形成了酰基酶中间产物。使用来自赖氨酸残基的自由胺形成施夫碱的过程则是另外一种机制，就像在糖酵解过程中的醛缩酶一样。一些酶利用如磷酸吡哆醛（PLP）或硫胺素焦磷酸（TPP）之类的非氨基酸辅因子与反应物分子间反应形成