Zawartość
Temperatura odgrywa ważną rolę w biologii jako sposób regulacji reakcji. Aktywność enzymu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, a z kolei zwiększa szybkość reakcji. Oznacza to również, że aktywność spada w niższych temperaturach. Wszystkie enzymy mają zakres temperatur, kiedy są aktywne, ale są pewne temperatury, w których działają optymalnie.
Co to jest enzym?
Enzymy są białkami, które działają jak katalizatory w reakcji biochemicznej, zwiększając szybkość reakcji bez zużywania się w reakcji. Tysiące rodzajów enzymów działają w twoim ciele, aby wykonywać funkcje życiowe, takie jak trawienie i wytwarzanie energii. Reakcje biologiczne i chemiczne mogą zachodzić bardzo powoli, a organizmy żywe wykorzystują enzymy do zwiększenia szybkości reakcji do bardziej korzystnej prędkości. Enzymy mają wiele regionów, które można aktywować za pomocą współczynników, aby je włączać i wyłączać. Współczynniki są zwykle witaminami spożywanymi przez różne źródła żywności i otwierają aktywne miejsce enzymu. Miejsca aktywne to miejsca, w których zachodzą reakcje na enzym i mogą działać tylko na jeden substrat, którym mogą być inne białka lub cukry. Dobrym sposobem na zastanowienie się nad tym jest model z blokadą i kluczem. Tylko jeden klucz może poprawnie otworzyć zamek. Podobnie tylko jeden enzym może przyczepić się do substratu i przyspieszyć reakcję.
Rodzaje enzymów
Twoje ciało zawiera około 3000 unikalnych enzymów, z których każdy przyspiesza reakcję na jeden konkretny produkt białkowy. Enzymy mogą przyspieszyć pracę komórek mózgowych i pomóc w poruszaniu mięśni. Odgrywają również dużą rolę w układzie trawiennym, w tym amylazy rozkładające cukier, proteazy rozkładające białko i lipazy rozkładające tłuszcz. Wszystkie enzymy działają w kontakcie, więc gdy jeden z tych enzymów wejdzie w kontakt z odpowiednim substratem, zaczyna działać natychmiast.
Temperatura a reaktywność enzymu
Zderzenia między wszystkimi cząsteczkami rosną wraz ze wzrostem temperatury. Wynika to ze wzrostu prędkości i energii kinetycznej, który następuje po wzroście temperatury. Przy większych prędkościach między zderzeniami będzie mniej czasu. Powoduje to, że więcej cząsteczek dociera do energii aktywacji, co zwiększa szybkość reakcji. Ponieważ cząsteczki również poruszają się szybciej, kolizje między enzymami i substratami również się nasilają.
Optymalna temperatura
Każdy enzym ma temperaturę, w której działa optymalnie, która u ludzi wynosi około 98,6 stopni Fahrenheita, 37 stopni Celsjusza - normalna temperatura ciała dla ludzi. Jednak niektóre enzymy działają naprawdę dobrze w niższych temperaturach, np. 39 stopni Fahrenheita, 4 stopnie Celsjusza, a niektóre działają naprawdę dobrze w wyższych temperaturach. Na przykład zwierzęta z Arktyki mają enzymy przystosowane do niższych optymalnych temperatur, podczas gdy zwierzęta w klimacie pustynnym mają enzymy przystosowane do wyższych temperatur. Podczas gdy wyższe temperatury zwiększają aktywność enzymów i szybkość reakcji, enzymy są nadal białkami, i podobnie jak w przypadku wszystkich białek, temperatury powyżej 104 stopni Fahrenheita, 40 stopni Celsjusza, zaczną je rozkładać. Tak więc dwa końce zakresu aktywności enzymu są określone przez to, jaka temperatura rozpoczyna aktywność i jaka temperatura zaczyna rozkładać białko.