Hvad er forbindelsen mellem enzymer og temperatur?
Enzymer og temperatur kan arbejde sammen for at tillade, at visse nødvendige reaktioner finder sted hurtigere, end de ville gjort uden tilstedeværelse af enzymer. Når temperaturen stiger, kolliderer enzymerne og substraterne - navnet, der gives til reaktanter i en enzymreaktion, oftere, så enzymerne har større mulighed for at katalysere reaktioner. Dette fænomen stiger, indtil den optimale temperatur er nået. Yderligere temperaturforøgelse vil denaturere enzymer og gøre dem ubrugelige til katalyserende reaktioner. Ved en lav temperatur er der ikke nok energi til, at reaktioner finder sted, og enzymerne er ikke i stand til at udføre deres arbejde.
For at en reaktion skal finde sted, skal reaktanter kollidere med nok energi til, at de kan bryde bindinger og skabe nye. Dette kaldes aktiveringsenergi. Mens et enzym reducerer den mængde aktiveringsenergi, der er nødvendig for en reaktion, der finder sted, er der stadig en vis mængde energi behov. Kinetisk energi, den energi, et molekyle har på grund af dens bevægelse, kan stige med stigningen i temperaturen. Dette er en af hovedårsagerne til, at der er en forbindelse mellem enzymer og temperatur.
Når temperaturen stiger, kolliderer enzymerne og substraterne og interagerer mere og mere. Dette betyder, at når temperaturen stiger, sker der en enzymreaktion hurtigere. Faktisk har stigningen i aktiviteten af enzymerne og temperaturstigningen en næsten lineær korrelation. Dette fænomen fortsætter, indtil den optimale temperatur er nået for enzymet. Ved denne temperatur forløber enzymreaktionen så hurtigt som den kan.
De fleste enzymer har deres optimale temperatur et sted mellem 32 og 104 ° F (0 til 40 ° C). Når temperaturen stiger ud over det optimale, ændres forbindelsen mellem enzymer og temperaturen, fordi enzymer begynder at denaturere - bindingerne, der holder enzymet i form, begynder at bryde. Når dette sker, findes de aktiveringssteder, som underlagene bruger ikke længere i den rigtige form, og substrater kan ikke passe ind i dem. Det er muligt for enzymer at overleve højere end optimale temperaturer, men dette sker normalt kun, hvis de udsættes for denne højere temperatur i en kort periode.
En forbindelse mellem enzymer og temperatur findes også, når det kommer til lavere temperaturer. Ved lave temperaturer har substraterne og enzymer ikke meget kinetisk energi. Selv hvis de kolliderer, er der muligvis ikke nok energi til, at reaktionen finder sted. Ved en relativt lav temperatur er enzymer således ikke i stand til at udføre deres arbejde. Dette er en af grundene til, at den menneskelige krop prøver at holde sig inden for en bestemt temperatur: for varmt og proteiner, inklusive enzymer, denaturering; for kolde og enzymreaktioner finder sted for langsomt.