Jaki jest związek między enzymami a temperaturą?

Enzymy i temperatura mogą ze sobą współpracować, aby umożliwić pewne, niezbędne reakcje, które zachodzą szybciej niż bez obecności enzymów. Wraz ze wzrostem temperatury enzymy i substraty - nazwa nadana reagentom w reakcji enzymatycznej - zderzają się coraz częściej, aby enzymy miały większą szansę na katalizowanie reakcji. Zjawisko to narasta do momentu osiągnięcia optymalnej temperatury. Dalszy wzrost temperatury spowoduje denaturację enzymów i uczyni je bezużytecznymi do katalizowania reakcji. W niskiej temperaturze nie ma wystarczającej ilości energii do zajścia reakcji, a enzymy nie są w stanie wykonać swojej pracy.

Aby reakcja miała miejsce, reagenty muszą zderzyć się z wystarczającą ilością energii, aby zerwać wiązania i stworzyć nowe. Nazywa się to energią aktywacji. Podczas gdy enzym zmniejsza ilość energii aktywacji potrzebnej do zajścia reakcji, nadal potrzebna jest pewna ilość energii. Energia kinetyczna, energia cząsteczki z powodu ruchu, może wzrastać wraz ze wzrostem temperatury. Jest to jeden z głównych powodów, dla których istnieje związek między enzymami a temperaturą.

Wraz ze wzrostem temperatury enzymy i substraty zderzają się i oddziałują coraz bardziej. Oznacza to, że wraz ze wzrostem temperatury reakcja enzymatyczna zachodzi szybciej. W rzeczywistości wzrost aktywności enzymów i wzrost temperatury mają prawie liniową korelację. Zjawisko to trwa do momentu osiągnięcia optymalnej temperatury dla enzymu. W tej temperaturze reakcja enzymatyczna przebiega tak szybko, jak to możliwe.

Większość enzymów ma swoją optymalną temperaturę gdzieś pomiędzy 32 do 104 ° F (0 do 40 ° C). Gdy temperatura wzrośnie powyżej optymalnej, związek między enzymami i zmianami temperatury, ponieważ enzymy zaczynają się denaturować - wiązania, które utrzymują enzym w kształcie zaczynają się rozpadać. Kiedy tak się dzieje, miejsca aktywacji, z których korzystają substraty, nie istnieją już we właściwym kształcie, a substraty nie mogą się do nich zmieścić. Enzymy mogą przetrwać w temperaturach wyższych niż optymalne, ale zwykle dzieje się tak tylko wtedy, gdy są narażone na tę wyższą temperaturę przez krótki czas.

Związek między enzymami a temperaturą istnieje również w przypadku niższych temperatur. W niskich temperaturach substraty i enzymy nie mają dużej energii kinetycznej. Nawet jeśli się zderzą, energia może być niewystarczająca do zajścia reakcji. Zatem w stosunkowo niskiej temperaturze enzymy nie są w stanie wykonywać swojej pracy. Jest to jeden z powodów, dla których ciało ludzkie stara się utrzymać w określonej temperaturze: zbyt gorąco i białka, w tym enzymy, denaturują; zbyt zimno i reakcje enzymatyczne zachodzą zbyt wolno.