Vad är kopplingen mellan enzymer och temperatur?
Enzymer och temperatur kan fungera tillsammans för att möjliggöra vissa nödvändiga reaktioner snabbare än de skulle göra utan närvaron av enzymer. När temperaturen ökar, kolliderar enzymerna och substraten - namnet som ges till reaktanter i en enzymreaktion - oftare så enzymerna har större möjlighet att katalysera reaktioner. Detta fenomen ökar tills optimal temperatur uppnås. Ytterligare temperaturökning kommer att denaturera enzymer och göra dem värdelösa för katalysatorreaktioner. Vid låg temperatur finns det inte tillräckligt med energi för reaktioner att äga rum, och enzymerna kan inte göra sitt arbete.
För att en reaktion ska äga rum måste reaktanter kollidera med tillräckligt med energi för att de ska bryta bindningar och skapa nya. Detta kallas aktiveringsenergi. Medan ett enzym minskar mängden aktiveringsenergi som krävs för att en reaktion ska äga rum behövs fortfarande en viss mängd energi. Kinetisk energi, energin som en molekyl har på grund av sin rörelse, kan öka med temperaturökningen. Detta är en av de främsta anledningarna till att det finns en koppling mellan enzymer och temperatur.
När temperaturen ökar kolliderar enzymerna och substraten och interagerar mer och mer. Detta betyder att när temperaturen ökar inträffar en enzymreaktion snabbare. I själva verket har ökningen av aktiviteten hos enzymerna och temperaturökningen en nästan linjär korrelation. Detta fenomen fortsätter tills optimal temperatur uppnås för enzymet. Vid denna temperatur fortsätter enzymreaktionen så snabbt som den kan.
De flesta enzymer har sin optimala temperatur någonstans mellan 0 till 40 ° C. När temperaturen stiger utöver optimal, förändras sambandet mellan enzymer och temperaturen eftersom enzymer börjar denaturera - bindningarna som håller enzymet i form börjar bryta. När detta händer finns de aktiveringsställen som substraten använder inte längre i rätt form, och substraten kan inte passa in i dem. Det är möjligt för enzymer att överleva högre temperaturer än optimala temperaturer, men detta händer vanligtvis endast om de utsätts för denna högre temperatur under en kort period.
En koppling mellan enzymer och temperatur finns också när det gäller lägre temperaturer. Vid låga temperaturer har substraten och enzymerna inte mycket kinetisk energi. Även om de kolliderar kanske det inte finns tillräckligt med energi för att reaktionen ska äga rum. Således, vid en relativt låg temperatur, kan enzymer inte utföra sitt arbete. Detta är en av anledningarna till att människokroppen strävar efter att hålla sig inom en viss temperatur: för varmt och proteiner, inklusive enzymer, denatur; för kalla och enzymreaktioner sker för långsamt.