Sadržaj
Temperatura igra važnu ulogu u biologiji kao način reguliranja reakcija. Aktivnost enzima povećava se kako temperatura raste, a zauzvrat povećava brzinu reakcije. To također znači da aktivnost opada pri hladnijim temperaturama. Svi enzimi imaju raspon temperatura kada su aktivni, ali postoje određene temperature gdje djeluju optimalno.
Što je enzim?
Enzimi su bjelančevine koje djeluju kao katalizatori u biokemijskoj reakciji da povećaju brzinu reakcije bez da se iskoriste u reakciji. Tisuće vrsta enzima rade u vašem tijelu kako bi obavljali vitalne funkcije poput probave i proizvodnje energije. Biološke i kemijske reakcije mogu se odvijati vrlo sporo i živi organizmi koriste enzime da bi ubrzali brzinu reakcije do povoljnije brzine. Enzimi imaju više regija koja se mogu uključiti ili isključiti ko-čimbenicima. Ko-faktori su obično vitamini koji se konzumiraju iz različitih izvora hrane i otvaraju aktivno mjesto na enzimu. Aktivna mjesta su ona gdje se odvijaju reakcije na enzim i mogu djelovati samo na jedan supstrat, a to mogu biti drugi proteini ili šećeri. Dobar način za razmišljanje o tome je model zaključavanja. Samo jedna tipka može ispravno otvoriti bravu. Slično tome, samo se jedan enzim može vezati za supstrat i ubrzati reakciju.
Vrste enzima
Vaše tijelo sadrži oko 3000 jedinstvenih enzima, a svaki ubrzava reakciju na jedan specifični proteinski proizvod. Enzimi mogu učiniti da vaše moždane stanice brže rade i pomoći vam da energiju pokrenete mišiće. Oni također igraju veliku ulogu u probavnom sustavu, uključujući amilaze koje razgrađuju šećer, proteaze koje razgrađuju bjelančevine i lipaze koje razgrađuju masnoće. Svi enzimi djeluju na dodir, pa kada jedan od tih enzima dođe u kontakt s pravom supstratom, započinje odmah djelovati.
Temperatura prema enzimskoj reaktivnosti
Sudari između svih molekula povećavaju se s povećanjem temperature. To je zbog povećanja brzine i kinetičke energije koja prati porast temperature. Bržim brzinama bit će manje vremena između sudara. To rezultira time da više molekula dosegne aktivacijsku energiju, što povećava brzinu reakcija. Budući da se molekule također kreću brže, povećavaju se i sudari između enzima i supstrata.
Optimalna temperatura
Svaki enzim ima temperaturu u kojoj djeluje optimalno, a koja je kod ljudi oko 98,6 stupnjeva Farenhajta, 37 stupnjeva Celzijusa - normalna tjelesna temperatura za čovjeka. Međutim, neki enzimi djeluju stvarno dobro pri nižim temperaturama poput 39 stupnjeva Farenhejta, 4 Celzijeva stupnja, a neki djeluju dobro i pri višim temperaturama. Na primjer, životinje iz Arktika imaju enzime prilagođene nižim optimalnim temperaturama, dok životinje u pustinjskom podneblju imaju enzime prilagođene višim temperaturama. Dok veće temperature povećavaju aktivnost enzima i brzinu reakcija, enzimi su i dalje bjelančevine, a kao i kod svih proteina, temperatura iznad 104 stupnja Farenhita, 40 stupnjeva Celzija, počet će ih razgraditi. Dakle, dva kraja raspona aktivnosti za enzim određena su kojom temperaturom započinje aktivnost i kojom temperaturom počinje razgrađivati protein.