Obsah
Teplota hrá dôležitú úlohu v biológii ako spôsob regulácie reakcií. Enzýmová aktivita sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou a naopak zvyšuje rýchlosť reakcie. To tiež znamená, že aktivita sa znižuje pri nízkych teplotách. Všetky enzýmy majú rozsah teplôt, keď sú aktívne, ale existujú určité teploty, pri ktorých pracujú optimálne.
Čo je to enzým?
Enzýmy sú proteíny, ktoré pôsobia ako katalyzátory v biochemickej reakcii na zvýšenie rýchlosti reakcie bez toho, aby sa pri reakcii použili. Vo vašom tele pracujú tisíce typov enzýmov, ktoré vykonávajú dôležité funkcie, ako je trávenie a produkcia energie. Biologické a chemické reakcie sa môžu vyskytovať veľmi pomaly a živé organizmy používajú enzýmy na zvýšenie rýchlosti reakcií až do priaznivejšej rýchlosti. Enzýmy majú viacero oblastí, ktoré je možné aktivovať pomocou kofaktorov, ktoré ich zapínajú a vypínajú. Kofaktory sú zvyčajne vitamíny konzumované z rôznych zdrojov potravy a otvárajú aktívne miesto enzýmu. Aktívne miesta sú miesta, kde prebiehajú reakcie na enzým a môžu pôsobiť iba na jeden substrát, ktorým môžu byť iné proteíny alebo cukry. Dobrým spôsobom, ako o tom premýšľať, je model zámku a kľúča. Iba jeden kľúč môže správne otvoriť zámok. Podobne iba jeden enzým sa môže viazať na substrát a urýchliť reakciu.
Druhy enzýmov
Vaše telo obsahuje asi 3 000 jedinečných enzýmov, z ktorých každý urýchľuje reakciu na jeden konkrétny proteínový produkt. Enzýmy môžu zrýchliť fungovanie mozgových buniek a pomôcť vám vyvinúť energiu na pohyb svalov. Tiež hrajú veľkú úlohu v tráviacom systéme, vrátane amyláz, ktoré štiepia cukor, proteáz, ktoré štiepia proteín, a lipáz, ktoré štiepia tuk. Všetky enzýmy pracujú pri kontakte, takže keď jeden z týchto enzýmov príde do styku so správnym substrátom, začne pracovať okamžite.
Teplota verzus reaktivita enzýmu
Zrážky medzi všetkými molekulami sa zvyšujú so zvyšujúcou sa teplotou. Je to kvôli zvýšeniu rýchlosti a kinetickej energie, ktorá nasleduje po zvýšení teploty. Pri rýchlejšej rýchlosti bude medzi zrážkami kratší čas. To vedie k tomu, že viac aktivačných molekúl dosiahne aktivačnú energiu, čo zvyšuje rýchlosť reakcií. Pretože molekuly sa tiež pohybujú rýchlejšie, zvyšuje sa aj kolízia medzi enzýmami a substrátmi.
Optimálna teplota
Každý enzým má teplotu, v ktorej pracuje optimálne, čo je u ľudí okolo 98,6 stupňov Fahrenheita, 37 stupňov Celzia - normálna telesná teplota u ľudí. Niektoré enzýmy však fungujú naozaj dobre pri nízkych teplotách, ako je 39 stupňov Fahrenheita, 4 stupňov Celzia, a niektoré fungujú skutočne dobre pri vyšších teplotách. Napríklad zvieratá z Arktídy majú enzýmy upravené tak, aby mali nižšie optimálne teploty, zatiaľ čo zvieratá v púštnom podnebí majú enzýmy prispôsobené vyšším teplotám. Zatiaľ čo vyššie teploty zvyšujú aktivitu enzýmov a rýchlosť reakcií, enzýmy sú stále bielkovinami a rovnako ako u všetkých bielkovín, teploty nad 104 stupňov Fahrenheita, 40 stupňov Celzia, ich začnú rozkladať. Dva konce rozsahu aktivity enzýmu sú teda určené tým, ktorá teplota začína aktivitu a aká teplota začína štiepiť proteín.