Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες που εκτελούν τις λειτουργίες τους μόνο όταν τα τρισδιάστατα σχήματά τους είναι άθικτα. Επομένως, η κατανόηση της δομής των ενζύμων θα βοηθήσει στην αποσαφήνιση των τρόπων με τους οποίους μπορεί να ανασταλεί η ενζυματική δραστηριότητα. Οι δραστικές αλλαγές θερμοκρασίας, όπως η τήξη ή η κατάψυξη, μπορούν να αλλάξουν το σχήμα και τη δραστηριότητα των ενζύμων. Οι αλλαγές στο pH ή το επίπεδο οξύτητας του περιβάλλοντος του ενζύμου μπορούν επίσης να αλλάξουν τη δραστηριότητα του ενζύμου.
Μείνετε σε φόρμα
Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες, που σημαίνει ότι έχουν μια συγκεκριμένη τρισδιάστατη δομή που καθορίζει την καταλυτική τους δράση. Η κύρια δομή μιας πρωτεΐνης είναι η αλληλουχία αμινοξέων της. Η δευτερεύουσα δομή των πρωτεϊνών είναι η σύνδεση υδρογόνου που εμφανίζεται κατά μήκος της ραχοκοκαλιάς της αλληλουχίας αμινοξέων. Η τριτοταγής δομή μιας πρωτεΐνης, από την οποία προέρχεται η δραστηριότητα ενός ενζύμου, συγκρατείται στη θέση της από τις ενδομοριακές αλληλεπιδράσεις (εντός ενός μορίου) των πλευρικών αλυσίδων αμινοξέων. Οι αλληλεπιδράσεις που διατηρούν την τριτογενή δομή ενός ενζύμου επηρεάζονται από τη θερμοκρασία και το pH.
Τήξη
Τα ένζυμα αποτελούνται από αλυσίδες αμινοξέων, οι οποίες αποτελούνται από άτομα. Τα άτομα και τα μόρια δονούνται φυσικά, αλλά η υπερβολική δόνηση προκαλεί τα ένζυμα να ξεδιπλωθούν. Ένας τύπος αλλαγής θερμοκρασίας που αναστέλλει τη δραστηριότητα των ενζύμων είναι η θέρμανση. Η αύξηση της θερμοκρασίας αναγκάζει τα μόρια να δονείται γρηγορότερα. Αλλά όταν η θερμοκρασία αυξάνεται πάρα πολύ, το ένζυμο ξεδιπλώνεται. Αυτό το ξεδιπλωμένο, που ονομάζεται μετουσίωση, κάνει το ένζυμο να χάσει το τρισδιάστατο σχήμα του και συνεπώς τη δραστηριότητα. Τα περισσότερα ζωικά ένζυμα δεν είναι λειτουργικά πάνω από 40 βαθμούς Κελσίου.
Πάγωμα
Ο δεύτερος τύπος αλλαγής θερμοκρασίας που επηρεάζει τη δραστηριότητα του ενζύμου είναι η ψύξη ή η κατάψυξη. Ακριβώς όπως η αύξηση της θερμοκρασίας τα μόρια δονείται γρηγορότερα, η μείωση της θερμοκρασίας επιβραδύνει τις δονήσεις. Όταν τα άτομα στα ένζυμα επιβραδύνουν πάρα πολύ ή εάν παγώσουν, το ένζυμο δεν μπορεί να εκτελέσει τη λειτουργία του. Τα ένζυμα δεν είναι άκαμπτα μηχανήματα, παρόλο που έχουν φυσική δομή. Τα άτομα στα ένζυμα, όπως και άλλες πρωτεΐνες, συνήθως δονούνται. Χρειάζονται αυτή την ευελιξία για να εκτελέσουν τη λειτουργία τους και το πάγωμα τους εμποδίζει να κινηθούν καθόλου.
pH
Εκτός από τις αλλαγές θερμοκρασίας, μια μεταβολή στην οξύτητα ή το pH του περιβάλλοντος του ενζύμου θα αναστέλλει την ενζυματική δραστηριότητα. Ένας από τους τύπους αλληλεπιδράσεων που συγκρατούν την τριτοταγή δομή ενός ενζύμου είναι οι ιοντικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των πλευρικών αλυσίδων αμινοξέων. Μια θετικά φορτισμένη ομάδα αμίνης εξουδετερώνεται όταν αλληλεπιδρά με μια αρνητικά φορτισμένη ομάδα οξέος. Μια αλλαγή στο pH, η οποία είναι μια αλλαγή στην ποσότητα των πρωτονίων, μπορεί να αλλάξει τα φορτία αυτών των δύο ομάδων, καθιστώντας τα μη ελκυστικά μεταξύ τους. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι κάθε ένζυμο λειτουργεί εντός ενός συγκεκριμένου εύρους ρΗ, μερικά προτιμούν πολύ όξινα περιβάλλοντα, άλλα πολύ αλκαλικά ή βασικά περιβάλλοντα.
