Entsyymi on erittäin monimutkainen proteiini, joka toimii katalysaattorina reaktioille. Katalyytti on aine, joka lisää kemiallisen reaktion nopeutta kuluttamatta itse reaktiossa. Entsyymit ovat elintärkeitä ja luonteeltaan läsnä kaikkialla. Koska entsyymeillä on hyvin spesifinen kolmiulotteinen rakenne, olosuhteiden, kuten lämpötilan ja pH: n, muutokset voivat vaikuttaa niiden tehokkuuteen.
Denaturoituminen
Entsyymin kolmiulotteinen rakenne muodostaa entsyymin aktiivisen kohdan tai liiketoiminnan pään, jossa reaktiokatalyysi tapahtuu. Tämän aktiivisen kohdan muutoksiin voivat vaikuttaa tekijät, kuten pH tai lämpötila, ja entsyymin tehokkuus vähenee siksi, kun optimaalisia olosuhteita ei ole. Kun entsyymi menettää muodonsa, sitä kutsutaan denaturoitumiseksi.
Aminohapposivuketjut
Aminohapot, jotka muodostavat proteiinit, ja siten entsyymit, koostuvat keskushiiliatomista, vetyatomista, aminoryhmästä, karboksyylihapporyhmästä ja "R" -ryhmästä. R-ryhmää kutsutaan myös sivuketjuksi. Sivuketju tai R-ryhmä on spesifinen atomien järjestely, joka tekee aminohaposta ainutlaatuisen ja voi käyttäytyä liuoksessa heikkona happona tai emäksenä ja jolla on spesifinen ionisaatiotila. Tämä ionisaatiotila vaikuttaa entsyymin rakenteeseen.
PH: n vaikutus
Kaikilla entsyymeillä on optimaalinen pH, jossa ne toimivat parhaiten. PH antaa entsyymin olettaa tietyn konformaation, joka sopii entsyymin aktiivisen kohdan muotoon. Kun aktiivinen kohta on oikean muotoinen, se pystyy sitoutumaan tehokkaasti substraattiin tai reaktion lähtöaineeseen ja katalysoimaan reaktion. Aktiivinen kohta on seurausta entsyymin aminohapposivuketjujen spesifisestä konformaatiosta, jotka muodostavat heikkoja yhdistykset toistensa kanssa ionisaatiotilansa vuoksi ja muodostavat tuloksena olevan spesifisen kolmiulotteisen rakenteen entsyymi. Ilman oikeaa pH: ta tämä kolmiulotteinen rakenne ei muodostu kunnolla. Biokemialliset puskurit elävissä järjestelmissä pystyvät pitämään entsyymin optimaalisella pH-alueella.
Lämpötilan vaikutus
Lämpötila vaikuttaa myös entsyymien kolmiulotteiseen rakenteeseen. Jokaisella entsyymillä on optimaalinen lämpötila-alue, jolla se toimii parhaiten. Liian korkea lämpötila denaturoi entsyymin rakenteen muuttamalla sen aktiivisen kohdan muotoa, joten se ei voi tehokkaasti katalysoida reaktiota. Liian matala lämpötila ei tuota järjestelmälle riittävästi energiaa reaktion etenemiseen suurimmalla nopeudella.