Mitkä ovat kaksi tapaa estää entsyymiaktiivisuutta?

Entsyymit ovat proteiineja, jotka suorittavat tehtävänsä vain, kun niiden kolmiulotteiset muodot ovat ehjät. Siksi entsyymien rakenteen ymmärtäminen auttaa selventämään tapoja, joilla entsyymiaktiivisuutta voidaan estää. Drastiset lämpötilamuutokset, kuten sulaminen tai jäätyminen, voivat muuttaa entsyymien muotoa ja aktiivisuutta. Entsyymin ympäristön pH: n tai happamuuden muutokset voivat myös muuttaa entsyymiaktiivisuutta.

Entsyymit ovat proteiineja, mikä tarkoittaa, että niillä on erityinen kolmiulotteinen rakenne, joka määrittelee niiden katalyyttisen aktiivisuuden. Proteiinin ensisijainen rakenne on sen aminohapposekvenssi. Proteiinien toissijainen rakenne on vetysidos, joka tapahtuu aminohapposekvenssin selkärangaa pitkin. Proteiinin tertiäärinen rakenne, josta entsyymin aktiivisuus tulee, pidetään paikallaan aminohapposivuketjujen molekyylinsisäisten (molekyylissä olevien) vuorovaikutusten avulla. Lämpötila ja pH vaikuttavat vuorovaikutuksiin, jotka ylläpitävät entsyymin tertiääristä rakennetta.

Entsyymit on valmistettu aminohappoketjuista, jotka on valmistettu atomista. Atomit ja molekyylit värisevät luonnollisesti, mutta liian suuri tärinä saa entsyymit leviämään. Yksi tyypin lämpötilan muutos, joka estää entsyymiaktiivisuutta, on lämmitys. Lämpötilan nostaminen saa molekyylit värisemään nopeammin. Mutta kun lämpötila nousee liikaa, entsyymi avautuu. Tämä avautuminen, jota kutsutaan denaturoitumiseksi, saa entsyymin menettämään kolmiulotteisen muodonsa ja siten aktiivisuutensa. Suurin osa eläinentsyymeistä ei ole toiminnassa yli 40 celsiusastetta.

Toinen entsyymiaktiivisuuteen vaikuttava lämpötilanmuutostyyppi on jäähdytys tai jäätyminen. Aivan kuten lämpötilan nostaminen saa molekyylit värisemään nopeammin, lämpötilan alentaminen hidastaa tärinää. Kun entsyymien atomit hidastuvat liikaa tai jos ne jäätyvät, entsyymi ei voi suorittaa toimintaansa. Entsyymit eivät ole jäykkiä koneita, vaikka niillä olisi fyysinen rakenne. Entsyymien atomit, kuten muutkin proteiinit, värisevät normaalisti. He tarvitsevat tätä joustavuutta tehtävänsä suorittamiseen, ja jäätyminen estää heitä liikkumasta ollenkaan.

Lämpötilamuutosten lisäksi entsyymin ympäristön happamuuden tai pH: n muutos estää entsyymiaktiivisuutta. Yksi vuorovaikutustyypeistä, jotka pitävät entsyymin tertiääristä rakennetta yhdessä, ovat ioniset vuorovaikutukset aminohapposivuketjujen välillä. Positiivisesti varautunut amiiniryhmä neutraloidaan, kun se on vuorovaikutuksessa negatiivisesti varautuneen happoryhmän kanssa. PH: n muutos, joka on muutos protonien määrässä, voi muuttaa näiden kahden ryhmän varauksia, mikä tekee niistä vetovoimattomia toisiinsa. On huomattava, että kukin entsyymi toimii tietyllä pH-alueella, jotkut pitävät erittäin happamista ympäristöistä, toiset hyvin emäksisistä tai emäksisistä ympäristöistä.