La température joue un rôle important en biologie comme moyen de réguler les réactions. L'activité enzymatique augmente à mesure que la température augmente, et à son tour augmente la vitesse de la réaction. Cela signifie également que l'activité diminue à des températures plus froides. Toutes les enzymes ont une plage de températures lorsqu'elles sont actives, mais il y a certaines températures où elles fonctionnent de manière optimale.
Les enzymes sont des protéines qui agissent comme des catalyseurs dans une réaction biochimique pour augmenter la vitesse de réaction sans être épuisées dans la réaction. Des milliers de types d'enzymes sont à l'œuvre dans votre corps pour remplir des fonctions vitales telles que la digestion et la production d'énergie. Les réactions biologiques et chimiques peuvent se produire très lentement et les organismes vivants utilisent des enzymes pour augmenter les vitesses de réaction jusqu'à une vitesse plus favorable. Les enzymes ont plusieurs régions qui peuvent être activées par des cofacteurs pour les activer et les désactiver. Les cofacteurs sont généralement des vitamines consommées par diverses sources alimentaires et ouvrent le site actif de l'enzyme. Les sites actifs sont les endroits où les réactions ont lieu sur une enzyme et ne peuvent agir que sur un seul substrat, qui peut être d'autres protéines ou sucres. Une bonne façon de penser à cela est un modèle de serrure et de clé. Une seule clé peut ouvrir correctement une serrure. De même, une seule enzyme peut se fixer à un substrat et accélérer la réaction.
Votre corps contient environ 3 000 enzymes uniques, chacune accélérant la réaction d'un produit protéique spécifique. Les enzymes peuvent accélérer le fonctionnement des cellules de votre cerveau et aider à produire de l'énergie pour faire bouger vos muscles. Ils jouent également un rôle important dans le système digestif, notamment les amylases qui dégradent le sucre, les protéases qui dégradent les protéines et les lipases qui dégradent les graisses. Toutes les enzymes fonctionnent au contact, donc lorsqu'une de ces enzymes entre en contact avec le bon substrat, elle commence à fonctionner immédiatement.
Les collisions entre toutes les molécules augmentent à mesure que la température augmente. Cela est dû à l'augmentation de la vitesse et de l'énergie cinétique qui suit l'augmentation de la température. Avec des vitesses plus rapides, il y aura moins de temps entre les collisions. Il en résulte que plus de molécules atteignent l'énergie d'activation, ce qui augmente la vitesse des réactions. Étant donné que les molécules se déplacent également plus rapidement, les collisions entre les enzymes et les substrats augmentent également.
Chaque enzyme a une température dans laquelle elle fonctionne de manière optimale, qui chez l'homme est d'environ 98,6 degrés Fahrenheit, 37 degrés Celsius – la température corporelle normale pour les humains. Cependant, certaines enzymes fonctionnent très bien à des températures plus basses comme 39 degrés Fahrenheit, 4 degrés Celsius, et certaines fonctionnent très bien à des températures plus élevées. Par exemple, les animaux de l'Arctique ont des enzymes adaptées pour avoir des températures optimales plus basses tandis que les animaux des climats désertiques ont des enzymes adaptées à des températures plus élevées. Bien que des températures plus élevées augmentent l'activité des enzymes et la vitesse des réactions, les enzymes sont toujours des protéines, et comme pour toutes les protéines, les températures supérieures à 104 degrés Fahrenheit, 40 degrés Celsius, commenceront à les briser vers le bas. Ainsi, les deux extrémités de la plage d'activité d'une enzyme sont déterminées par la température qui déclenche l'activité et la température qui commence à décomposer la protéine.