हीटिंग एंजाइम की गतिविधि में हस्तक्षेप क्यों करता है?

वैज्ञानिक अभी भी जटिल प्रोटीन अणुओं के जटिल विवरण को समझने का प्रयास कर रहे हैं जो आवश्यक जैविक प्रक्रियाओं को सक्षम करते हैं। ये अणु, जिन्हें एंजाइम के रूप में जाना जाता है, कई जैविक प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। एंजाइमों के बिना, इनमें से अधिकतर प्रतिक्रियाएं जीवन को बनाए रखने के लिए पर्याप्त तेज़ी से नहीं होतीं। एंजाइमों को एक विशिष्ट वातावरण के भीतर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। अत्यधिक गर्मी, कई अन्य स्थितियों के साथ, एंजाइम गतिविधि को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकती है।

जैविक प्रतिक्रियाएं ऊर्जा और विशेष अणु प्रदान करती हैं जो किसी जीव के जीवन को बनाए रखती हैं। हालाँकि, सभी प्रतिक्रियाएँ तब तक नहीं हो सकती हैं जब तक कि एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा प्रतिक्रियाशील अणुओं को उत्तेजित न करे। इस ऊर्जा को प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा के रूप में जाना जाता है। जैविक वातावरण में उपलब्ध ऊर्जा अक्सर पर्याप्त संख्या में प्रतिक्रियाओं को प्रोत्साहित करने के लिए अपर्याप्त होती है, लेकिन एंजाइम इस अपर्याप्तता की भरपाई करते हैं। जिस तरह से अभिकारक अणु एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, उसे बदलकर, एंजाइम सक्रियण ऊर्जा को कम करते हैं और प्रतिक्रियाओं को और अधिक तेज़ी से होने देते हैं।

एंजाइम विशेष प्रोटीन अणु होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे एक प्रोटीन की मूल संरचना साझा करते हैं: विशिष्ट प्रकार के अमीनो एसिड एक विशेष क्रम में एक साथ जुड़े होते हैं। सामान्य रूप से एंजाइमों में जटिल त्रि-आयामी संरचनाएं होती हैं जो उनकी विस्तृत कार्यात्मक विशेषताओं को निर्धारित करती हैं। यदि यह संरचना बदल जाती है, तो सक्रियण ऊर्जा को कम करने की अपनी भूमिका में एंजाइम कम प्रभावी हो जाता है। संरचनात्मक परिवर्तन का एक सामान्य स्रोत गर्मी है। गर्म तापमान यादृच्छिक आणविक से जुड़ी गतिज ऊर्जा को बढ़ाकर एंजाइमी गतिविधि को बढ़ाता है गति, लेकिन जब तापमान अत्यधिक हो जाता है, एंजाइम संरचनात्मक गिरावट का अनुभव करते हैं जो एंजाइमी को रोकता है गतिविधि।

एंजाइम की सावधानीपूर्वक डिजाइन की गई संरचना के विघटन को विकृतीकरण के रूप में जाना जाता है। यह प्रक्रिया अक्सर वांछनीय होती है: कुछ खाद्य प्रोटीन, उदाहरण के लिए, पकाने से विकृत होने के बाद पचाने में आसान होते हैं। उच्च तापमान विकृतीकरण का एक सामान्य कारण है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, यादृच्छिक आणविक गति अधिक ऊर्जावान हो जाती है। आखिरकार, आणविक गति इतनी ऊर्जावान हो जाती है कि अणु कई अमीनो एसिड के बीच के बंधन को बाधित कर देते हैं जो एंजाइम की प्राकृतिक संरचना को निर्धारित करते हैं। एंजाइम नष्ट नहीं हुआ है, लेकिन इसकी आवश्यक संरचनात्मक विशेषताओं को बदल दिया गया है। एंजाइम जैसे जटिल प्रोटीन में, विकृतीकरण लगभग हमेशा अपरिवर्तनीय होता है।

एक अक्षुण्ण अभिकारक अणु, या सब्सट्रेट, जो एक एंजाइमी प्रतिक्रिया की शुरुआत में एक एंजाइम से जुड़ता है, एंजाइम के कामकाज को ठीक करने के लिए आवश्यक है। सब्सट्रेट का विकृतीकरण संरचनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है जो इसे एंजाइम की अत्यधिक विशिष्ट संरचना में फिट करने के लिए मुश्किल या असंभव बना देता है। एंजाइम अत्यधिक विशिष्ट होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनकी जटिल संरचनाएं सुनिश्चित करती हैं कि वे केवल एक प्रकार के अणु या निकट से संबंधित अणुओं के समूह से जुड़ सकते हैं।