एंजाइम गतिविधि और जीव विज्ञान पर तापमान का प्रभाव

प्रतिक्रियाओं को विनियमित करने के तरीके के रूप में तापमान जीव विज्ञान में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। तापमान बढ़ने पर एंजाइम गतिविधि बढ़ जाती है, और बदले में प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है। इसका मतलब यह भी है कि ठंडे तापमान पर गतिविधि कम हो जाती है। सक्रिय होने पर सभी एंजाइमों में तापमान की एक सीमा होती है, लेकिन कुछ निश्चित तापमान होते हैं जहां वे बेहतर तरीके से काम करते हैं।

एंजाइम प्रोटीन होते हैं जो प्रतिक्रिया में उपयोग किए बिना प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाने के लिए जैव रासायनिक प्रतिक्रिया में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। पाचन और ऊर्जा उत्पादन जैसे महत्वपूर्ण कार्यों को करने के लिए आपके शरीर में हजारों प्रकार के एंजाइम काम कर रहे हैं। जैविक और रासायनिक प्रतिक्रियाएं बहुत धीमी गति से हो सकती हैं और जीवित जीव प्रतिक्रिया दर को अधिक अनुकूल गति तक बढ़ाने के लिए एंजाइम का उपयोग करते हैं। एंजाइमों में कई क्षेत्र होते हैं जिन्हें सह-कारकों द्वारा सक्रिय और बंद करने के लिए सक्रिय किया जा सकता है। सह-कारक आमतौर पर विभिन्न खाद्य स्रोतों के माध्यम से खपत विटामिन होते हैं और एंजाइम पर सक्रिय साइट खोलते हैं। सक्रिय साइटें वे हैं जहां एंजाइम पर प्रतिक्रियाएं होती हैं और केवल एक सब्सट्रेट पर कार्य कर सकती हैं, जो अन्य प्रोटीन या शर्करा हो सकती हैं। इसके बारे में सोचने का एक अच्छा तरीका लॉक-एंड-की मॉडल है। केवल एक चाबी ही ताला ठीक से खोल सकती है। इसी तरह, केवल एक एंजाइम एक सब्सट्रेट से जुड़ सकता है और प्रतिक्रिया को तेज कर सकता है।

आपके शरीर में लगभग 3,000 अद्वितीय एंजाइम होते हैं, प्रत्येक एक विशिष्ट प्रोटीन उत्पाद के लिए प्रतिक्रिया को तेज करता है। एंजाइम आपके मस्तिष्क की कोशिकाओं को तेजी से काम कर सकते हैं और आपकी मांसपेशियों को स्थानांतरित करने के लिए ऊर्जा बनाने में मदद कर सकते हैं। वे पाचन तंत्र में भी एक बड़ी भूमिका निभाते हैं, जिसमें चीनी को तोड़ने वाले एमाइलेज, प्रोटीन को तोड़ने वाले प्रोटीज और वसा को तोड़ने वाले लिपेज शामिल हैं। सभी एंजाइम संपर्क पर काम करते हैं, इसलिए जब इनमें से एक एंजाइम सही सब्सट्रेट के संपर्क में आता है, तो यह तुरंत काम करना शुरू कर देता है।

तापमान बढ़ने पर सभी अणुओं के बीच टकराव बढ़ता है। यह वेग और गतिज ऊर्जा में वृद्धि के कारण होता है जो तापमान में वृद्धि के बाद होता है। तेज वेग के साथ, टक्करों के बीच कम समय होगा। इसके परिणामस्वरूप अधिक अणु सक्रियण ऊर्जा तक पहुँचते हैं, जिससे प्रतिक्रियाओं की दर बढ़ जाती है। चूंकि अणु भी तेजी से आगे बढ़ रहे हैं, एंजाइम और सब्सट्रेट के बीच टकराव भी बढ़ जाता है।

प्रत्येक एंजाइम का एक तापमान होता है जिसमें यह बेहतर तरीके से काम करता है, जो मनुष्यों में लगभग 98.6 डिग्री फ़ारेनहाइट, 37 डिग्री सेल्सियस - मनुष्यों के लिए सामान्य शरीर का तापमान होता है। हालांकि, कुछ एंजाइम कम तापमान पर वास्तव में अच्छी तरह से काम करते हैं जैसे 39 डिग्री फ़ारेनहाइट, 4 डिग्री सेल्सियस, और कुछ उच्च तापमान पर वास्तव में अच्छी तरह से काम करते हैं। उदाहरण के लिए, आर्कटिक के जानवरों में एंजाइम कम इष्टतम तापमान के अनुकूल होते हैं जबकि रेगिस्तानी जलवायु में जानवरों में एंजाइम उच्च तापमान के अनुकूल होते हैं। जबकि उच्च तापमान एंजाइमों की गतिविधि और प्रतिक्रियाओं की दर में वृद्धि करते हैं, एंजाइम अभी भी प्रोटीन हैं, और सभी प्रोटीनों की तरह, १०४ डिग्री फ़ारेनहाइट, ४० डिग्री सेल्सियस से ऊपर का तापमान उन्हें तोड़ना शुरू कर देगा नीचे। तो, एक एंजाइम के लिए गतिविधि सीमा के दो छोर इस बात से निर्धारित होते हैं कि कौन सा तापमान गतिविधि शुरू करता है और कौन सा तापमान प्रोटीन को तोड़ना शुरू करता है।

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