Učinci temperature na aktivnost enzima i biologiju

Temperatura igra važnu ulogu u biologiji kao način regulacije reakcija. Aktivnost enzima povećava se kako se temperatura povećava, a zauzvrat povećava brzinu reakcije. To također znači da se aktivnost smanjuje pri hladnijim temperaturama. Svi enzimi imaju raspon temperatura kada su aktivni, ali postoje određene temperature gdje oni rade optimalno.

Enzimi su proteini koji djeluju kao katalizatori u biokemijskoj reakciji kako bi povećali brzinu reakcije, a da se u reakciji ne potroše. Tisuće vrsta enzima djeluju u vašem tijelu za obavljanje vitalnih funkcija poput probave i proizvodnje energije. Biološke i kemijske reakcije mogu se događati vrlo sporo, a živi organizmi koriste enzime da bi povećali brzinu reakcije do povoljnije brzine. Enzimi imaju više područja koja se mogu aktivirati kofaktorima kako bi ih uključili i isključili. Kofaktori su obično vitamini koji se konzumiraju iz različitih izvora hrane i otvaraju aktivno mjesto na enzimu. Na aktivnim mjestima odvijaju se reakcije na enzim i one mogu djelovati samo na jedan supstrat, a to mogu biti drugi proteini ili šećeri. Dobar način za razmišljanje o tome je model zaključavanja i ključa. Samo jedan ključ može ispravno otvoriti bravu. Slično tome, samo se jedan enzim može vezati za supstrat i ubrzati reakciju.

Vaše tijelo sadrži oko 3000 jedinstvenih enzima, koji svaki ubrzavaju reakciju za jedan određeni proteinski proizvod. Enzimi mogu učiniti da vaše moždane stanice rade brže i pomoći u stvaranju energije za pokretanje mišića. Oni također igraju veliku ulogu u probavnom sustavu, uključujući amilaze koji razgrađuju šećer, proteaze koje razgrađuju proteine ​​i lipaze koje razgrađuju masnoće. Svi enzimi djeluju u kontaktu, pa kad jedan od tih enzima dođe u kontakt s pravim supstratom, on počinje djelovati odmah.

Sudari između svih molekula povećavaju se kako temperatura raste. To je zbog povećanja brzine i kinetičke energije koja slijedi porasta temperature. S bržim brzinama bit će manje vremena između sudara. To rezultira time da više molekula doseže energiju aktivacije, što povećava brzinu reakcija. Budući da se molekule također brže kreću, sudari između enzima i supstrata također se povećavaju.

Svaki enzim ima temperaturu na kojoj optimalno djeluje, a koja je kod ljudi oko 98,6 stupnjeva Fahrenheita, 37 stupnjeva Celzijevih - normalna tjelesna temperatura za ljude. Međutim, neki enzimi stvarno dobro djeluju na nižim temperaturama poput 39 stupnjeva Fahrenheita, 4 stupnja Celzija, a neki jako dobro djeluju i na višim temperaturama. Na primjer, životinje s Arktika imaju enzime prilagođene nižim optimalnim temperaturama, dok životinje u pustinjskim klimama imaju enzime prilagođene višim temperaturama. Iako više temperature povećavaju aktivnost enzima i brzinu reakcija, enzimi su i dalje proteini, i kao i kod svih proteina, temperature iznad 104 stupnjeva Celzijusa, 40 stupnjeva Celzija, počet će ih razbijati dolje. Dakle, dva kraja raspona aktivnosti enzima određuju se time koja temperatura započinje aktivnost, a koja temperatura razgrađuje protein.

  • Udio
instagram viewer