La temperatura svolge un ruolo importante in biologia come mezzo per regolare le reazioni. L'attività enzimatica aumenta all'aumentare della temperatura e, a sua volta, aumenta la velocità della reazione. Ciò significa anche che l'attività diminuisce a temperature più fredde. Tutti gli enzimi hanno una gamma di temperature quando sono attivi, ma ci sono determinate temperature in cui funzionano in modo ottimale.
Gli enzimi sono proteine che agiscono come catalizzatori in una reazione biochimica per aumentare la velocità di reazione senza essere utilizzati nella reazione. Migliaia di tipi di enzimi sono all'opera nel tuo corpo per svolgere funzioni vitali come la digestione e la produzione di energia. Le reazioni biologiche e chimiche possono avvenire molto lentamente e gli organismi viventi utilizzano gli enzimi per aumentare i tassi di reazione fino a una velocità più favorevole. Gli enzimi hanno più regioni che possono essere attivate da cofattori per attivarli e disattivarli. I cofattori sono solitamente vitamine consumate attraverso varie fonti di cibo e aprono il sito attivo sull'enzima. I siti attivi sono i luoghi in cui avvengono le reazioni su un enzima e possono agire solo su un substrato, che può essere altre proteine o zuccheri. Un buon modo per pensare a questo è un modello di serratura e chiave. Solo una chiave può aprire correttamente una serratura. Allo stesso modo, solo un enzima può legarsi a un substrato e rendere la reazione più rapida.
Il tuo corpo contiene circa 3.000 enzimi unici, ognuno dei quali accelera la reazione per un prodotto proteico specifico. Gli enzimi possono far funzionare più velocemente le cellule cerebrali e aiutare a produrre energia per muovere i muscoli. Svolgono anche un ruolo importante nel sistema digestivo, comprese le amilasi che scompongono lo zucchero, le proteasi che scompongono le proteine e le lipasi che scompongono il grasso. Tutti gli enzimi lavorano a contatto, quindi quando uno di questi enzimi entra in contatto con il substrato giusto, inizia a funzionare immediatamente.
Le collisioni tra tutte le molecole aumentano all'aumentare della temperatura. Ciò è dovuto all'aumento della velocità e dell'energia cinetica che segue l'aumento della temperatura. Con velocità più elevate, ci sarà meno tempo tra le collisioni. Ciò si traduce in più molecole che raggiungono l'energia di attivazione, che aumenta la velocità delle reazioni. Poiché anche le molecole si muovono più velocemente, aumentano anche le collisioni tra enzimi e substrati.
Ogni enzima ha una temperatura in cui funziona in modo ottimale, che negli esseri umani è di circa 98,6 gradi Fahrenheit, 37 gradi Celsius, la normale temperatura corporea per gli esseri umani. Tuttavia, alcuni enzimi funzionano molto bene a temperature più basse come 39 gradi Fahrenheit, 4 gradi Celsius e alcuni funzionano davvero bene a temperature più elevate. Ad esempio, gli animali dell'Artico hanno enzimi adattati per avere temperature ottimali più basse, mentre gli animali nei climi desertici hanno enzimi adattati a temperature più elevate. Mentre le temperature più elevate aumentano l'attività degli enzimi e la velocità delle reazioni, gli enzimi sono ancora proteine, e come con tutte le proteine, temperature superiori a 104 gradi Fahrenheit, 40 gradi Celsius, inizieranno a romperle giù. Quindi, le due estremità dell'intervallo di attività per un enzima sono determinate da quale temperatura inizia l'attività e quale temperatura inizia a scomporre la proteina.