מהן שתי דרכים שהאנזימים הופכים פחות יעילים?

אנזים הוא חלבון מורכב ביותר המתנהג כזרז לתגובות. זרז הוא חומר המגביר את קצב התגובה הכימית מבלי שנצרך על ידי התגובה עצמה. אנזימים הם קריטיים לחיים ונמצאים בכל מקום באופיים. מכיוון שלאנזימים יש מבנה תלת-ממדי ספציפי מאוד, שינויים בתנאים כמו טמפרטורה ו- pH יכולים להשפיע על יעילותם.

המבנה התלת מימדי של אנזים יוצר את האתר הפעיל, או את הקצה העסקי של האנזים, שם מתרחש זרז תגובה. שינויים באתר פעיל זה יכולים להיות מושפעים מגורמים כמו pH או טמפרטורה, ויעילות האנזים תפחת אם התנאים האופטימליים אינם קיימים. כאשר האנזים מאבד מצורתו, הוא נקרא דנטורציה.

חומצות האמינו המרכיבות חלבונים, ולכן אנזימים, מורכבות מאטום פחמן מרכזי, אטום מימן, קבוצת אמינו, קבוצת חומצות קרבוקסיליות וקבוצת "R". קבוצת R נקראת גם שרשרת צדדית. שרשרת הצד או קבוצת R היא סידור ספציפי של אטומים ההופך את אותה חומצת אמינו למיוחדת במינה, ועלול להתנהג כחומצה חלשה או בסיס בתמיסה ובעל מצב יינון ספציפי. מצב יינון זה משפיע על מבנה האנזים.

לכל האנזימים יש pH אופטימלי בו הם מתפקדים בצורה הטובה ביותר. ה- pH מאפשר לאנזים להניח קונפורמציה מסוימת המתאימה לצורת האתר הפעיל של האנזים. כאשר האתר הפעיל הוא בצורה הנכונה, הוא מסוגל להיקשר ביעילות למצע, או לחומר מוצא של התגובה, ולזרז את התגובה. האתר הפעיל הוא תוצאה של קונפורמציה ספציפית של שרשראות הצד של חומצות האמינו של האנזים, הנוצרות חלשות קשרים זה עם זה בגלל מצב היינון שלהם ויוצרים את המבנה התלת מימדי הספציפי שנוצר האנזים. ללא ה- pH הנכון, מבנה תלת מימדי זה לא ייווצר כהלכה. מאגרים ביוכימיים במערכות חיים מסוגלים לשמור על האנזים בטווח ה- pH האופטימלי שלו.

הטמפרטורה משפיעה גם על המבנה התלת מימדי של האנזימים. לכל אנזים טווח טמפרטורות אופטימלי שבתוכו הוא מתפקד בצורה הטובה ביותר. טמפרטורה גבוהה מדי תדרל את מבנה האנזים ותשנה את צורת האתר הפעיל שלו כך שהוא לא יכול לזרז ביעילות תגובה. טמפרטורה נמוכה מדי לא תספק מספיק אנרגיה למערכת כדי שהתגובה תתקדם בקצב המרבי שלה.