השפעות הטמפרטורה על פעילות האנזים ועל הביולוגיה

לטמפרטורה תפקיד חשוב בביולוגיה כדרך לווסת את התגובות. פעילות האנזים עולה ככל שהטמפרטורה עולה, ובתורו מעלה את קצב התגובה. המשמעות היא גם ירידה בפעילות בטמפרטורות קרות יותר. לכל האנזימים טווח טמפרטורות כאשר הם פעילים, אך ישנן טמפרטורות מסוימות בהן הם פועלים בצורה אופטימלית.

אנזימים הם חלבונים המשמשים כזרזים בתגובה ביוכימית להגדלת קצב התגובה מבלי שהם מנוצלים בתגובה. אלפי סוגים של אנזימים פועלים בגופך לביצוע פונקציות חיוניות כגון עיכול וייצור אנרגיה. תגובות ביולוגיות וכימיות יכולות לקרות לאט מאוד ואורגניזמים חיים משתמשים באנזימים כדי להכות את קצב התגובה במהירות נוחה יותר. לאנזימים יש אזורים מרובים אותם ניתן להפעיל על ידי גורמים משותפים כדי להפעיל ולכבות אותם. גורמי המשנה הם בדרך כלל ויטמינים הנצרכים דרך מקורות מזון שונים ופותחים את האתר הפעיל באנזים. אתרים פעילים הם המקום בו התגובות מתרחשות על אנזים ויכולות לפעול רק על מצע אחד, שיכול להיות חלבונים או סוכרים אחרים. דרך טובה לחשוב על זה היא מודל נעילה ופתח. רק מפתח אחד יכול לפתוח נעילה בצורה נכונה. באופן דומה, רק אנזים אחד יכול להיצמד למצע ולגרום לתגובה לקרות מהר יותר.

הגוף שלך מכיל כ -3,000 אנזימים ייחודיים, שכל אחד מהם מאיץ את התגובה למוצר חלבון ספציפי אחד. אנזימים יכולים לגרום לתאי המוח שלך לעבוד מהר יותר ולעזור באנרגיה להזיז את השרירים שלך. הם ממלאים תפקיד גדול גם במערכת העיכול, כולל עמילאזות המפרקות סוכר, פרוטאזות המפרקות חלבון וליפאזות המפרקות שומן. כל האנזימים עובדים במגע, ולכן כאשר אחד מהאנזימים הללו בא במגע עם המצע הנכון, הוא מתחיל לעבוד מיד.

התנגשויות בין כל המולקולות גוברות ככל שהטמפרטורה עולה. הסיבה לכך היא העלייה במהירות ובאנרגיה הקינטית העוקבת אחר עליות הטמפרטורה. עם מהירויות מהירות יותר, יהיה פחות זמן בין התנגשויות. כתוצאה מכך מולקולות נוספות מגיעות לאנרגיית ההפעלה, מה שמגדיל את קצב התגובות. מכיוון שגם המולקולות נעות מהר יותר, גם התנגשויות בין אנזימים ומצעים גוברות.

לכל אנזים יש טמפרטורה שהיא עובדת בצורה אופטימלית, שבבני אדם היא סביב 98.6 מעלות פרנהייט, 37 מעלות צלזיוס - טמפרטורת הגוף הרגילה לבני אדם. עם זאת, ישנם אנזימים שעובדים טוב מאוד בטמפרטורות נמוכות יותר כמו 39 מעלות פרנהייט, 4 מעלות צלזיוס, וחלקם עובדים ממש טוב בטמפרטורות גבוהות יותר. למשל, לבעלי החיים מהקוטב הצפוני יש אנזימים המותאמים לטמפרטורות אופטימליות נמוכות יותר ואילו לבעלי חיים באקלים מדברי יש אנזימים המותאמים לטמפרטורות גבוהות יותר. בעוד שטמפרטורות גבוהות יותר מגדילות את פעילות האנזימים ואת קצב התגובות, האנזימים הם עדיין חלבונים, וכמו בכל החלבונים, טמפרטורות מעל 104 מעלות פרנהייט, 40 מעלות צלזיוס, יתחילו לשבור אותם מטה. אז שני הקצוות של תחום הפעילות של אנזים נקבעים על ידי איזו טמפרטורה מתחילה את הפעילות ואיזו טמפרטורה מתחילה לפרק את החלבון.

  • לַחֲלוֹק
instagram viewer