酵素は特定の形をとるタンパク質分子であり、体内での生化学反応を促進するため、触媒として機能します。 酵素が機能する速度は、温度、pH、濃度など、いくつかの重要な変数に大きく依存します。
酵素活性は温度と強い関係があります。 温度が上昇すると、反応する分子と酵素の間の衝突の数が増加するため、酵素活性も増加します。 温度を上げると、酵素活性がさらにピークになります。 人間の酵素の場合、このピーク温度は華氏約98.6度で、これが私たちの体温です。 さらに温度が上昇すると、酵素活性が低下します。 これは、タンパク質内の分子結合の切断である酵素タンパク質の変性によるものです。 これらの結合が切断されると、酵素の形状が変化し、触媒として適切に機能しなくなります。
溶液の酸性度またはアルカリ度の尺度は、pHと呼ばれます。 酵素は特定のpH値で動作するように進化しており、この値からの逸脱は酵素活性の低下につながります。 これは、pHが高いまたは低いと、高温と同じように酵素が変性する可能性があるためです。 私たちの体液のほとんどは約7.2の中性pHを持っているので、人間の酵素はこのpHで最高の活性を持っています。
基質は、酵素が作用する分子です。 酵素は一度に単一の基質にしか結合できないため、それらの活性は基質濃度に依存します。 基質濃度の最初の増加は、より多くの基質と酵素がペアになることを意味するため、酵素活性の増加につながります。 酵素は基質で飽和しているため、基質濃度をさらに上げても通常は活性は上がりません。 言い換えれば、基質が酵素に到達する前に待たなければならない線があります。
酵素活性は、それ自体の分子濃度にも大きく依存します。 一定のpHおよび温度で任意に高い濃度の基質が与えられると、酵素濃度の増加は活性の増加につながります。 これは、酵素活性が酵素濃度に正比例する線形関係につながります。