温度は、反応を調節する方法として生物学において重要な役割を果たします。 酵素活性は温度が上昇するにつれて増加し、次に反応速度が増加します。 これはまた、より低い温度で活動が減少することを意味します。 すべての酵素は、活性があるときにさまざまな温度を持っていますが、最適に機能する特定の温度があります。
酵素は、生化学反応の触媒として作用し、反応に使い果たされることなく反応速度を上げるタンパク質です。 消化やエネルギー生成などの重要な機能を実行するために、何千種類もの酵素が体内で働いています。 生物学的および化学的反応は非常にゆっくりと起こる可能性があり、生物は酵素を使用して反応速度をより好ましい速度まで上げます。 酵素には複数の領域があり、補因子によって活性化されてオンとオフを切り替えることができます。 補因子は通常、さまざまな食物源を通じて消費されるビタミンであり、酵素の活性部位を開きます。 活性部位は、酵素上で反応が起こり、他のタンパク質や糖などの1つの基質にのみ作用する場所です。 これについて考える良い方法は、ロックアンドキーモデルです。 正しくロックを開くことができるのは1つのキーだけです。 同様に、1つの酵素だけが基質に付着し、反応をより速く起こすことができます。
あなたの体には約3,000のユニークな酵素が含まれており、それぞれが1つの特定のタンパク質製品の反応を加速します。 酵素はあなたの脳細胞をより速く働かせ、あなたの筋肉を動かすエネルギーを作るのを助けることができます。 それらはまた、糖を分解するアミラーゼ、タンパク質を分解するプロテアーゼ、脂肪を分解するリパーゼなど、消化器系で大きな役割を果たします。 すべての酵素は接触すると機能するため、これらの酵素の1つが適切な基質と接触すると、すぐに機能し始めます。
温度が上昇すると、すべての分子間の衝突が増加します。 これは、温度上昇に伴う速度と運動エネルギーの増加によるものです。 速度が速いほど、衝突の間隔が短くなります。 これにより、より多くの分子が活性化エネルギーに到達し、反応速度が増加します。 分子もより速く動くので、酵素と基質の間の衝突も増加します。
各酵素には、それが最適に機能する温度があります。これは、人間の場合、華氏約98.6度、摂氏37度です。これは人間の通常の体温です。 ただし、華氏39度、摂氏4度などの低温で非常にうまく機能する酵素もあれば、高温で非常にうまく機能する酵素もあります。 たとえば、北極圏の動物はより低い最適温度に適応した酵素を持っていますが、砂漠気候の動物はより高い温度に適応した酵素を持っています。 温度が高くなると酵素の活性と反応速度が上がりますが、酵素はまだタンパク質です。 そして、すべてのタンパク質と同様に、華氏104度、摂氏40度を超える温度はそれらを破壊し始めます ダウン。 したがって、酵素の活性範囲の両端は、どの温度が活性を開始し、どの温度がタンパク質を分解し始めるかによって決定されます。