მეცნიერები კვლავ ცდილობენ გააცნობიერონ რთული ცილის მოლეკულების რთული დეტალები, რაც საშუალებას იძლევა არსებითი ბიოლოგიური პროცესები. ეს მოლეკულები, ცნობილი როგორც ფერმენტები, ფუნქციონირებენ, როგორც კატალიზატორი მრავალი ბიოლოგიური რეაქციისთვის. ფერმენტების გარეშე, ამ რეაქციების უმეტესობა არ მოხდებოდა საკმარისად სწრაფად სიცოცხლის შესანარჩუნებლად. ფერმენტები შექმნილია სპეციფიკურ გარემოში მუშაობისთვის. ჭარბი სითბო, სხვადასხვა პირობებთან ერთად, სერიოზულად აფერხებს ფერმენტების აქტივობას.
ცხოვრებისეული რეაქციები
ბიოლოგიური რეაქციები უზრუნველყოფს ენერგიას და სპეციალიზებულ მოლეკულებს, რომლებიც ინარჩუნებენ ორგანიზმის სიცოცხლეს. ყველა რეაქცია არ შეიძლება მოხდეს მანამ, სანამ ენერგიის გარკვეული რაოდენობა არ მოახდენს რეაქციის მოლეკულების სტიმულირებას. ეს ენერგია ცნობილია როგორც რეაქციის აქტივაციის ენერგია. ბიოლოგიურ გარემოში არსებული ენერგია ხშირად არასაკმარისია ადექვატური რეაქციების სტიმულირებისთვის, მაგრამ ფერმენტები ანაზღაურებენ ამ უკმარისობას. რეაქტიული მოლეკულების ურთიერთქმედების გზით შეცვლის გზით, ფერმენტები ააქტიურებენ ენერგიის შემცირებას და რეაქციების უფრო სწრაფად წარმოქმნის საშუალებას.
შეიცვალა სითბოს მიერ
ფერმენტები სპეციალიზებული ცილის მოლეკულებია, რაც ნიშნავს, რომ ისინი იზიარებენ ცილის ძირითად სტრუქტურას: ამინომჟავების სპეციფიკურ ტიპებს, რომლებიც დაკავშირებულია ერთმანეთთან კონკრეტული თანმიმდევრობით. ზოგადად ფერმენტებს აქვთ რთული სამგანზომილებიანი სტრუქტურები, რომლებიც განსაზღვრავენ მათ დეტალურ ფუნქციურ მახასიათებლებს. თუ ეს სტრუქტურა შეიცვლება, ფერმენტი ნაკლებად ეფექტური ხდება აქტივაციის ენერგიის შემცირების როლში. სტრუქტურული ცვლილებების ერთი საერთო წყაროა სითბო. თბილი ტემპერატურა ზრდის ფერმენტულ აქტივობას, კინეტიკური ენერგიის გაზრდით, რომელიც დაკავშირებულია შემთხვევით მოლეკულთან მოძრაობა, მაგრამ როდესაც ტემპერატურა ხდება ზედმეტი, ფერმენტები განიცდიან სტრუქტურულ გაუარესებას, რაც თრგუნავს ფერმენტულს საქმიანობა
მოლეკულები მოძრაობაში
ფერმენტის ფრთხილად შემუშავებული სტრუქტურის მოშლა ცნობილია როგორც დენატურაცია. ეს პროცესი ხშირად სასურველია: ზოგიერთი საკვების ცილები, მაგალითად, უფრო ადვილად ითვისება, მას შემდეგ რაც მათ მიიღებენ დენატურას მომზადების შედეგად. მაღალი ტემპერატურა დენატურაციის ხშირი მიზეზია. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, შემთხვევითი მოლეკულური მოძრაობა უფრო ენერგიული ხდება. საბოლოოდ, მოლეკულური მოძრაობა იმდენად ენერგიული ხდება, რომ მოლეკულები არღვევს კავშირებს უამრავ ამინომჟავებს შორის, რომლებიც განსაზღვრავენ ფერმენტის ბუნებრივ სტრუქტურას. ფერმენტი არ არის განადგურებული, მაგრამ შეიცვალა მისი არსებითი სტრუქტურული მახასიათებლები. რთულ ცილებში, როგორიცაა ფერმენტები, დენატურაცია თითქმის ყოველთვის შეუქცევადია.
ფერმენტი სუბსტრატის გარეშე
ხელუხლებელი რეაქტიული მოლეკულა, ან სუბსტრატი, რომელიც ფერმენტს ემატება ფერმენტული რეაქციის დასაწყისში, აუცილებელია ფერმენტის ფუნქციონირების გამოსასწორებლად. სუბსტრატის დენატურაცია იწვევს სტრუქტურულ ცვლილებებს, რაც ართულებს ან შეუძლებელს ხდის მის მოთავსებას ფერმენტის უაღრესად სპეციფიკურ სტრუქტურაში. ფერმენტები ძალზე სპეციფიკურია, რაც ნიშნავს, რომ მათი რთული სტრუქტურები უზრუნველყოფს, რომ მათ შეუძლიათ დაერთონ მხოლოდ ერთი ტიპის მოლეკულას ან მჭიდროდ დაკავშირებული მოლეკულების ჯგუფს.
