효소는 생명을 유지하기에는 너무 느리게 일어나는 화학 반응을 촉매하기 때문에 모든 생명체에 중요합니다. 중요한 것은 효소가 표적 반응을 촉매 할 수있는 속도와 효소가 구조를 유지하는 능력이 온도에 크게 좌우된다는 것입니다. 결과적으로 냉동 및 비등은 효소 활성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
끓이면 효소가 분해되어 더 이상 기능하지 않습니다. 동결 상태에서 결정화는 효소의 기능을 방해합니다.
분자 운동과 온도의 역할
동결이 효소 활성에 어떤 영향을 미치는지 이해하려면 먼저 효소 촉매 작용을위한 기질 인 분자에 대한 온도의 영향을 이해해야합니다. 세포 내에서 기질 분자는 기질 분자와 개별 물 분자 간의 충돌의 결과로 브라운 운동이라고하는 일정한 무작위 운동을합니다. 온도가 증가하면 분자가 더 높은 온도에서 더 많은 진동 에너지를 갖기 때문에이 무작위 분자 운동의 속도도 증가합니다. 더 빠른 움직임은 분자와 효소 사이의 무작위 충돌 빈도를 증가시킵니다. 효소는 반응이 일어나기 전에 기질 분자가 충돌하기 때문에 효소 활성을 위해 나오다.
동결이 효소 활성에 미치는 영향
매우 추운 온도에서는 반대 효과가 지배적입니다. 분자가 더 느리게 이동하여 효소-기질 충돌 빈도가 감소하여 효소 활성이 감소합니다. 동결 시점에서 분자 운동은 고체 형성이 일어나고 분자가 단단한 결정질 형성으로 고정됨에 따라 크게 감소합니다. 이러한 고체 결정 내에서 분자는 액체 배열의 동일한 분자에 비해 운동의 자유도가 훨씬 적습니다. 결과적으로, 동결이 발생하고 효소 활성이 동결보다 거의 0이되면 효소-기질 충돌은 극히 드뭅니다.
효소 구조
온도를 높이면 효소 활동 속도가 높아지지만 효소가 계속 기능 할 수있는 온도 상한선이 있습니다. 이것이 왜 그런지 이해하기 위해서는 효소의 구조와 기능을 고려해야합니다. 효소는 아미노산 사이의 화학적 결합에 의해 3 차원 구조로 결합 된 개별 아미노산으로 구성된 단백질입니다. 이 3 차원 구조는 효소가 기질 주위에 물리적 "적합"을 형성하도록 구조화되어 있기 때문에 효소 활동에 매우 중요합니다.
비등 및 변성
끓는 온도에서 효소 구조를 결합하는 화학 결합이 분해되기 시작합니다. 결과적으로 3 차원 구조가 손실되면 효소가 더 이상 표적 기질 분자에 맞지 않게되고 효소는 완전히 기능을 멈 춥니 다. 변성이라고 알려진 이러한 구조 손실은 되돌릴 수 없습니다. 일단 효소가 너무 많이 가열되어 그것들을 함께 묶고있는 화학 결합이 깨져서 온도가 발생하면 자연적으로 다시 형성되지 않습니다. 감소. 이것은 효소 구조에 영향을주지 않는 동 결과는 다릅니다. 동결 후 온도가 상승하면 효소 활성이 회복됩니다.