Ferments ir ļoti sarežģīts proteīns, kas darbojas kā reakciju katalizators. Katalizators ir viela, kas palielina ķīmiskās reakcijas ātrumu, to neizlieto pati reakcija. Fermenti ir dzīves kritiski nozīmīgi un tiem ir visuresošs raksturs. Tā kā fermentiem ir ļoti specifiska trīsdimensiju struktūra, tādu apstākļu kā temperatūra un pH izmaiņas var ietekmēt to efektivitāti.
Denaturācija
Fermenta trīsdimensiju struktūra veido fermenta aktīvo vietu vai biznesa galu, kur notiek reakcijas katalīze. Izmaiņas šajā aktīvajā vietā var ietekmēt tādi faktori kā pH vai temperatūra, tāpēc fermenta efektivitāte tiks samazināta, ja nav optimālu apstākļu. Kad ferments zaudē formu, to sauc par denaturāciju.
Aminoskābju sānu ķēdes
Aminoskābes, kas veido olbaltumvielas, un līdz ar to fermentus, sastāv no centrālā oglekļa atoma, ūdeņraža atoma, aminogrupas, karbonskābes grupas un "R" grupas. R grupu sauc arī par sānu ķēdi. Sānu ķēde vai R grupa ir īpašs atomu izvietojums, kas padara šo aminoskābi unikālu, un šķīdumā var izturēties kā vāja skābe vai bāze, un tai ir īpašs jonizācijas stāvoklis. Šis jonizācijas stāvoklis ietekmē fermenta struktūru.
PH ietekme
Visiem fermentiem ir optimāls pH līmenis, pie kura tie darbojas vislabāk. PH ļauj fermentam pieņemt noteiktu konformāciju, kas atbilst fermenta aktīvās vietas formai. Kad aktīvā vieta ir pareizā formā, tā spēj efektīvi saistīties ar substrātu vai reakcijas izejvielu un katalizēt reakciju. Aktīvā vieta ir fermenta aminoskābju sānu ķēžu specifiskās konformācijas rezultāts, kas veido vāju asociācijas savā starpā to jonizācijas stāvokļa dēļ un veido iegūto specifisko trīsdimensiju struktūru fermentu. Bez pareiza pH šī trīsdimensiju struktūra neveidosies pareizi. Bioķīmiskie buferi dzīvajās sistēmās spēj uzturēt fermentu optimālā pH diapazonā.
Temperatūras ietekme
Temperatūra ietekmē arī fermentu trīsdimensiju struktūru. Katram fermentam ir optimāls temperatūras diapazons, kurā tas darbojas vislabāk. Pārāk augsta temperatūra denaturē fermenta struktūru, mainot tā aktīvās vietas formu, tāpēc tā nevar efektīvi katalizēt reakciju. Pārāk zema temperatūra nesniegs sistēmai pietiekami daudz enerģijas, lai reakcija noritētu maksimāli.