Temperatuur speelt een belangrijke rol in de biologie als een manier om reacties te reguleren. Enzymactiviteit neemt toe naarmate de temperatuur stijgt, en op zijn beurt verhoogt de snelheid van de reactie. Dit betekent ook dat de activiteit afneemt bij koudere temperaturen. Alle enzymen hebben een temperatuurbereik wanneer ze actief zijn, maar er zijn bepaalde temperaturen waarbij ze optimaal werken.
Enzymen zijn eiwitten die fungeren als katalysatoren in een biochemische reactie om de reactiesnelheid te verhogen zonder in de reactie te worden verbruikt. Duizenden soorten enzymen zijn in uw lichaam aan het werk om vitale functies zoals spijsvertering en energieproductie uit te voeren. Biologische en chemische reacties kunnen heel langzaam verlopen en levende organismen gebruiken enzymen om de reactiesnelheid op te krikken tot een gunstiger snelheid. Enzymen hebben meerdere regio's die kunnen worden geactiveerd door co-factoren om ze aan en uit te zetten. De co-factoren zijn meestal vitamines die worden geconsumeerd via verschillende voedselbronnen en openen de actieve plaats op het enzym. Actieve plaatsen zijn waar reacties plaatsvinden op een enzym en kunnen slechts op één substraat inwerken, wat andere eiwitten of suikers kunnen zijn. Een goede manier om hierover na te denken is een lock-and-key-model. Slechts één sleutel kan een slot correct openen. Evenzo kan slechts één enzym zich aan een substraat hechten en de reactie sneller laten verlopen.
Je lichaam bevat ongeveer 3.000 unieke enzymen, die elk de reactie op een specifiek eiwitproduct versnellen. Enzymen kunnen ervoor zorgen dat uw hersencellen sneller werken en helpen energie te maken om uw spieren te bewegen. Ze spelen ook een grote rol in het spijsverteringsstelsel, waaronder amylasen die suiker afbreken, proteasen die eiwitten afbreken en lipasen die vet afbreken. Alle enzymen werken bij contact, dus wanneer een van deze enzymen in contact komt met het juiste substraat, begint het direct te werken.
Botsingen tussen alle moleculen nemen toe naarmate de temperatuur stijgt. Dit komt door de toename in snelheid en kinetische energie die volgt op temperatuurstijgingen. Met hogere snelheden zal er minder tijd zijn tussen botsingen. Dit resulteert in meer moleculen die de activeringsenergie bereiken, wat de snelheid van de reacties verhoogt. Omdat de moleculen ook sneller bewegen, nemen ook botsingen tussen enzymen en substraten toe.
Elk enzym heeft een temperatuur waarin het optimaal werkt, bij mensen rond de 98,6 graden Fahrenheit, 37 graden Celsius - de normale lichaamstemperatuur voor mensen. Sommige enzymen werken echter heel goed bij lagere temperaturen, zoals 39 graden Fahrenheit, 4 graden Celsius, en sommige werken heel goed bij hogere temperaturen. Dieren uit het Noordpoolgebied hebben bijvoorbeeld enzymen die zijn aangepast om lagere optimale temperaturen te hebben, terwijl dieren in woestijnklimaten enzymen hebben die zijn aangepast aan hogere temperaturen. Hoewel hogere temperaturen de activiteit van enzymen en de snelheid van reacties verhogen, zijn enzymen nog steeds eiwitten, en zoals bij alle eiwitten, zullen temperaturen boven 104 graden Fahrenheit, 40 graden Celsius, ze beginnen te breken break naar beneden. De twee uiteinden van het activiteitsbereik voor een enzym worden dus bepaald door bij welke temperatuur de activiteit begint en bij welke temperatuur het eiwit begint af te breken.
