Enzymen zijn eiwitten die hun functies alleen uitvoeren als hun driedimensionale vormen intact zijn. Daarom zal het begrijpen van de structuur van enzymen helpen om de manieren te verduidelijken waarop enzymactiviteit kan worden geremd. Drastische temperatuurveranderingen, zoals smelten of bevriezen, kunnen de vorm en activiteit van enzymen veranderen. Veranderingen in de pH of zuurgraad van de omgeving van het enzym kunnen ook de enzymactiviteit veranderen.
In vorm blijven
Enzymen zijn eiwitten, wat betekent dat ze een specifieke driedimensionale structuur hebben die hun katalytische activiteit bepaalt. De primaire structuur van een eiwit is de aminozuurvolgorde. De secundaire structuur van eiwitten is de waterstofbinding die optreedt langs de ruggengraat van de aminozuursequentie. De tertiaire structuur van een eiwit, waar de activiteit van een enzym vandaan komt, wordt op zijn plaats gehouden door de intramoleculaire (binnen een molecuul) interacties van de aminozuurzijketens. De interacties die de tertiaire structuur van een enzym behouden, worden beïnvloed door temperatuur en pH.
Smeltend
Enzymen zijn gemaakt van ketens van aminozuren, die zijn gemaakt van atomen. Atomen en moleculen trillen van nature, maar te veel trillingen zorgen ervoor dat enzymen zich ontvouwen. Een type temperatuurverandering die de enzymactiviteit remt, is verwarming. Door de temperatuur te verhogen gaan de moleculen sneller trillen. Maar wanneer de temperatuur te veel stijgt, ontvouwt het enzym zich. Deze ontplooiing, denaturatie genaamd, zorgt ervoor dat het enzym zijn driedimensionale vorm en dus activiteit verliest. Boven de 40 graden Celsius werken de meeste dierlijke enzymen niet.
Bevriezen
Het tweede type temperatuurverandering dat de enzymactiviteit beïnvloedt, is koeling of bevriezing. Net zoals het verhogen van de temperatuur ervoor zorgt dat moleculen sneller gaan trillen, vertraagt het verlagen van de temperatuur de trillingen. Wanneer de atomen in de enzymen te veel vertragen, of als ze bevriezen, kan het enzym zijn functie niet uitoefenen. Enzymen zijn geen starre machines, ook al hebben ze een fysieke structuur. De atomen in enzymen trillen, net als andere eiwitten, normaal. Ze hebben deze flexibiliteit nodig om hun functie uit te voeren, en door bevriezing kunnen ze helemaal niet bewegen.
pH
Afgezien van temperatuurveranderingen, zal een verandering in de zuurgraad, of pH, van de omgeving van het enzym de enzymactiviteit remmen. Een van de soorten interacties die de tertiaire structuur van een enzym bij elkaar houden, zijn ionische interacties tussen zijketens van aminozuren. Een positief geladen aminegroep wordt geneutraliseerd wanneer deze interageert met een negatief geladen zuurgroep. Een verandering in pH, wat een verandering is in de hoeveelheid protonen, kan de ladingen van deze twee groepen veranderen, waardoor ze niet meer tot elkaar aangetrokken worden. Opgemerkt moet worden dat elk enzym functioneert binnen een specifiek pH-bereik, sommigen houden van zeer zure omgevingen, anderen van zeer alkalische of basische omgevingen.
