Et enzym er et svært komplekst protein som oppfører seg som en katalysator for reaksjoner. En katalysator er et stoff som øker hastigheten på en kjemisk reaksjon uten å bli konsumert av selve reaksjonen. Enzymer er kritiske for livet og er allestedsnærværende i naturen. Fordi enzymer har en veldig spesifikk tredimensjonal struktur, kan endringer i forhold som temperatur og pH påvirke deres effektivitet.
Denaturering
Den tredimensjonale strukturen til et enzym danner det aktive stedet, eller den forretningsmessige enden av enzymet, der reaksjonskatalysen finner sted. Endringer i dette aktive stedet kan påvirkes av faktorer som pH eller temperatur, og enzymets effektivitet vil derfor bli redusert når optimale forhold ikke er tilstede. Når enzymet mister formen, kalles det denaturering.
Aminosyre sidekjeder
Aminosyrene som utgjør proteiner, og derfor enzymer, består av et sentralt karbonatom, et hydrogenatom, en aminogruppe, en karboksylsyregruppe og en "R" -gruppe. R-gruppen kalles også en sidekjede. Sidekjeden eller R-gruppen er et spesifikt arrangement av atomer som gjør den aminosyren unik, og kan oppføre seg som en svak syre eller base i oppløsning og har en spesifikk ioniseringstilstand. Denne ioniseringstilstanden påvirker enzymets struktur.
Effekt av pH
Alle enzymer har en optimal pH-verdi der de fungerer best. PH tillater enzymet å anta en viss konformasjon som egner seg til formen til enzymets aktive sted. Når det aktive stedet har riktig form, er det i stand til effektivt å binde seg til et substrat, eller utgangsmateriale for reaksjonen, og katalysere reaksjonen. Det aktive stedet er et resultat av en spesifikk konformasjon av enzymets aminosyresidekjeder, som danner svake assosiasjoner med hverandre på grunn av deres ioniseringstilstand og danner den resulterende spesifikke tredimensjonale strukturen til enzymet. Uten riktig pH vil denne tredimensjonale strukturen ikke danne seg ordentlig. Biokjemiske buffere i levende systemer er i stand til å holde enzymet innenfor sitt optimale pH-område.
Effekt av temperatur
Temperatur påvirker også den tredimensjonale strukturen til enzymer. Hvert enzym har et optimalt temperaturområde der det fungerer best. En temperatur som er for høy, vil denaturere strukturen til enzymet og endre formen på det aktive stedet slik at det ikke effektivt kan katalysere en reaksjon. En temperatur som er for lav, vil ikke gi systemet nok energi til at reaksjonen kan utvikle seg med sin maksimale hastighet.