Temperatura odgrywa ważną rolę w biologii jako sposób regulowania reakcji. Aktywność enzymu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, co z kolei zwiększa szybkość reakcji. Oznacza to również, że aktywność spada w niższych temperaturach. Wszystkie enzymy mają zakres temperatur, kiedy są aktywne, ale są pewne temperatury, w których działają optymalnie.
Enzymy to białka, które działają jak katalizatory w reakcji biochemicznej w celu zwiększenia szybkości reakcji bez zużywania się w reakcji. W twoim ciele działają tysiące rodzajów enzymów, które wykonują ważne funkcje, takie jak trawienie i produkcja energii. Reakcje biologiczne i chemiczne mogą zachodzić bardzo powoli, a żywe organizmy używają enzymów, aby zwiększyć szybkość reakcji do bardziej korzystnej szybkości. Enzymy mają wiele regionów, które mogą być aktywowane przez kofaktory, aby je włączać i wyłączać. Kofaktorami są zwykle witaminy spożywane z różnych źródeł żywności i otwierają miejsce aktywne enzymu. Miejsca aktywne to miejsca, w których reakcje zachodzą na enzymie i mogą działać tylko na jeden substrat, którym mogą być inne białka lub cukry. Dobrym sposobem myślenia o tym jest model zamka i klucza. Tylko jeden klucz może poprawnie otworzyć zamek. Podobnie tylko jeden enzym może przyłączyć się do substratu i przyspieszyć reakcję.
Twoje ciało zawiera około 3000 unikalnych enzymów, z których każdy przyspiesza reakcję na jeden konkretny produkt białkowy. Enzymy mogą przyspieszyć pracę komórek mózgowych i pomóc w wytwarzaniu energii do poruszania mięśni. Odgrywają również dużą rolę w układzie pokarmowym, w tym amylazy rozkładające cukier, proteazy rozkładające białko i lipazy rozkładające tłuszcz. Wszystkie enzymy działają kontaktowo, więc gdy jeden z tych enzymów wejdzie w kontakt z odpowiednim substratem, natychmiast zaczyna działać.
Kolizje między wszystkimi cząsteczkami zwiększają się wraz ze wzrostem temperatury. Wynika to ze wzrostu prędkości i energii kinetycznej, które następują po wzroście temperatury. Przy większych prędkościach będzie mniej czasu między zderzeniami. Powoduje to, że więcej cząsteczek osiąga energię aktywacji, co zwiększa szybkość reakcji. Ponieważ cząsteczki poruszają się również szybciej, kolizje między enzymami a substratami również się zwiększają.
Każdy enzym ma temperaturę, w której działa optymalnie, która u ludzi wynosi około 98,6 stopni Fahrenheita, 37 stopni Celsjusza – normalna temperatura ciała dla ludzi. Jednak niektóre enzymy działają naprawdę dobrze w niższych temperaturach, takich jak 39 stopni Fahrenheita, 4 stopnie Celsjusza, a niektóre działają naprawdę dobrze w wyższych temperaturach. Na przykład zwierzęta z Arktyki mają enzymy przystosowane do niższych optymalnych temperatur, podczas gdy zwierzęta w klimacie pustynnym mają enzymy przystosowane do wyższych temperatur. Podczas gdy wyższe temperatury zwiększają aktywność enzymów i szybkość reakcji, enzymy nadal są białkami, i tak jak w przypadku wszystkich białek, temperatura powyżej 104 stopni Fahrenheita, 40 stopni Celsjusza, zacznie je łamać na dół. Tak więc dwa końce zakresu aktywności enzymu są określane przez to, w jakiej temperaturze rozpoczyna się aktywność i jaka temperatura zaczyna rozkładać białko.