Uma enzima é uma proteína altamente complexa que se comporta como um catalisador para as reações. Um catalisador é uma substância que aumenta a taxa de uma reação química sem ser consumido pela própria reação. As enzimas são essenciais para a vida e são onipresentes na natureza. Como as enzimas têm uma estrutura tridimensional muito específica, mudanças nas condições, como temperatura e pH, podem afetar sua eficácia.
Desnaturação
A estrutura tridimensional de uma enzima forma o sítio ativo, ou a extremidade do negócio da enzima, onde ocorre a catálise da reação. Mudanças neste sítio ativo podem ser afetadas por fatores como pH ou temperatura e a eficácia da enzima será, portanto, reduzida quando as condições ideais não estiverem presentes. Quando a enzima perde a forma, é chamada de desnaturação.
Cadeias laterais de aminoácidos
Os aminoácidos que constituem as proteínas e, portanto, as enzimas, são constituídos por um átomo de carbono central, um átomo de hidrogênio, um grupo amino, um grupo ácido carboxílico e um grupo "R". O grupo R também é chamado de cadeia lateral. A cadeia lateral ou grupo R é um arranjo específico de átomos que torna aquele aminoácido único e pode se comportar como um ácido ou base fraca em solução e tem um estado de ionização específico. Este estado de ionização afeta a estrutura da enzima.
Efeito do pH
Todas as enzimas têm um pH ideal no qual funcionam melhor. O pH permite que a enzima assuma uma certa conformação que se presta à forma do sítio ativo da enzima. Quando o sítio ativo tem a forma correta, ele é capaz de se ligar efetivamente a um substrato, ou material inicial da reação, e catalisar a reação. O sítio ativo é o resultado de uma conformação específica das cadeias laterais de aminoácidos da enzima, que se formam associações entre si devido ao seu estado de ionização e formam a estrutura tridimensional específica resultante de a enzima. Sem o pH correto, essa estrutura tridimensional não se formará adequadamente. Os tampões bioquímicos em sistemas vivos são capazes de manter a enzima dentro de sua faixa de pH ideal.
Efeito da Temperatura
A temperatura também afeta a estrutura tridimensional das enzimas. Cada enzima tem uma faixa de temperatura ideal dentro da qual funciona melhor. Uma temperatura muito alta desnatura a estrutura da enzima, mudando a forma de seu sítio ativo, de forma que não pode catalisar uma reação de maneira eficaz. Uma temperatura muito baixa não fornecerá energia suficiente ao sistema para que a reação progrida em sua taxa máxima.