O enzimă este o proteină extrem de complexă care se comportă ca un catalizator al reacțiilor. Un catalizator este o substanță care crește viteza unei reacții chimice fără a fi consumată de reacția însăși. Enzimele sunt critice pentru viață și sunt omniprezente în natură. Deoarece enzimele au o structură tridimensională foarte specifică, schimbările în condiții precum temperatura și pH-ul le pot afecta eficacitatea.
Denaturare
Structura tridimensională a unei enzime formează situl activ sau capătul activ al enzimei, unde are loc cataliza reacției. Modificările din acest sit activ pot fi afectate de factori precum pH-ul sau temperatura și, prin urmare, eficacitatea enzimei va fi redusă atunci când nu sunt prezente condiții optime. Când enzima își pierde forma, se numește denaturare.
Lanțuri laterale cu aminoacizi
Aminoacizii care alcătuiesc proteinele și, prin urmare, enzimele, sunt alcătuite dintr-un atom central de carbon, un atom de hidrogen, o grupare amino, o grupare acid carboxilic și o grupare „R”. Grupul R se mai numește și lanț lateral. Lanțul lateral sau gruparea R este un aranjament specific de atomi care face ca acel aminoacid să fie unic și se poate comporta ca un acid slab sau o bază în soluție și are o stare de ionizare specifică. Această stare de ionizare afectează structura enzimei.
Efectul pH-ului
Toate enzimele au un pH optim la care funcționează cel mai bine. PH-ul permite enzimei să-și asume o anumită conformație care se pretează la forma sitului activ al enzimei. Când site-ul activ are forma potrivită, este capabil să se lege efectiv de un substrat sau de un material de pornire al reacției și să catalizeze reacția. Situl activ este rezultatul unei conformații specifice a lanțurilor laterale ale aminoacizilor enzimei, care se formează slab asociații unele cu altele datorită stării lor de ionizare și formează structura tridimensională specifică rezultată a enzima. Fără pH-ul corect, această structură tridimensională nu se va forma corect. Tampoanele biochimice din sistemele vii sunt capabile să mențină enzima în intervalul său optim de pH.
Efectul temperaturii
Temperatura afectează și structura tridimensională a enzimelor. Fiecare enzimă are un interval de temperatură optim în cadrul căruia funcționează cel mai bine. O temperatură prea ridicată va denatura structura enzimei, schimbând forma locului său activ, astfel încât să nu poată cataliza în mod eficient o reacție. O temperatură prea scăzută nu va furniza suficientă energie sistemului pentru ca reacția să progreseze la viteza maximă.