Ученые все еще пытаются понять сложные детали сложных белковых молекул, которые обеспечивают важные биологические процессы. Эти молекулы, известные как ферменты, действуют как катализаторы многих биологических реакций. Без ферментов большинство этих реакций не могло бы происходить достаточно быстро, чтобы поддерживать жизнь. Ферменты предназначены для работы в определенных условиях. Избыточное тепло, а также различные другие состояния могут серьезно снизить активность ферментов.
Реакции жизни
Биологические реакции обеспечивают энергию и специализированные молекулы, которые поддерживают жизнь организма. Однако все реакции не могут происходить до тех пор, пока определенное количество энергии не стимулирует молекулы реагента. Эта энергия известна как энергия активации реакции. Энергии, доступной в биологической среде, часто недостаточно, чтобы стимулировать адекватное количество реакций, но ферменты компенсируют этот недостаток. Изменяя способ взаимодействия молекул реагентов друг с другом, ферменты снижают энергию активации и позволяют реакциям протекать намного быстрее.
Изменено жарой
Ферменты - это специализированные белковые молекулы, что означает, что они разделяют основную структуру белка: определенные типы аминокислот, связанные друг с другом в определенной последовательности. Ферменты в целом имеют сложные трехмерные структуры, которые определяют их подробные функциональные характеристики. Если эта структура изменяется, фермент становится менее эффективным в своей роли в снижении энергии активации. Одним из распространенных источников структурных изменений является тепло. Высокие температуры имеют тенденцию к усилению ферментативной активности за счет увеличения кинетической энергии, связанной со случайными молекулярными движения, но когда температура становится чрезмерной, ферменты испытывают структурное разрушение, которое препятствует ферментативному Мероприятия.
Молекулы в движении
Нарушение тщательно продуманной структуры фермента известно как денатурация. Этот процесс часто желателен: например, некоторые пищевые белки легче перевариваются после того, как они были денатурированы в процессе приготовления. Высокая температура - частая причина денатурации. С повышением температуры случайное движение молекул становится более энергичным. В конце концов, движение молекул становится настолько энергичным, что молекулы разрывают связи между многочисленными аминокислотами, которые определяют естественную структуру фермента. Фермент не разрушается, но его основные структурные характеристики изменены. В сложных белках, таких как ферменты, денатурация почти всегда необратима.
Фермент без субстрата
Неповрежденная молекула реагента или субстрата, которая присоединяется к ферменту в начале ферментативной реакции, необходима для правильного функционирования фермента. Денатурация субстрата вызывает структурные изменения, которые затрудняют или делают невозможным его приспособление к высокоспецифичной структуре фермента. Ферменты очень специфичны, а это означает, что их сложные структуры гарантируют, что они могут присоединяться только к одному типу молекул или к группе близкородственных молекул.