Enzým je vysoko komplexný proteín, ktorý sa chová ako katalyzátor reakcií. Katalyzátor je látka, ktorá zvyšuje rýchlosť chemickej reakcie bez toho, aby bola spotrebovaná samotnou reakciou. Enzýmy sú životne dôležité a majú všadeprítomnú povahu. Pretože enzýmy majú veľmi špecifickú trojrozmernú štruktúru, zmeny v podmienkach, ako je teplota a pH, môžu mať vplyv na ich účinnosť.
Denaturácia
Trojrozmerná štruktúra enzýmu tvorí aktívne miesto alebo obchodný koniec enzýmu, kde prebieha reakčná katalýza. Zmeny v tomto aktívnom mieste môžu byť ovplyvnené faktormi, ako je pH alebo teplota, a účinnosť enzýmu bude preto znížená, ak nebudú k dispozícii optimálne podmienky. Keď enzým stratí svoj tvar, nazýva sa to denaturácia.
Bočné reťazce aminokyselín
Aminokyseliny, ktoré tvoria proteíny, a teda enzýmy, sú tvorené centrálnym atómom uhlíka, atómom vodíka, aminoskupinou, skupinou karboxylovej kyseliny a skupinou „R“. Skupina R sa nazýva aj bočný reťazec. Bočný reťazec alebo skupina R je špecifické usporiadanie atómov, ktoré robí túto aminokyselinu jedinečnou a môže sa správať ako slabá kyselina alebo zásada v roztoku a má špecifický ionizačný stav. Tento ionizačný stav ovplyvňuje štruktúru enzýmu.
Vplyv pH
Všetky enzýmy majú optimálne pH, pri ktorom fungujú najlepšie. Hodnota pH umožňuje enzýmu predpokladať určitú konformáciu, ktorá sa prispôsobuje tvaru aktívneho miesta enzýmu. Ak má aktívne miesto správny tvar, je schopné sa účinne viazať na substrát alebo východiskový materiál reakcie a katalyzovať reakciu. Aktívne miesto je výsledkom špecifickej konformácie aminokyselinových bočných reťazcov, ktoré sú slabé vzájomné asociácie vďaka svojmu ionizačnému stavu a vytvárajú výslednú špecifickú trojrozmernú štruktúru enzým. Bez správneho pH sa táto trojrozmerná štruktúra nebude správne formovať. Biochemické pufre v živých systémoch sú schopné udržiavať enzým v optimálnom rozmedzí pH.
Vplyv teploty
Teplota ovplyvňuje aj trojrozmernú štruktúru enzýmov. Každý enzým má optimálne teplotné rozmedzie, v ktorom funguje najlepšie. Príliš vysoká teplota denaturuje štruktúru enzýmu a zmení tvar jeho aktívneho miesta, takže nemôže účinne katalyzovať reakciu. Príliš nízka teplota neposkytne systému dostatok energie na to, aby reakcia prebiehala maximálnou rýchlosťou.