Účinky teploty na aktivitu enzýmov a biológiu

Teplota hrá v biológii dôležitú úlohu ako prostriedok na reguláciu reakcií. Aktivita enzýmu sa zvyšuje so zvyšovaním teploty a následne zvyšuje rýchlosť reakcie. To tiež znamená, že aktivita klesá pri nižších teplotách. Všetky enzýmy majú, pokiaľ sú aktívne, rôzne teplotné rozsahy, existujú však určité teploty, pri ktorých fungujú optimálne.

Enzýmy sú proteíny, ktoré pôsobia ako katalyzátory v biochemickej reakcii na zvýšenie rýchlosti reakcie bez toho, aby sa v nej spotrebovali. Vo vašom tele pracujú tisíce druhov enzýmov na vykonávanie životne dôležitých funkcií, ako je trávenie a výroba energie. Biologické a chemické reakcie môžu prebiehať veľmi pomaly a živé organizmy používajú enzýmy na zvýšenie reakčnej rýchlosti až na priaznivejšiu rýchlosť. Enzýmy majú viac oblastí, ktoré môžu byť aktivované kofaktormi na ich zapnutie a vypnutie. Kofaktory sú zvyčajne vitamíny konzumované z rôznych zdrojov potravy a otvárajú aktívne miesto v enzýme. Aktívne miesta sú miesta, kde prebiehajú reakcie na enzýme a môžu pôsobiť iba na jednom substráte, ktorým môžu byť iné proteíny alebo cukry. Dobrým spôsobom, ako o tom premýšľať, je model uzamknutia kľúčom. Iba jeden kľúč dokáže správne otvoriť zámok. Podobne sa môže pripojiť iba jeden enzým k substrátu a reakcia sa tak stane rýchlejšou.

instagram story viewer

Vaše telo obsahuje asi 3 000 jedinečných enzýmov, z ktorých každý urýchľuje reakciu na jeden konkrétny proteínový produkt. Enzýmy môžu spôsobiť, že vaše mozgové bunky budú pracovať rýchlejšie a pomôžu vyrobiť energiu na pohyb vašich svalov. Hrajú tiež veľkú úlohu v zažívacom systéme vrátane amyláz, ktoré rozkladajú cukor, proteáz, ktoré rozkladajú bielkoviny, a lipáz, ktoré rozkladajú tuk. Všetky enzýmy pracujú pri kontakte, takže keď jeden z týchto enzýmov príde do kontaktu so správnym substrátom, začne okamžite pracovať.

Kolízie medzi všetkými molekulami sa zvyšujú so zvyšovaním teploty. Je to spôsobené zvýšením rýchlosti a kinetickej energie, ktorá nasleduje po zvýšení teploty. S rýchlejšími rýchlosťami bude medzi zrážkami kratší čas. To vedie k tomu, že viac molekúl dosiahne aktivačnú energiu, čo zvyšuje rýchlosť reakcií. Pretože sa molekuly tiež pohybujú rýchlejšie, narastajú aj kolízie medzi enzýmami a substrátmi.

Každý enzým má teplotu, pri ktorej optimálne pracuje, ktorá je u ľudí okolo 98,6 stupňa Fahrenheita, 37 stupňov Celzia - čo je normálna teplota tela pre človeka. Niektoré enzýmy však fungujú naozaj dobre pri nižších teplotách, ako napríklad 39 stupňov Fahrenheita, 4 stupne Celzia, a niektoré skutočne dobre fungujú aj pri vyšších teplotách. Napríklad zvieratá z Arktídy majú enzýmy prispôsobené na nižšie optimálne teploty, zatiaľ čo zvieratá v púštnom podnebí majú enzýmy prispôsobené na vyššie teploty. Zatiaľ čo vyššie teploty zvyšujú aktivitu enzýmov a rýchlosť reakcií, enzýmy sú stále bielkoviny, a rovnako ako u všetkých bielkovín, aj teploty nad 104 stupňov Fahrenheita, 40 stupňov Celzia, ich začnú lámať dole. Takže dva konce rozsahu aktivity pre enzým sú určené tým, aká teplota začína aktivitu a aká teplota začína rozkladať proteín.

Teachs.ru
  • Zdieľam
instagram viewer