Znanstveniki si še vedno prizadevajo razumeti zapletene podrobnosti kompleksnih beljakovinskih molekul, ki omogočajo bistvene biološke procese. Te molekule, znane kot encimi, delujejo kot katalizatorji številnih bioloških reakcij. Brez encimov se večina teh reakcij ne bi zgodila dovolj hitro, da bi ohranila življenje. Encimi so zasnovani za delovanje v določenem okolju. Prekomerna vročina skupaj z različnimi drugimi pogoji lahko resno poslabša encimsko aktivnost.
Reakcije življenja
Biološke reakcije zagotavljajo energijo in specializirane molekule, ki ohranjajo življenje organizma. Vse reakcije pa se ne morejo zgoditi, dokler določena količina energije ne stimulira reaktantnih molekul. Ta energija je znana kot aktivacijska energija reakcije. Energija, ki je na voljo v bioloških okoljih, je pogosto premajhna za spodbujanje ustreznega števila reakcij, vendar jo encimi kompenzirajo. S spreminjanjem načina interakcije molekul reaktantov encimi znižujejo aktivacijsko energijo in omogočajo, da se reakcije pojavijo veliko hitreje.
Spremenjeno s toploto
Encimi so specializirane beljakovinske molekule, kar pomeni, da si delijo osnovno strukturo beljakovine: posebne vrste aminokislin, povezane v določenem zaporedju. Encimi imajo na splošno zapletene tridimenzionalne strukture, ki določajo njihove podrobne funkcionalne značilnosti. Če se ta struktura spremeni, postane encim manj učinkovit pri zniževanju aktivacijske energije. Pogost vir strukturnih sprememb je toplota. Tople temperature ponavadi povečajo encimsko aktivnost s povečanjem kinetične energije, povezane z naključnimi molekulami ko temperatura postane pretirana, se encimi strukturno poslabšajo, kar zavira encimsko delovanje dejavnosti.
Molekule v gibanju
Motnja v skrbno zasnovani strukturi encima je znana kot denaturacija. Ta postopek je pogosto zaželen: nekatere na primer beljakovine v hrani so lažje prebavljive, potem ko so jih denaturirali s kuhanjem. Visoka temperatura je pogost vzrok za denaturacijo. Ko temperatura narašča, postane naključno molekularno gibanje bolj energično. Sčasoma postane molekularno gibanje tako energično, da molekule porušijo vezi med številnimi aminokislinami, ki določajo naravno strukturo encima. Encim ni uničen, spremenile pa so se njegove bistvene strukturne značilnosti. V kompleksnih beljakovinah, kot so encimi, je denaturacija skoraj vedno nepopravljiva.
Encim brez podlage
Za pravilno delovanje encima je bistvena nedotaknjena reaktantna molekula ali substrat, ki se na začetku encimske reakcije veže na encim. Denaturacija substrata povzroči strukturne spremembe, ki otežujejo ali onemogočajo njegovo umestitev v zelo specifično strukturo encima. Encimi so zelo specifični, kar pomeni, da njihove zapletene strukture zagotavljajo, da se lahko pritrdijo samo na eno vrsto molekule ali na skupino tesno povezanih molekul.