Научници и даље настоје да разумеју замршене детаље сложених молекула протеина који омогућавају битне биолошке процесе. Ови молекули, познати као ензими, функционишу као катализатори бројних биолошких реакција. Без ензима, већина ових реакција не би се догодила довољно брзо да одржи живот. Ензими су дизајнирани да делују у одређеном окружењу. Прекомерна топлота, заједно са разним другим условима, може озбиљно нарушити активност ензима.
Реакције живота
Биолошке реакције дају енергију и специјализоване молекуле који одржавају живот организма. Све реакције, међутим, не могу да се догоде док одређена количина енергије не стимулише молекуле реактанта. Ова енергија је позната као енергија активације реакције. Доступна енергија у биолошким срединама је често недовољна да подстакне адекватан број реакција, али ензими надокнађују ову инсуфицијенцију. Мењајући начин интеракције молекула реактаната, ензими смањују енергију активације и омогућавају да се реакције одвијају много брже.
Измењено топлотом
Ензими су специјализовани молекули протеина, што значи да деле основну структуру протеина: одређене врсте аминокиселина повезаних у одређеном низу. Ензими уопште имају сложене тродимензионалне структуре које одређују њихове детаљне функционалне карактеристике. Ако се ова структура промени, ензим постаје мање ефикасан у улози смањења енергије активације. Један од уобичајених извора структурних промена је топлота. Топле температуре теже појачаној ензимској активности повећавањем кинетичке енергије повезане са случајним молекулама кретање, али када температура постане прекомерна, ензими доживљавају структурно погоршање које инхибира ензимске активност.
Молекули у покрету
Поремећај пажљиво дизајниране структуре ензима познат је као денатурација. Овај поступак је често пожељан: на пример, неки протеини из хране лакше се пробављају након што се денатуришу кувањем. Висока температура је чест узрок денатурације. Како се температура повећава, случајно молекуларно кретање постаје енергичније. На крају, молекуларно кретање постаје толико енергично да молекули нарушавају везе између бројних аминокиселина које одређују природну структуру ензима. Ензим није уништен, али су промењене његове основне структурне карактеристике. У сложеним протеинима попут ензима, денатурација је готово увек неповратна.
Ензим без подлоге
Нетакнути молекул реактанта или супстрат који се веже за ензим на почетку ензимске реакције је од суштинског значаја за правилно функционисање ензима. Денатурација супстрата изазива структурне промене које му отежавају или онемогућавају да се уклопи у високо специфичну структуру ензима. Ензими су високо специфични, што значи да њихове сложене структуре осигуравају да се могу везати само за једну врсту молекула или за групу уско повезаних молекула.