Enzimler tüm yaşam için kritik öneme sahiptir çünkü aksi takdirde yaşamı desteklemek için çok yavaş gerçekleşecek olan kimyasal reaksiyonları katalize ederler. Önemli olarak, enzimlerin hedef reaksiyonlarını katalize edebildiği hızlar ve enzimlerin yapılarını koruma yetenekleri büyük ölçüde sıcaklığa bağlıdır. Sonuç olarak, dondurma ve kaynatma enzim aktivitesi üzerinde önemli etkilere sahip olabilir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Kaynama, enzimleri parçalayarak artık işlev görmezler. Donma noktasının altında, kristalleşme enzimlerin çalışmasını engeller.
Moleküler Hareket ve Sıcaklığın Rolü
Donmanın enzim aktivitesini nasıl etkilediğini anlamak için önce sıcaklığın enzim katalizinin substratı olan moleküller üzerindeki etkisini anlamak gerekir. Hücreler içinde, substrat molekülleri, substrat molekülleri ve bireysel su molekülleri arasındaki çarpışmaların bir sonucu olarak Brown hareketi olarak bilinen sabit rastgele hareket halindedir. Sıcaklık arttıkça, moleküller daha yüksek sıcaklıklarda daha fazla titreşim enerjisine sahip olduklarından, bu rastgele moleküler hareketin hızı da artar. Daha hızlı hareket, moleküller ve enzimler arasındaki rastgele çarpışmaların sıklığını artırır, bu da önemlidir. enzim aktivitesi için, enzimler, bir reaksiyon başlamadan önce kendileriyle çarpışan substrat moleküllerine bağlı olduğundan meydana gelir.
Dondurmanın Enzim Aktivitesine Etkisi
Çok soğuk sıcaklıklarda, zıt etki baskındır - moleküller daha yavaş hareket eder, enzim-substrat çarpışmalarının sıklığını azaltır ve dolayısıyla enzim aktivitesini azaltır. Donma noktasında, katı oluşum meydana geldikçe moleküler hareket büyük ölçüde azalır ve moleküller katı kristal oluşumlara kilitlenir. Bu katı kristaller içinde moleküller, sıvı bir düzende aynı moleküllere kıyasla çok daha az hareket özgürlüğüne sahiptir. Sonuç olarak, donma meydana geldiğinde ve enzim aktivitesi donma noktasının altında neredeyse sıfır olduğunda, enzim-substrat çarpışmaları son derece nadirdir.
Enzim Yapısı
Artan sıcaklık, daha yüksek enzim aktivitesi oranları ile sonuçlansa da, enzimlerin çalışmaya devam edebileceği bir üst sıcaklık limiti vardır. Bunun neden böyle olduğunu anlamak için enzimlerin yapısı ve işlevi göz önünde bulundurulmalıdır. Enzimler, amino asitler arasındaki kimyasal bağlarla üç boyutlu bir yapıda bir arada tutulan bireysel amino asitlerden oluşan proteinlerdir. Bu üç boyutlu yapı, enzimlerin substratları etrafında fiziksel bir "uyum" oluşturacak şekilde yapılandırıldığından, enzim aktivitesi için kritik öneme sahiptir.
Kaynama ve Denatürasyon
Kaynama civarındaki sıcaklıklarda, enzimlerin yapısını bir arada tutan kimyasal bağlar bozulmaya başlar. Ortaya çıkan üç boyutlu yapı kaybı, enzimlerin artık hedef substrat moleküllerine uymamasına ve enzimlerin işlevini tamamen durdurmasına neden olur. Denatürasyon olarak bilinen bu yapı kaybı geri döndürülemez - enzimler bir kez ısıtıldığında, Onları bir arada tutan kimyasal bağlar bozulur, sıcaklıklar düşerse kendiliğinden tekrar oluşmazlar. azaltmak. Bu, enzim yapısını etkilemeyen dondurmadan farklıdır - dondurmadan sonra sıcaklıklar artarsa, enzim aktivitesi geri yüklenir.