Hvordan bliver enzymer denatureret?

Enzymer er proteiner, der katalyserer biokemiske reaktioner. Deres struktur er kritisk for deres funktion, og de kan denatureres, hvilket betyder, at deres struktur forstyrres, hvilket fører til et tab af aktivitet. Sådan kan enzymer blive denatureret:

1. Temperatur:

* Høje temperaturer: Varme øger molekylær bevægelse inden i enzymet. Denne øgede bevægelse kan bryde de svage bindinger (brintbindinger, ioniske bindinger og van der Waals-kræfter), der holder enzymets tredimensionelle struktur sammen. Enzymet udspiller sig og mister sin aktive form. Derfor ødelægger madlavning af mad skadelige bakterier, da deres enzymer er denatureret.

* lave temperaturer: Mens lave temperaturer generelt ikke denaturerer enzymer, kan de bremse deres aktivitet. Dette skyldes, at molekylerne har mindre kinetisk energi, hvilket gør kollisioner og reaktioner mindre sandsynlige.

2. Ph:

* ekstrem pH: Hvert enzym har et optimalt pH -interval, hvor det fungerer bedst. Uden for dette interval kan pH -værdien forstyrre de ioniske bindinger og brintbindinger, der opretholder enzymets struktur. Dette ændrer enzymets form og reducerer dens aktivitet. For eksempel fungerer Pepsin i maven bedst ved en meget sur pH (ca. 2), mens enzymer i tyndtarmen fungerer optimalt ved en mere neutral pH.

3. Kemiske agenter:

* tungmetaller: Metaller som kviksølv, bly og sølv kan binde til det aktive sted for et enzym eller andre dele af dets struktur og forstyrre dets aktivitet.

* salte: Høje koncentrationer af salte kan forstyrre de ioniske interaktioner i enzymet, hvilket fører til denaturering.

* organiske opløsningsmidler: Opløsningsmidler som alkohol og acetone kan forstyrre de hydrofobe interaktioner, der stabiliserer enzymets struktur.

* vaskemidler: Detergenter kan forstyrre de hydrofobe interaktioner i et enzym og forstyrre dets struktur.

4. Mekanisk agitation:

* ryster eller omrøring: Kraftig ryster eller omrøring kan også forstyrre enzymets struktur, hvilket fører til denaturering.

Konsekvenser af denaturering:

* Tab af katalytisk aktivitet: Denaturerede enzymer mister deres evne til at katalysere reaktioner. Dette skyldes, at deres aktive sted, den specifikke region, hvor underlaget binder, ændres.

* Ændringer i fysiske egenskaber: Denaturerede enzymer bliver ofte mindre opløselige og kan udfælde ud af opløsningen.

reversibilitet:

* Nogle denaturering kan vendes, hvis de forhold, der forårsagede den, fjernes. Men hvis enzymet udsættes for ekstreme forhold i en lang periode, bliver denatureringen irreversibel.

Eksempler:

* Madlavning af et æg: Varm denaturer proteinerne i æggehviden, hvilket får dem til at størkne.

* Tilsætning af citronsaft til mælk: Syren i citronsaft denaturerer proteinerne i mælk, hvilket får den til at curdle.

At forstå, hvordan enzymer denatureres, er vigtig i felter som:

* Fødevarevidenskab: Denaturering bruges til at ændre mad og egenskaber ved fødevarer.

* Biokemi: Denaturering bruges til at undersøge strukturen og funktionen af enzymer.

* Medicin: Denaturering er en faktor i sygdomsprocesser og lægemiddeludvikling.