Effekten af ​​temperatur på enzymaktivitet og biologi

Temperatur spiller en vigtig rolle i biologi som en måde at regulere reaktioner på. Enzymaktiviteten stiger, efterhånden som temperaturen forøges, og igen øger reaktionshastigheden. Dette betyder også, at aktiviteten falder ved koldere temperaturer. Alle enzymer har en række temperaturer, når de er aktive, men der er visse temperaturer, hvor de virker optimalt.

Hvad er et enzym?

Enzymer er proteiner, der fungerer som katalysatorer i en biokemisk reaktion for at forøge reaktionshastigheden uden at blive brugt op i reaktionen. Tusindvis af typer enzymer er på arbejde i din krop for at udføre vitale funktioner som fordøjelse og energiproduktion. Biologiske og kemiske reaktioner kan ske meget langsomt, og levende organismer bruger enzymer til at bremse reaktionshastigheder op til en mere gunstig hastighed. Enzymer har flere regioner, der kan aktiveres af co-faktorer for at slå dem til og fra. Samfaktorerne er normalt vitaminer, der indtages gennem forskellige fødekilder og åbner det aktive sted på enzymet. Aktive steder er hvor reaktioner finder sted på et enzym og kan kun virke på et substrat, som kan være andre proteiner eller sukkerarter. En god måde at tænke på er en lås-og-nøgle model. Kun en nøgle kan åbne en lås korrekt. På samme måde kan kun ét enzym binde sig til et substrat og gøre reaktionen hurtigere.

Typer af enzymer

Din krop indeholder omkring 3.000 unikke enzymer, der hver fremskynder reaktionen for et specifikt proteinprodukt . Enzymer kan gøre dine hjerneceller arbejde hurtigere og hjælpe med at gøre energi til at bevæge dine muskler. De spiller også en stor rolle i fordøjelsessystemet, herunder amylaser, der nedbryder sukker, proteaser der nedbryder protein og lipaser, der nedbryder fedt. Alle enzymer arbejder på kontakt, så når et af disse enzymer kommer i kontakt med det rigtige substrat, begynder det at fungere med det samme.

Temperatur vs Enzym Reaktivitet

Kollisioner mellem alle molekyler stiger som temperatur stiger. Dette skyldes stigningen i hastighed og kinetisk energi, der følger temperaturstigninger. Med hurtigere hastigheder vil der være mindre tid mellem kollisioner. Dette resulterer i flere molekyler, der når aktiveringsenergien, hvilket øger reaktionshastigheden. Da molekylerne også bevæger sig hurtigere, øger kollisionerne mellem enzymer og substrater også.

Optimal temperatur

Hvert enzym har en temperatur, som det fungerer optimalt i, som hos mennesker er omkring 98,6 grader Fahrenheit, 37 grader Celsius - den normale kropstemperatur for mennesker. Imidlertid fungerer nogle enzymer rigtig godt ved lavere temperaturer som 39 grader Fahrenheit, 4 grader Celsius, og nogle arbejder rigtig godt ved højere temperaturer. For eksempel har dyr fra Arktis enzymer tilpasset til at have lavere optimale temperaturer, mens dyr i ørkenklimater har enzymer tilpasset højere temperaturer. Mens højere temperaturer øger enzymernes aktivitet og reaktionshastigheden, er enzymer stadig proteiner, og som med alle proteiner begynder temperaturer over 104 grader Fahrenheit, 40 grader Celsius, at bryde dem ned. Så de to ender af aktivitetsområdet for et enzym bestemmes af, hvilken temperatur starter aktiviteten, og hvilken temperatur begynder at bryde ned proteinet.