เนื้อหา
อุณหภูมิมีบทบาทสำคัญในชีววิทยาเป็นวิธีควบคุมปฏิกิริยา กิจกรรมของเอนไซม์จะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นและจะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา นอกจากนี้ยังหมายถึงกิจกรรมลดลงที่อุณหภูมิหนาวเย็นลง เอนไซม์ทั้งหมดมีช่วงของอุณหภูมิเมื่อพวกมันทำงาน แต่มีอุณหภูมิบางอย่างที่พวกมันทำงานได้อย่างดีที่สุด
เอ็นไซม์คืออะไร
เอนไซม์คือโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาทางชีวเคมีเพื่อเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยไม่ถูกใช้ไปกับปฏิกิริยา เอนไซม์หลายพันชนิดกำลังทำงานอยู่ในร่างกายของคุณเพื่อทำหน้าที่สำคัญเช่นการย่อยอาหารและการผลิตพลังงาน ปฏิกิริยาทางชีวภาพและทางเคมีสามารถเกิดขึ้นได้ช้ามากและสิ่งมีชีวิตใช้เอนไซม์เพื่อลดอัตราการเกิดปฏิกิริยาให้เร็วขึ้น เอนไซม์มีหลายภูมิภาคที่สามารถเปิดใช้งานโดยปัจจัยร่วมเพื่อเปิดและปิด ปัจจัยร่วมมักเป็นวิตามินที่บริโภคผ่านแหล่งอาหารต่าง ๆ และเปิดใช้งานไซต์บนเอนไซม์ ไซต์ที่ใช้งานอยู่เป็นที่ที่ปฏิกิริยาเกิดขึ้นกับเอนไซม์และสามารถทำงานกับสารตั้งต้นเดียวเท่านั้นซึ่งอาจเป็นโปรตีนหรือน้ำตาลชนิดอื่น วิธีที่ดีในการคิดเกี่ยวกับสิ่งนี้คือโมเดลล็อคและคีย์ มีเพียงหนึ่งคีย์เท่านั้นที่สามารถเปิดล็อคได้อย่างถูกต้อง ในทำนองเดียวกันมีเพียงเอนไซม์เดียวเท่านั้นที่สามารถยึดติดกับพื้นผิวและทำให้ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเร็วขึ้น
ประเภทของเอนไซม์
ร่างกายของคุณมีเอนไซม์ที่ไม่ซ้ำกันประมาณ 3,000 ชนิดซึ่งแต่ละตัวจะเร่งปฏิกิริยาสำหรับผลิตภัณฑ์โปรตีนหนึ่งชนิด เอนไซม์สามารถทำให้เซลล์สมองของคุณทำงานได้เร็วขึ้นและช่วยสร้างพลังงานในการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อ พวกเขายังมีบทบาทสำคัญในระบบย่อยอาหารรวมถึงอะไมเลสที่สลายน้ำตาล, โปรตีเอสที่สลายโปรตีนและไลเปสที่สลายไขมัน เอนไซม์ทั้งหมดทำงานเมื่อสัมผัสดังนั้นเมื่อเอนไซม์ตัวใดตัวหนึ่งสัมผัสกับสารตั้งต้นที่ถูกต้องมันจะเริ่มทำงานทันที
ปฏิกิริยากับอุณหภูมิกับเอนไซม์
การชนระหว่างโมเลกุลทั้งหมดเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น นี่เป็นเพราะการเพิ่มขึ้นของความเร็วและพลังงานจลน์ที่ตามหลังการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ ด้วยความเร็วที่เร็วขึ้นจะมีเวลาระหว่างการชนน้อยลง ส่งผลให้โมเลกุลเข้าถึงพลังงานกระตุ้นซึ่งจะเป็นการเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา เมื่อโมเลกุลเคลื่อนที่เร็วขึ้นการชนกันระหว่างเอนไซม์และสารตั้งต้นก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน
อุณหภูมิที่เหมาะสม
เอนไซม์แต่ละตัวมีอุณหภูมิที่ทำงานได้ดีที่สุดซึ่งในมนุษย์อยู่ที่ประมาณ 98.6 องศาฟาเรนไฮต์ 37 องศาเซลเซียส - อุณหภูมิร่างกายปกติสำหรับมนุษย์ อย่างไรก็ตามเอนไซม์บางตัวทำงานได้ดีที่อุณหภูมิต่ำกว่าเช่น 39 องศาฟาเรนไฮต์ 4 องศาเซลเซียสและบางเอนไซม์ทำงานได้ดีที่อุณหภูมิสูงขึ้น ตัวอย่างเช่นสัตว์จากแถบอาร์กติกมีเอ็นไซม์ที่ดัดแปลงให้มีอุณหภูมิที่เหมาะสมลดลงในขณะที่สัตว์ในทะเลทรายจะมีเอ็นไซม์ที่ปรับอุณหภูมิให้สูงขึ้น ในขณะที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเพิ่มกิจกรรมของเอนไซม์และอัตราการเกิดปฏิกิริยาเอนไซม์ยังคงเป็นโปรตีนและเช่นเดียวกับโปรตีนอุณหภูมิสูงกว่า 104 องศาฟาเรนไฮต์ 40 องศาเซลเซียสจะเริ่มทำลายพวกเขา ดังนั้นปลายทั้งสองของช่วงกิจกรรมของเอนไซม์จะถูกกำหนดโดยอุณหภูมิเริ่มกิจกรรมและอุณหภูมิเริ่มที่จะทำลายโปรตีน