Садржај
- ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
- Молекуларно кретање и улога температуре
- Утицај замрзавања на активност ензима
- Структура ензима
- Врела и денатурација
Ензими су критични за читав живот јер катализирају хемијске реакције које би се иначе одвијале прелако да би подржале живот. Оно што је посебно важно, брзина којом ензими могу да катализују своје циљне реакције и способност ензима да одржавају своју структуру веома зависе од температуре. Као резултат тога, замрзавање и врење могу имати значајне ефекте на активност ензима.
ТЛ; ДР (Предуго; нисам прочитао)
Врелиште разграђује ензиме тако да више не функционишу. Испод замрзавања кристализација спречава деловање ензима.
Молекуларно кретање и улога температуре
Да бисмо разумели како замрзавање утиче на активност ензима, прво је потребно разумети утицај температуре на молекуле који су супстрати ензимске катализе. Унутар ћелија, молекули супстрата су у сталном насумичном кретању, познатом као Бровново кретање, као резултат судара између молекула супстрата и појединих молекула воде. Како температура расте, повећава се и брзина овог случајног молекуларног покрета јер молекули имају више вибрационе енергије на вишим температурама. Брже кретање повећава учесталост насумичних судара између молекула и ензима, што је важно за активност ензима, јер ензими зависе од њихових молекула супстрата који се сударају у њих пре него што дође до реакције.
Утицај замрзавања на активност ензима
На врло хладним температурама доминира супротан ефекат - молекули се крећу спорије, смањујући учесталост судара ензим-супстрат и самим тим смањујући активност ензима. У тренутку замрзавања молекуларно кретање се драстично смањује како настаје чврста формација и молекули се закључавају у круте кристалне формације. Унутар ових чврстих кристала, молекули имају далеко мању слободу кретања у поређењу са истим молекулима у течном распореду. Као резултат, судари ензима и супстрата су изузетно ретки када се догоди замрзавање и активност ензима је готово нула испод замрзавања.
Структура ензима
Иако повећање температуре резултира вишим стопама активности ензима, постоји горња граница температуре на којој ензими могу наставити да функционишу. Да бисмо схватили зашто је то случај, морамо размотрити структуру и функцију ензима. Ензими су протеини састављени од појединачних аминокиселина које се држе заједно у тродимензионалној структури хемијским везама између аминокиселина. Ова тродимензионална структура је критична за активност ензима, јер су ензими структурирани тако да формирају физички "фит" око својих супстрата.
Врела и денатурација
На температурама око кључања, хемијске везе које држе заједно структуру ензима почињу да се распадају. Резултирајући губитак тродимензионалне структуре узрокује да ензими више не одговарају њиховим циљним молекулама супстрата, а ензими у потпуности престају да функционишу. Овај губитак структуре, познат као денатурација, неповратан је - једном када се ензими загреју толико да се хемијске везе које их држе заједно распадају, неће се спонтано поново формирати ако се температуре смање. Ово је за разлику од смрзавања, што не утиче на структуру ензима - ако се температуре повећају након замрзавања, активност ензима ће се вратити.