İçerik
Sıcaklık, biyolojide reaksiyonları düzenlemenin bir yolu olarak önemli bir rol oynar. Enzim aktivitesi, sıcaklık arttıkça artar ve sırayla reaksiyon hızını arttırır. Bu aynı zamanda daha düşük sıcaklıklarda aktivitenin azaldığı anlamına gelir. Tüm enzimler aktif olduklarında çeşitli sıcaklıklara sahiptir, ancak en iyi çalıştıkları belli sıcaklıklar vardır.
Enzim nedir?
Enzimler, reaksiyonda kullanılmadan reaksiyon hızını arttırmak için biyokimyasal reaksiyonda katalizör görevi gören proteinlerdir. Sindirim ve enerji üretimi gibi hayati fonksiyonları yerine getirmek için vücudunuzda binlerce tür enzim iş başındadır. Biyolojik ve kimyasal reaksiyonlar çok yavaş gerçekleşebilir ve canlı organizmalar reaksiyon hızlarını daha uygun bir hıza çıkarmak için enzimler kullanır. Enzimler, onları açmak ve kapatmak için ortak faktörler tarafından aktifleştirilebilen birden fazla bölgeye sahiptir. Ko-faktörler genellikle çeşitli besin kaynaklarından tüketilen vitaminlerdir ve enzim üzerinde aktif bölgeyi açarlar. Aktif bölgeler, bir enzim üzerinde reaksiyonların meydana geldiği yerlerdir ve diğer proteinler veya şekerler olabilen sadece bir substrat üzerinde etkili olabilirler. Bunu düşünmenin iyi bir yolu kilit ve anahtar modeldir. Yalnızca bir anahtar bir kilidi doğru açabilir. Benzer şekilde, yalnızca bir enzim bir substrata bağlanabilir ve reaksiyonun daha hızlı gerçekleşmesini sağlayabilir.
Enzim Çeşitleri
Vücudunuz, her biri belirli bir protein ürünü için reaksiyonu hızlandıran 3.000 civarında eşsiz enzim içerir. Enzimler, beyin hücrelerinin daha hızlı çalışmasını sağlayabilir ve kaslarınızı hareket ettirmek için enerji üretmenize yardımcı olabilir. Ayrıca, şekeri parçalayan amilazlar, proteini parçalayan proteazlar ve yağları parçalayan lipazlar dahil olmak üzere sindirim sisteminde büyük bir rol oynarlar. Tüm enzimler temasta çalışır, bu yüzden bu enzimlerden biri doğru substrat ile temas ettiğinde hemen çalışmaya başlar.
Sıcaklık - Enzim Reaktivitesi
Tüm moleküller arasındaki çarpışmalar sıcaklık arttıkça artar. Bu, sıcaklık artışlarını izleyen hızdaki ve kinetik enerjideki artıştan kaynaklanmaktadır. Daha hızlı hızlarda çarpışmalar arasında daha az zaman olacaktır. Bu, reaksiyonların hızını artıran aktivasyon enerjisine ulaşan daha fazla molekülle sonuçlanır. Moleküller de daha hızlı hareket ettiğinden, enzimler ve substratlar arasındaki çarpışmalar da artar.
Optimum Sıcaklık
Her enzim, insanlarda normal vücut sıcaklığı olan insanlarda yaklaşık 98.6 derece Fahrenheit, 37 derece santigrat olan, optimum şekilde çalıştığı bir sıcaklığa sahiptir. Bununla birlikte, bazı enzimler 39 derece Fahrenheit, 4 derece Santigrat gibi düşük sıcaklıklarda gerçekten iyi çalışıyor, bazıları ise yüksek sıcaklıklarda gerçekten iyi çalışıyor. Örneğin, Kuzey Kutbu'ndan gelen hayvanlar daha düşük optimum sıcaklıklara adapte edilmiş enzimlere sahipken, çöl iklimlerindeki hayvanlar daha yüksek sıcaklıklara adapte edilmiş enzimlere sahiptir. Yüksek sıcaklıklar enzimlerin aktivitesini ve reaksiyon oranını arttırırken, enzimler hala proteinlerdir ve tüm proteinlerde olduğu gibi, 104 derece Fahrenheit, 40 derece Santigrat üzerindeki sıcaklıklar onları parçalamaya başlayacaktır. Bu nedenle, bir enzim için aktivite aralığının iki ucu, aktivitenin hangi sıcaklığın başladığına ve hangi sıcaklığın proteini parçalamaya başladığına göre belirlenir.