Temperatuur speelt een belangrijke rol in de biologie als een manier om reacties te reguleren. Enzymactiviteit neemt toe als de temperatuur toeneemt, en verhoogt op zijn beurt de snelheid van de reactie. Dit betekent ook dat de activiteit afneemt bij lagere temperaturen. Alle enzymen hebben een bereik van temperaturen wanneer ze actief zijn, maar er zijn bepaalde temperaturen waar ze optimaal werken.

Wat is een enzym?

Enzymen zijn eiwitten die werken als katalysatoren in een biochemische reactie om de reactiesnelheid te verhogen zonder te worden opgebruikt in de reactie. Duizenden soorten enzymen werken in uw lichaam om vitale functies zoals de spijsvertering en energieproductie uit te voeren. Biologische en chemische reacties kunnen zeer langzaam plaatsvinden en levende organismen gebruiken enzymen om reactiesnelheid te verhogen tot een gunstigere snelheid. Enzymen hebben meerdere regio's die kunnen worden geactiveerd door co-factoren om ze in en uit te schakelen. De co-factoren zijn meestal vitaminen die worden geconsumeerd via verschillende voedselbronnen en stellen de actieve plaats op het enzym open. Actieve sites zijn waar reacties op een enzym plaatsvinden en slechts op één substraat kunnen werken, wat andere eiwitten of suikers kan zijn. Een goede manier om hierover na te denken is een lock-en-key-model. Slechts één sleutel kan een slot correct openen. Evenzo kan slechts één enzym zich hechten aan een substraat en de reactie sneller laten plaatsvinden.

Typen enzymen

Je lichaam bevat ongeveer 3.000 unieke enzymen, die elk de reactie voor één specifiek eiwitproduct versnellen . Enzymen kunnen uw hersencellen sneller laten werken en helpen energie te maken om uw spieren te bewegen. Ze spelen ook een grote rol in het spijsverteringsstelsel, waaronder amylases die suiker afbreken, proteasen die eiwitten afbreken en lipasen die vet afbreken. Alle enzymen werken op contact, dus wanneer een van deze enzymen in contact komt met het juiste substraat, begint het meteen te werken.

Temperatuur versus enzymreactiviteit

Botsingen tussen alle moleculen nemen toe als temperatuur toeneemt. Dit komt door de toename in snelheid en kinetische energie die volgt op temperatuurstijgingen. Bij hogere snelheden is er minder tijd tussen botsingen. Dit resulteert in meer moleculen die de activeringsenergie bereiken, waardoor de reactiesnelheid toeneemt. Omdat de moleculen ook sneller bewegen, nemen botsingen tussen enzymen en substraten ook toe.

Optimale temperatuur

Elk enzym heeft een temperatuur waarbij het optimaal werkt, wat bij mensen rond de 98,6 graden Fahrenheit is, 37 graden Celsius - de normale lichaamstemperatuur voor mensen. Sommige enzymen werken echter heel goed bij lagere temperaturen zoals 39 graden Fahrenheit, 4 graden Celsius en sommige werken heel goed bij hogere temperaturen. Dieren uit het noordpoolgebied hebben bijvoorbeeld enzymen die zijn aangepast om lagere optimale temperaturen te hebben, terwijl dieren in woestijnklimaten enzymen hebben die zijn aangepast aan hogere temperaturen. Hoewel hogere temperaturen de activiteit van enzymen en de snelheid van reacties verhogen, zijn enzymen nog steeds eiwitten, en zoals bij alle eiwitten, zullen temperaturen boven 104 graden Fahrenheit, 40 graden Celsius, beginnen af ​​te breken. Dus, de twee uiteinden van het activiteitsbereik voor een enzym worden bepaald door de temperatuur die de activiteit start en welke temperatuur het eiwit begint af te breken.