Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Energie

Hoe beïnvloeden enzymen de activeringsenergie en reactietemperatuur?

Enzymen zijn biologische katalysatoren die chemische reacties versnellen zonder tijdens het proces te worden geconsumeerd. Ze bereiken dit door de activeringsenergie van de reactie te verlagen, wat de minimale hoeveelheid energie is die nodig is om de reactie te laten optreden. Dit is hoe enzymen de activeringsenergie en reactietemperatuur beïnvloeden:

Activeringsenergie:

* Activeringsenergie verlagen: Enzymen bieden een alternatieve reactieroute met een lagere activeringsenergie. Ze doen dit door:

* reactanten samenbrengen: De actieve plaats van een enzym bindt aan specifieke reactanten (substraten), waardoor ze dichter bij elkaar zijn in de juiste oriëntatie voor een reactie.

* Stabiliserende overgangstoestanden: Enzymen kunnen ook helpen de overgangstoestand van de reactie te stabiliseren, wat de onstabiele tussenliggende vorm van de reactanten is tijdens de reactie. Dit vermindert de energiebarrière die moet worden overwonnen om de reactie door te gaan.

* resultaat: Door de activeringsenergie te verlagen, verhogen enzymen de snelheid van de reactie zonder de evenwichtspositie te wijzigen.

Reactietemperatuur:

* enzymen hebben optimale temperaturen: Elk enzym heeft een optimale temperatuur waarbij het het meest efficiënt functioneert. Bij deze temperatuur zijn de structuur van het enzym en zijn vermogen om substraten te binden op hun piek.

* Temperatuur stijgt: Het verhogen van de temperatuur verhoogt aanvankelijk de snelheid van enzym-gekatalyseerde reacties als gevolg van verhoogde kinetische energie van moleculen, wat leidt tot frequentere botsingen tussen enzym en substraat.

* Temperatuurextremen: Het overschrijden van de optimale temperatuur kan echter het enzym ontkennen, wat betekent dat het zijn 3D -structuur verliest en inactief wordt. Dit komt omdat hoge temperaturen de zwakke bindingen (zoals waterstofbruggen) kunnen doorbreken die de vorm van het enzym vasthouden.

* Temperatuur daalt: Het verlagen van de temperatuur vertraagt de reactiesnelheid naarmate moleculaire botsingen minder frequent worden.

Samenvattend:

* Enzymen afnemen De activeringsenergie van reacties, waardoor ze sneller optreden.

* Enzymen hebben een optimale temperatuur Waarop ze het beste werken.

* Hoge temperaturen kan enzymen denatureren en ze inactief maken.

* lage temperaturen Verlaag de snelheid van enzym-gekatalyseerde reacties.

Opmerking: Het specifieke effect van temperatuur op enzymactiviteit hangt ook af van het individuele enzym en de omliggende omstandigheden (bijv. PH, zoutconcentratie).