Содержание
- Что такое фермент?
- Типы ферментов
- Температура против ферментативной реактивности
- Оптимальная температура
Температура играет важную роль в биологии как способ регулирования реакций. Активность фермента возрастает с повышением температуры и, в свою очередь, увеличивает скорость реакции. Это также означает, что активность снижается при более низких температурах. Все ферменты имеют диапазон температур, когда они активны, но есть определенные температуры, где они работают оптимально.
Что такое фермент?
Ферменты - это белки, которые действуют как катализаторы в биохимической реакции, чтобы увеличить скорость реакции, не будучи использованными в реакции. Тысячи типов ферментов работают в вашем теле, чтобы выполнять жизненно важные функции, такие как пищеварение и производство энергии. Биологические и химические реакции могут происходить очень медленно, и живые организмы используют ферменты для увеличения скорости реакции до более благоприятной скорости. Ферменты имеют несколько областей, которые могут быть активированы кофакторами для их включения и выключения. Кофакторами обычно являются витамины, которые потребляются через различные источники пищи и открывают активный сайт на фермент. Активные сайты - это места, где реакции происходят на ферменте и могут действовать только на один субстрат, которым могут быть другие белки или сахара. Хороший способ думать об этом - это модель с замком и ключом. Только один ключ может открыть замок правильно. Точно так же только один фермент может присоединиться к субстрату и ускорить реакцию.
Типы ферментов
Ваше тело содержит около 3000 уникальных ферментов, каждый из которых ускоряет реакцию на один конкретный белковый продукт. Ферменты могут заставить ваши клетки мозга работать быстрее и помочь энергии двигать вашими мышцами. Они также играют большую роль в пищеварительной системе, включая амилазы, расщепляющие сахар, протеазы, расщепляющие белок, и липазы, расщепляющие жир. Все ферменты работают при контакте, поэтому, когда один из этих ферментов вступает в контакт с правильным субстратом, он начинает работать немедленно.
Температура против ферментативной реактивности
Столкновения между всеми молекулами возрастают с ростом температуры. Это связано с увеличением скорости и кинетической энергии, которая следует за повышением температуры. При более высоких скоростях между столкновениями будет меньше времени. Это приводит к тому, что большее количество молекул достигает энергии активации, что увеличивает скорость реакций. Поскольку молекулы также движутся быстрее, столкновения между ферментами и субстратами также увеличиваются.
Оптимальная температура
Каждый фермент имеет оптимальную температуру, при которой у человека он составляет около 98,6 градусов по Фаренгейту, 37 градусов по Цельсию - нормальная температура тела для людей. Тем не менее, некоторые ферменты действительно хорошо работают при более низких температурах, таких как 39 градусов по Фаренгейту, 4 градуса Цельсия, а некоторые работают очень хорошо при более высоких температурах. Например, животные из Арктики имеют ферменты, адаптированные для более низких оптимальных температур, в то время как животные в пустынном климате имеют ферменты, адаптированные к более высоким температурам. В то время как более высокие температуры действительно увеличивают активность ферментов и скорость реакций, ферменты все еще являются белками, и, как и для всех белков, температура выше 104 градусов по Фаренгейту, 40 градусов по Цельсию, начнет их разрушать. Таким образом, два конца диапазона активности для фермента определяются тем, какая температура начинает активность и какая температура начинает расщеплять белок.