NộI Dung
Nhiệt độ đóng một vai trò quan trọng trong sinh học như một cách để điều chỉnh các phản ứng. Hoạt tính của enzyme tăng lên khi nhiệt độ tăng, và đến lượt nó làm tăng tốc độ phản ứng. Điều này cũng có nghĩa là hoạt động giảm ở nhiệt độ lạnh hơn. Tất cả các enzyme có một phạm vi nhiệt độ khi chúng hoạt động, nhưng có một số nhiệt độ nhất định nơi chúng hoạt động tối ưu.
Enzyme là gì?
Enzyme là các protein đóng vai trò là chất xúc tác trong phản ứng sinh hóa để tăng tốc độ phản ứng mà không bị sử dụng hết trong phản ứng. Hàng ngàn loại enzyme đang hoạt động trong cơ thể bạn để thực hiện các chức năng quan trọng như tiêu hóa và sản xuất năng lượng. Phản ứng sinh học và hóa học có thể xảy ra rất chậm và các sinh vật sống sử dụng enzyme để tăng tốc độ phản ứng lên đến tốc độ thuận lợi hơn. Enzyme có nhiều vùng có thể được kích hoạt bởi các yếu tố để bật và tắt chúng. Các yếu tố đồng thường là vitamin được tiêu thụ thông qua các nguồn thực phẩm khác nhau và mở ra vị trí hoạt động trên enzyme. Vị trí hoạt động là nơi các phản ứng diễn ra trên một enzyme và chỉ có thể hoạt động trên một chất nền, có thể là các protein hoặc đường khác. Một cách tốt để suy nghĩ về điều này là một mô hình khóa và chìa khóa. Chỉ một phím có thể mở khóa chính xác. Tương tự, chỉ có một enzyme có thể gắn vào chất nền và làm cho phản ứng xảy ra nhanh hơn.
Các loại enzyme
Cơ thể của bạn chứa khoảng 3.000 enzyme độc đáo, mỗi loại tăng tốc phản ứng cho một sản phẩm protein cụ thể. Enzyme có thể làm cho các tế bào não của bạn hoạt động nhanh hơn và giúp tạo ra năng lượng để di chuyển cơ bắp của bạn. Chúng cũng đóng một vai trò lớn trong hệ thống tiêu hóa, bao gồm amylase phân hủy đường, protease phá vỡ protein và lipase phân hủy chất béo. Tất cả các enzyme hoạt động khi tiếp xúc, vì vậy khi một trong những enzyme này tiếp xúc với chất nền phù hợp, nó bắt đầu hoạt động ngay lập tức.
Nhiệt độ so với phản ứng enzyme
Va chạm giữa tất cả các phân tử tăng khi nhiệt độ tăng. Điều này là do sự gia tăng vận tốc và động năng theo sau sự gia tăng nhiệt độ. Với vận tốc nhanh hơn, sẽ có ít thời gian hơn giữa các va chạm. Điều này dẫn đến nhiều phân tử đạt năng lượng kích hoạt, làm tăng tốc độ của các phản ứng. Vì các phân tử cũng đang di chuyển nhanh hơn, sự va chạm giữa các enzyme và cơ chất cũng tăng lên.
Nhiệt độ tối ưu
Mỗi enzyme có nhiệt độ hoạt động tối ưu, ở người là khoảng 98,6 độ F, 37 độ C - nhiệt độ cơ thể bình thường đối với con người. Tuy nhiên, một số enzyme hoạt động thực sự tốt ở nhiệt độ thấp hơn như 39 độ F, 4 độ C và một số enzyme hoạt động thực sự tốt ở nhiệt độ cao hơn. Ví dụ, động vật từ Bắc Cực có các enzyme thích nghi để có nhiệt độ tối ưu thấp hơn trong khi động vật ở vùng khí hậu sa mạc có enzyme thích nghi với nhiệt độ cao hơn. Mặc dù nhiệt độ cao hơn làm tăng hoạt động của enzyme và tốc độ phản ứng, enzyme vẫn là protein và như với tất cả các protein, nhiệt độ trên 104 độ F, 40 độ C, sẽ bắt đầu phá vỡ chúng. Vì vậy, hai đầu của phạm vi hoạt động của một enzyme được xác định bởi nhiệt độ nào bắt đầu hoạt động và nhiệt độ nào bắt đầu phá vỡ protein.