Η επίδραση των υψηλών θερμοκρασιών στα ένζυμα

Ένας από τους λόγους για τους οποίους η θερμοκρασία του σώματος ελέγχεται τόσο προσεκτικά ώστε να παραμείνει σε στενό εύρος είναι ότι επηρεάζει το πώς λειτουργούν οι διαφορετικές χημικές αντιδράσεις. Οι αλλαγές στη θερμοκρασία μπορούν να επηρεάσουν τη δραστηριότητα των ειδικών πρωτεϊνών που είναι γνωστές ως ένζυμα, οι οποίες απαιτούνται για πολλές από τις διαδικασίες που είναι απαραίτητες για τη ζωή.

Βίντεο της Ημέρας

Μηχανισμός Ενζύμων

Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες που όλοι οι οργανισμοί χρησιμοποιούν για να προκαλέσουν χημικές αλλαγές, εξηγεί το MedLinePlus. Ένα από τα ενδιαφέροντα πράγματα για τα ένζυμα είναι ότι αν και μπορούν να προκαλέσουν μια μόνιμη αλλαγή στη χημική δομή μιας ουσίας, τα ίδια τα ένζυμα δεν αλλάζουν, πράγμα που σημαίνει ότι ένα μόριο ενζύμου μπορεί να χρησιμοποιηθεί επανειλημμένα. Τα ένζυμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να δημιουργήσουν νέες δομές και να διασπαστούν ενώσεις και μπορούν να βρεθούν σε σχεδόν κάθε ζωντανό κύτταρο επειδή η ενζυμική λειτουργία είναι απαραίτητη για τη ζωή.

Θερμοκρασία και Κινητική Ενέργεια

Σε ορισμένο βαθμό, οι αυξανόμενες θερμοκρασίες επιταχύνουν τον ρυθμό με τον οποίο λειτουργούν τα ένζυμα, εξηγεί η Worthington Biochemical Corporation. Όταν η θερμοκρασία είναι αυξημένη, τα μόρια συναντώνται πιο συχνά και με μεγαλύτερη ενέργεια. Επειδή οι χημικές αντιδράσεις χρειάζονται μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας, η αύξηση της ενέργειας των μορίων που εμπλέκονται στην αντίδραση μπορεί να επιταχύνει το ρυθμό με τον οποίο συμβαίνει η αντίδραση. Κατά συνέπεια, τα ένζυμα είναι σε θέση να λειτουργούν πιο γρήγορα σε υψηλότερες θερμοκρασίες, αλλά μόνο σε ένα συγκεκριμένο σημείο.

Αν και οι αυξημένες θερμοκρασίες μπορούν να προκαλέσουν την ταχύτερη λειτουργία των ενζύμων, αν η θερμοκρασία γίνει πολύ υψηλή, το ένζυμο σταματά να λειτουργεί. Τα ένζυμα βασίζονται στην ύπαρξη μιας πολύ συγκεκριμένης τρισδιάστατης δομής που να λειτουργεί σωστά. Εάν η θερμοκρασία γύρω από ένα ένζυμο γίνει πολύ υψηλή, το ένζυμο χάνει το σχήμα του, το οποίο είναι γνωστό ως μετουσίωση και παύει να λειτουργεί. Τα περισσότερα ένζυμα θα μετουσιώνονται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες.

Θερμόφιλα

Μία από τις εξαιρέσεις από τον γενικό κανόνα ότι οι πολύ υψηλές θερμοκρασίες προκαλούν μετουσίωση ενζύμων συμβαίνουν με θερμοφιλείς. Τα θερμοφιλικά, σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, είναι οργανισμοί που ζουν σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες, όπως σε γεωθερμικές πηγές και υπόγεια, όπου η θερμοκρασία μπορεί να είναι θερμότερη. Αυτοί οι οργανισμοί έχουν ένζυμα που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν άριστα σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες για να επιτρέψουν στους οργανισμούς να ζήσουν.