Kandungan
- TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
- Pergerakan Molekul dan Peranan Suhu
- Kesan Pembekuan Aktiviti Enzim
- Struktur Enzim
- Mendidih dan denaturation
Enzim adalah kritikal untuk semua kehidupan kerana mereka memangkin tindak balas kimia yang akan berlaku terlalu perlahan untuk menyokong kehidupan. Yang penting, kadar di mana enzim dapat memangkin tindak balas sasaran mereka dan keupayaan enzim untuk mengekalkan strukturnya sangat bergantung kepada suhu. Akibatnya, beku dan mendidih boleh memberi kesan yang signifikan terhadap aktiviti enzim.
TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
Mencucuk memecahkan enzim supaya mereka tidak berfungsi lagi. Di bawah beku, penghabluran menghalang enzim dari berfungsi.
Pergerakan Molekul dan Peranan Suhu
Untuk memahami bagaimana beku mempengaruhi aktiviti enzim, pertama sekali perlu memahami kesan suhu pada molekul yang merupakan substrat untuk pemangkinan enzim. Di dalam sel, molekul substrat berada dalam gerakan rawak yang berterusan, yang dikenali sebagai gerakan Brownian, sebagai akibat perlanggaran antara molekul substrat dan molekul air individu. Apabila suhu meningkat, kelajuan pergerakan molekul rawak ini bertambah baik kerana molekul mempunyai tenaga yang lebih banyak pada suhu yang lebih tinggi. Pergerakan yang lebih pantas meningkatkan frekuensi perlanggaran rawak antara molekul dan enzim, yang penting untuk aktiviti enzim kerana enzim bergantung kepada molekul substrat mereka bertabrakan ke dalamnya sebelum tindak balas boleh berlaku.
Kesan Pembekuan Aktiviti Enzim
Pada suhu yang sangat sejuk, kesan bertentangan menguasai - molekul bergerak dengan lebih perlahan, mengurangkan kekerapan enzim-tabrakan tabrakan dan oleh itu menurunkan aktiviti enzim. Pada titik pembekuan, gerakan molekul menurun secara mendadak apabila pembentukan pepejal berlaku dan molekul dikunci menjadi pembentukan kristal yang tegar. Di dalam kristal pepejal ini, molekul mempunyai kebebasan bergerak yang jauh lebih kecil berbanding molekul yang sama dalam susunan cecair. Akibatnya, perlanggaran enzim-substrat sangat jarang berlaku apabila pembekuan berlaku dan aktiviti enzim hampir nol di bawah beku.
Struktur Enzim
Walaupun peningkatan suhu menghasilkan kadar enzim yang lebih tinggi, terdapat had suhu di mana enzim dapat terus berfungsi. Untuk memahami mengapa ini berlaku, struktur dan fungsi enzim mesti dipertimbangkan. Enzim adalah protein, terdiri daripada asid amino individu yang dipegang bersama dalam struktur tiga dimensi oleh ikatan kimia antara asid amino. Struktur tiga dimensi ini adalah penting untuk aktiviti enzim, kerana enzim berstruktur untuk membentuk "fit" fizikal di sekeliling substrat mereka.
Mendidih dan denaturation
Pada suhu di sekitar mendidih, ikatan kimia yang menyatukan struktur enzim mula pecah. Kehilangan struktur tiga dimensi menyebabkan enzim tidak lagi sesuai dengan molekul substrat sasaran mereka, dan enzim sepenuhnya berhenti berfungsi. Kerugian struktur ini, yang dikenali sebagai denaturation, tidak dapat dipulihkan - sekali enzim dipanaskan begitu banyak sehingga ikatan kimia memegang mereka bersama-sama memecah, mereka tidak akan secara spontan membentuk semula jika suhu berkurangan. Ini tidak seperti pembekuan, yang tidak menjejaskan struktur enzim - jika suhu meningkat selepas pembekuan, aktiviti enzim akan dipulihkan.