cada biólogo está familiarizado con el perfil de la velocidad de una reacción enzimática frente a la temperatura como se muestra en la figura. Sabemos que las enzimas de E. coli o animales de sangre caliente tienden a tener un óptimo alrededor de 37°C, mientras que las de bacterias de ventilación térmica tienen temperaturas óptimas mucho más altas. Sorprendentemente, encuentro que muchos biólogos no entienden por qué las enzimas tienen estos perfiles de temperatura. En realidad es tranquilizadoramente simple.,
Los químicos tienen una regla de oro que un aumento de 10°C En la temperatura da una duplicación de la velocidad de reacción. Esta regla se deriva libremente de la ecuación de Arrhenius. Básicamente, a medida que aumenta la temperatura, también lo hace la energía cinética de los reactivos. Este aumento de la energía cinética significa que los reactivos son más propensos a chocar con suficiente energía para permitir que ocurra la reacción, por lo que cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la velocidad de reacción.,
la primera parte del perfil de velocidad de reacción (que se muestra en verde), donde la velocidad aumenta con la temperatura, sigue la ecuación de Arrhenius. Si la enzima era completamente estable incluso a altas temperaturas, la velocidad de reacción continuaría aumentando con la temperatura hasta que sucediera algo más, como la evaporación de uno de los reactivos, por ejemplo.
la velocidad de reacción comienza a estabilizarse y luego cae en la sección resaltada en amarillo del gráfico., Esto se debe a que la temperatura se acerca al punto en el que la enzima comienza a desnaturalizarse (y por lo tanto pierde actividad). A temperaturas aún más altas (la sección amarilla más oscura) la enzima está completamente desnaturalizada y no queda actividad.
la temperatura a la que se produce la desnaturalización depende de la estructura de la enzima, que a su vez está relacionada con su origen evolutivo. Así, E., las enzimas coli han evolucionado para hacer frente a temperaturas de alrededor de 37 ° C, mientras que las enzimas de las bacterias de ventilación térmica se han visto obligadas a evolucionar de tal manera que pueden permanecer estables a temperaturas mucho más altas (¡yay para PCR!).
por lo tanto, la temperatura óptima de una enzima es un equilibrio entre la dependencia del tipo Arrhenius de la temperatura (cuanto más caliente sea la reacción, más rápida será la velocidad) y la inestabilidad de la enzima a medida que se aproxima, luego alcanza, su temperatura de desnaturalización.
publicado originalmente el 11 de octubre de 2007. Revisado y actualizado el 20 de mayo de 2016.,
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