Hver biolog er kjent med profilen til prisen av en enzymatisk reaksjon mot temperatur som vist i figuren. Vi vet at enzymer fra E. coli eller varmblodige dyr har en tendens til å ha en optimal rundt 37°C, mens de fra termisk ventil bakterier har mye høyere optimal temperatur. Overraskende, finner jeg at mange biologer ikke har en forståelse av hvorfor enzymer har disse temperatur-profiler. Det er faktisk betryggende enkel.,
Kjemikere har en tommelfingerregel som 10°C økning i temperatur gir en dobling av reaksjon pris. Denne regelen er løst avledet fra Arrhenius ligningen. I utgangspunktet, når temperaturen øker, så gjør den kinetiske energien av reaktantene. Dette har økt kinetisk energi betyr at reaktantene er mer utsatt for å kollidere med nok energi til å tillate reaksjonen oppstår, så jo høyere temperatur, jo høyere reaksjon pris.,
Den første delen av reaksjon pris profil (vist med grønt), hvor prisen øker med temperaturen, følger Arrhenius ligningen. Hvis enzymet var helt stabil selv ved høye temperaturer, reaksjonshastigheten ville fortsette å øke med temperaturen til noe annet som skjedde, som en av reaktantene fordampet, for eksempel.
reaksjonshastigheten begynner å platå så fall i det gule merket delen av grafen., Dette er på grunn av temperaturen nærmer seg punktet hvor enzymet begynner å denaturering (og derfor mister aktivitet). Ved enda høyere temperaturer (mørkere gule delen) enzymet er fullt denaturert og ingen aktivitet gjenstår.
Den temperaturen som denaturering skjer er avhengig av strukturen av enzymet, som i sin tur er relatert til det er evolusjonært opphav. Dermed E., coli enzymer har utviklet for å takle temperaturer på rundt 37°C, mens enzymer fra termisk ventil bakterier har blitt tvunget til å utvikle seg på en slik måte at de kan forbli stabil ved langt høyere temperaturer (yay for PCR!).
Så et enzym som er optimal temperatur er en trade-off mellom Arrhenius-type avhengighet av temperatur (jo varmere den reaksjonen, raskere hastighet) og ustabilitet i den enzym som det nærmer seg, så når det er denaturering temperatur.
som Opprinnelig ble utgitt på oktober 11, 2007. Revidert og oppdatert den 20 Mai 2016.,
Har dette hjulpet deg? Så vær så snill å dele med nettverket.