elke bioloog is bekend met het profiel van de snelheid van een enzymatische reactie versus de temperatuur zoals weergegeven in de figuur. We weten dat enzymen van E. coli of warmbloedige dieren de neiging hebben om een optimum rond 37°C, terwijl die van thermische ontluchtingsbacteriën veel hogere optimale temperaturen hebben. Verrassend genoeg merk ik dat veel biologen geen idee hebben waarom enzymen deze temperatuurprofielen hebben. Eigenlijk is het geruststellend eenvoudig.,
chemici hebben een vuistregel dat een temperatuurstijging van 10°C een verdubbeling van de reactiesnelheid geeft. Deze regel is losjes afgeleid van de Arrhenius vergelijking. In principe, als de temperatuur stijgt, doet de kinetische energie van de reactanten dat ook. Deze verhoogde kinetische energie betekent dat de reactanten meer kans hebben om te botsen met genoeg energie om de reactie te laten plaatsvinden, dus hoe hoger de temperatuur, hoe hoger de reactiesnelheid.,
het eerste deel van het reactiesnelheidsprofiel (weergegeven in groen), waarbij de snelheid toeneemt met de temperatuur, volgt de Arrhenius-vergelijking. Als het enzym zelfs bij hoge temperaturen volledig stabiel was, zou de reactiesnelheid blijven stijgen met de temperatuur totdat er iets anders gebeurde, zoals bijvoorbeeld een van de reagentia verdampte.
de reactiesnelheid begint te dalen en daalt dan in het geel gemarkeerde gedeelte van de grafiek., Dit komt door de temperatuur die het punt nadert waarop het enzym begint te denatureren (en dus activiteit verliest). Bij nog hogere temperaturen (het donkerdere gele gedeelte) is het enzym volledig gedenatureerd en blijft er geen activiteit over.
De temperatuur waarbij denaturatie plaatsvindt is afhankelijk van de structuur van het enzym, dat op zijn beurt gerelateerd is aan zijn evolutionaire oorsprong. Aldus E., coli-enzymen zijn geëvolueerd om temperaturen van rond de 37°C aan te kunnen, terwijl enzymen van thermische ontluchtingsbacteriën zo zijn geëvolueerd dat ze stabiel kunnen blijven bij veel hogere temperaturen (yay voor PCR!).de optimale temperatuur van een enzym is dus een afweging tussen de afhankelijkheid van de temperatuur van het Arrhenius-type (hoe heter de reactie, hoe sneller de snelheid) en de instabiliteit van het enzym wanneer het de denaturatietemperatuur nadert en bereikt.
oorspronkelijk gepubliceerd op 11 oktober 2007. Herzien en bijgewerkt op 20 mei 2016.,
heeft dit u geholpen? Dan kunt u delen met uw netwerk.