każdy biolog zna profil szybkości reakcji enzymatycznej w stosunku do temperatury, jak pokazano na rysunku. Wiemy, że enzymy z E. coli lub zwierząt ciepłokrwistych mają zazwyczaj optymalną temperaturę około 37°C, podczas gdy te z bakterii Thermal vent mają znacznie wyższe optymalne temperatury. Zaskakujące jest to, że wielu biologów nie rozumie, dlaczego enzymy mają takie profile temperaturowe. Właściwie to jest uspokajająco proste.,
chemicy mają zasadę, że wzrost temperatury o 10°C daje podwojenie szybkości reakcji. Zasada ta jest luźno pochodną równania Arrheniusa. Zasadniczo, wraz ze wzrostem temperatury, tak samo jak energia kinetyczna reagentów. Zwiększona energia kinetyczna oznacza, że reagenty są bardziej narażone na zderzenie z wystarczającą ilością energii, aby umożliwić reakcję, więc im wyższa temperatura, tym wyższy szybkość reakcji.,
pierwsza część profilu szybkości reakcji (pokazana na Zielono), gdzie szybkość wzrasta wraz z temperaturą, jest zgodna z równaniem Arrheniusa. Gdyby enzym był całkowicie stabilny nawet w wysokich temperaturach, szybkość reakcji wzrastałaby wraz z temperaturą, dopóki nie wydarzy się coś innego, jak na przykład odparowanie jednego z reagentów.
szybkość reakcji zaczyna się plateau, a następnie spada w żółtym podświetlonym odcinku wykresu., Wynika to z temperatury zbliżającej się do punktu, w którym enzym zaczyna denaturować (a tym samym tracić aktywność). W jeszcze wyższych temperaturach (ciemniejsza żółta część) enzym jest całkowicie denaturowany i nie pozostaje żadna aktywność.
temperatura, w której następuje denaturacja, zależy od struktury enzymu, co z kolei jest związane z jego ewolucyjnym pochodzeniem. Tak Więc, E., enzymy coli ewoluowały, aby poradzić sobie z temperaturami około 37°C, podczas gdy enzymy z bakterii Thermal vent zostały zmuszone do ewolucji w taki sposób, że mogą pozostać stabilne w znacznie wyższych temperaturach(yay dla PCR!).
tak więc optymalna temperatura enzymu stanowi kompromis między zależnością typu Arrheniusa od temperatury (im gorętsza reakcja, tym szybsza szybkość) a niestabilnością enzymu w miarę zbliżania się, a następnie osiągania temperatury denaturacji.
Poprawione i zaktualizowane 20 maja 2016 r.,
czy to ci pomogło? Następnie podziel się z siecią.