varje biolog är bekant med profilen för graden av en enzymatisk reaktion mot temperatur som visas i figuren. Vi vet att enzymer från E. coli eller varmblodiga djur tenderar att ha ett optimalt runt 37°C, medan de från termiska ventilationsbakterier har mycket högre optimala temperaturer. Överraskande finner jag att många biologer inte har ett grepp om varför enzymer har dessa temperaturprofiler. Det är faktiskt lugnande enkelt.,
kemister har en tumregel att en temperaturökning på 10°C ger en fördubbling av reaktionshastigheten. Denna regel är löst härledd från Arrhenius-ekvationen. I grund och botten, när temperaturen ökar, så gör reaktanternas kinetiska energi. Denna ökade kinetisk energi innebär att reaktanterna är mer benägna att kollidera med tillräckligt med energi för att tillåta reaktionen att inträffa, så ju högre temperaturen desto högre reaktionshastigheten.,
den första delen av reaktionshastighetsprofilen (visas i grönt), där hastigheten ökar med temperaturen, följer Arrhenius-ekvationen. Om enzymet var helt stabilt även vid höga temperaturer, skulle reaktionshastigheten fortsätta att öka med temperaturen tills något annat hände, som en av reaktanterna förångas, till exempel.
reaktionshastigheten börjar platå och faller sedan i den gula markerade delen av grafen., Detta beror på att temperaturen närmar sig den punkt där enzymet börjar denature (och förlorar därför aktivitet). Vid ännu högre temperaturer (den mörkare gula sektionen) enzymet är helt denaturerad och ingen aktivitet kvarstår.
temperaturen vid vilken denaturering sker är beroende av enzymets struktur, som i sin tur är relaterad till dess evolutionära ursprung. Således E., coli-enzymer har utvecklats för att klara temperaturer på cirka 37 ° C, medan enzymer från termiska ventilationsbakterier har tvingats utvecklas på ett sådant sätt att de kan förbli stabila vid mycket högre temperaturer (yay för PCR!).
så ett enzym optimal temperatur är en avvägning mellan Arrhenius-typ beroende av temperatur (ju varmare reaktionen desto snabbare hastigheten) och instabiliteten hos enzymet när det närmar sig, når sedan, det är denatureringstemperatur.
publicerades ursprungligen den 11 oktober 2007. Reviderad och uppdaterad den 20 maj 2016.,
har detta hjälpt dig? Vänligen dela med ditt nätverk.