المحتوى
- TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
- الحركة الجزيئية ودور درجة الحرارة
- تأثير التجمد على نشاط الانزيم
- هيكل الانزيم
- الغليان وطبيعته
تعد الإنزيمات ضرورية لكل أنواع الحياة لأنها تحفز التفاعلات الكيميائية التي تحدث بطريقة بطيئة للغاية لدعم الحياة. الأهم من ذلك ، أن المعدلات التي تكون فيها الإنزيمات قادرة على تحفيز تفاعلاتها المستهدفة وقدرة الإنزيمات على الحفاظ على تركيبها تعتمد بدرجة كبيرة على درجة الحرارة. نتيجة لذلك ، يمكن أن يكون للتجميد والغليان تأثيرات كبيرة على نشاط الإنزيم.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
الغليان ينهار الانزيمات حتى لا تعمل. تحت التجمد ، يمنع التبلور الإنزيمات من العمل.
الحركة الجزيئية ودور درجة الحرارة
لفهم كيف يؤثر التجمد على نشاط الإنزيم ، من الضروري أولاً فهم تأثير درجة الحرارة على الجزيئات التي تمثل ركائز تحفيز الإنزيم. داخل الخلايا ، جزيئات الركيزة في حركة عشوائية ثابتة ، والمعروفة باسم الحركة البراونية ، نتيجة الاصطدامات بين جزيئات الركيزة وجزيئات الماء الفردية. مع زيادة درجة الحرارة ، تزداد سرعة هذه الحركة الجزيئية العشوائية أيضًا نظرًا لأن الجزيئات لديها طاقة اهتزازية أكبر في درجات حرارة أعلى. تزيد الحركة السريعة من تكرار الاصطدامات العشوائية بين الجزيئات والإنزيمات ، وهو أمر مهم لنشاط الإنزيم ، حيث تعتمد الإنزيمات على جزيئات الركيزة التي تصطدم بها قبل أن يحدث تفاعل.
تأثير التجمد على نشاط الانزيم
في درجات حرارة شديدة البرودة ، يسيطر التأثير المعاكس - تتحرك الجزيئات ببطء أكثر ، مما يقلل من تكرار تصادم الركيزة الإنزيمية وبالتالي يقلل من نشاط الإنزيم. عند نقطة التجمد ، تقل الحركة الجزيئية بشكل كبير مع حدوث التكوين الصلب ويتم قفل الجزيئات في تكوينات بلورية صلبة. داخل هذه البلورات الصلبة ، تتمتع الجزيئات بحرية حركة أقل بكثير مقارنة مع الجزيئات نفسها في ترتيب سائل. نتيجة لذلك ، تصادمات الإنزيم الركيزة نادرة للغاية بمجرد حدوث التجمد ونشاط الإنزيم يقل عن الصفر تقريبا بالتجمد.
هيكل الانزيم
على الرغم من أن ارتفاع درجة الحرارة يؤدي إلى ارتفاع معدلات نشاط الإنزيم ، إلا أن هناك حدًا أقصى لدرجة الحرارة يمكن أن تستمر فيه الإنزيمات في العمل. لفهم سبب هذا ، يجب مراعاة بنية ووظيفة الإنزيمات. الإنزيمات عبارة عن بروتينات ، مكونة من أحماض أمينية فردية يتم تجميعها معًا في بنية ثلاثية الأبعاد بواسطة روابط كيميائية بين الأحماض الأمينية. هذا الهيكل ثلاثي الأبعاد أمر حاسم لنشاط الإنزيم ، حيث يتم تكوين الإنزيمات لتشكيل "ملائمة" مادية حول ركائزها.
الغليان وطبيعته
في درجات الحرارة المحيطة بالغليان ، تبدأ الروابط الكيميائية التي تجمع بنية الإنزيمات في الانهيار. يؤدي فقدان بنية ثلاثية الأبعاد الناتجة إلى عدم تناسب الإنزيمات مع جزيئات الركيزة المستهدفة ، وتتوقف الإنزيمات تمامًا عن العمل. لا يمكن التراجع عن فقدان البنية هذا ، والمعروف باسم تمسخ الطبيعة - بمجرد تسخين الإنزيمات لدرجة أن الروابط الكيميائية التي تحافظ على بعضها معًا ، لن تتشكل تلقائيًا مرة أخرى إذا انخفضت درجات الحرارة. هذا على عكس التجمد ، الذي لا يؤثر على بنية الإنزيم - إذا زادت درجات الحرارة بعد التجمد ، فستتم استعادة نشاط الإنزيم.