Ett enzym är ett mycket komplext protein som fungerar som en katalysator för reaktioner. En katalysator är ett ämne som ökar hastigheten för en kemisk reaktion utan att förbrukas av själva reaktionen. Enzymer är kritiska för livet och finns överallt i naturen. Eftersom enzymer har en mycket specifik tredimensionell struktur kan förändringar i förhållanden som temperatur och pH påverka deras effektivitet.
Denaturering
Den tredimensionella strukturen hos ett enzym bildar det aktiva stället, eller affärsändan av enzymet , där reaktionskatalys äger rum. Förändringar i detta aktiva ställe kan påverkas av faktorer som pH eller temperatur och enzymets effektivitet kommer därför att minska när optimala förhållanden inte är närvarande. När enzymet tappar sin form kallas det denaturering.
Aminosyrasidokedjor
Aminosyrorna som utgör proteiner, och därför enzymer, består av en central kolatom, en väteatom, en aminogrupp, en karboxylsyragrupp och en ” R” grupp. R-gruppen kallas också en sidokedja. Sidokedjan eller R-gruppen är ett specifikt arrangemang av atomer som gör den aminosyran unik och kan uppträda som en svag syra eller bas i lösning och har ett specifikt joniseringstillstånd. Detta joniseringstillstånd påverkar enzymets struktur.
Effekt av pH
Alla enzymer har ett optimalt pH vid vilket de fungerar bäst. pH tillåter enzymet att anta en viss konformation som lämpar sig för formen av enzymets aktiva plats. När det aktiva stället har rätt form kan det effektivt binda till ett substrat, eller utgångsmaterialet för reaktionen, och katalysera reaktionen. Det aktiva stället är ett resultat av en specifik konformation av enzymets aminosyrasidokedjor, som bildar svaga associationer med varandra på grund av deras joniseringstillstånd och bildar den resulterande specifika tredimensionella strukturen av enzymet. Utan rätt pH kommer denna tredimensionella struktur inte att bildas ordentligt. Biokemiska buffertar i levande system kan hålla enzymet inom sitt optimala pH-område.
Temperaturpåverkan
Temperaturen påverkar också den tredimensionella strukturen hos enzymer. Varje enzym har ett optimalt temperaturintervall inom vilket det fungerar bäst. En temperatur som är för hög kommer att denaturera strukturen av enzymet, ändra formen på dess aktiva plats så att det inte effektivt kan katalysera en reaktion. En temperatur som är för låg kommer inte att ge tillräckligt med energi till systemet för att reaktionen ska fortskrida med maximal hastighet.
