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La température joue un rôle important en biologie en tant que moyen de réguler les réactions. L'activité enzymatique augmente à mesure que la température augmente et, à son tour, augmente la vitesse de la réaction. Cela signifie également que l'activité diminue à des températures plus froides. Toutes les enzymes ont une plage de température lorsqu'elles sont actives, mais certaines températures fonctionnent idéalement.
Qu'est-ce qu'une enzyme?
Les enzymes sont des protéines qui agissent comme catalyseurs dans une réaction biochimique pour augmenter la vitesse de réaction sans être utilisées dans la réaction. Des milliers de types d’enzymes sont à l’œuvre dans votre corps pour réaliser des fonctions vitales telles que la digestion et la production d’énergie. Les réactions biologiques et chimiques peuvent se produire très lentement et les organismes vivants utilisent des enzymes pour augmenter les vitesses de réaction jusqu'à une vitesse plus favorable. Les enzymes ont de multiples régions qui peuvent être activées par des co-facteurs pour les activer et les désactiver. Les cofacteurs sont généralement des vitamines consommées via différentes sources de nourriture et ouvrent le site actif de l'enzyme. Les sites actifs sont les endroits où les réactions ont lieu sur une enzyme et ne peuvent agir que sur un substrat, qui peut être d’autres protéines ou sucres. Un bon moyen de penser à cela est un modèle clé en main. Une seule clé peut ouvrir une serrure correctement. De même, une seule enzyme peut se lier à un substrat et accélérer la réaction.
Types d'enzymes
Votre corps contient environ 3 000 enzymes uniques, chacune accélérant la réaction pour un produit protéique spécifique. Les enzymes peuvent faire fonctionner les cellules de votre cerveau plus rapidement et aider à produire de l'énergie pour faire bouger vos muscles. Ils jouent également un rôle important dans le système digestif, notamment les amylases qui décomposent le sucre, les protéases qui décomposent les protéines et les lipases qui décomposent les graisses. Toutes les enzymes fonctionnent au contact. Ainsi, lorsqu'une de ces enzymes entre en contact avec le bon substrat, elle commence à agir immédiatement.
Réactivité Température / Enzyme
Les collisions entre toutes les molécules augmentent avec la température. Ceci est dû à l'augmentation de la vitesse et de l'énergie cinétique qui suit l'augmentation de la température. Avec des vitesses plus rapides, il y aura moins de temps entre les collisions. Cela se traduit par plus de molécules atteignant l'énergie d'activation, ce qui augmente la vitesse des réactions. Étant donné que les molécules se déplacent également plus rapidement, les collisions entre les enzymes et les substrats augmentent également.
Température optimale
Chaque enzyme a une température optimale pour fonctionner, ce qui chez l’homme est d’environ 98,6 degrés Fahrenheit, 37 degrés Celsius - la température corporelle normale pour les humains. Cependant, certaines enzymes fonctionnent très bien à des températures plus basses comme 39 degrés Fahrenheit, 4 degrés Celsius, et certaines fonctionnent très bien à des températures plus élevées. Par exemple, les animaux de l'Arctique ont des enzymes adaptées pour avoir des températures optimales inférieures, alors que les animaux des climats désertiques ont des enzymes adaptées aux températures plus élevées. Bien que les températures plus élevées augmentent l'activité des enzymes et la vitesse des réactions, les enzymes sont toujours des protéines et, comme toutes les protéines, des températures supérieures à 104 degrés Fahrenheit, 40 degrés Celsius, commenceront à les décomposer. Ainsi, les deux extrémités de la plage d'activité d'une enzyme sont déterminées par la température à laquelle l'activité débute et par la température à laquelle la protéine se décompose.