温度は、反応を調節する方法として、生物学において重要な役割を果たします。温度が上がると酵素の活性が高まり、反応速度が速くなります。これは、気温が低いほど活動が低下することも意味します。すべての酵素には、活性化する温度の範囲がありますが、最適に機能する特定の温度があります.
酵素とは
酵素は、生化学反応において触媒として作用し、反応に使い尽くされることなく反応速度を速めるタンパク質です。消化やエネルギー生産などの重要な機能を実行するために、何千種類もの酵素が体内で働いています。生物学的および化学的反応は非常にゆっくりと発生する可能性があり、生物は酵素を使用して反応速度をより好ましい速度に上げます.酵素には複数の領域があり、補因子によって活性化されてオンとオフを切り替えることができます。補因子は通常、さまざまな食物源から消費されるビタミンであり、酵素の活性部位を開きます.活性部位は、酵素で反応が起こる場所であり、他のタンパク質や糖などの 1 つの基質にのみ作用することができます。これについて考える良い方法は、錠と鍵のモデルです。ロックを正しく開くことができるキーは 1 つだけです。同様に、1 つの酵素だけが基質に結合して、反応をより速く行うことができます。
酵素の種類
あなたの体には約 3,000 のユニークな酵素が含まれており、それぞれが 1 つの特定のタンパク質生成物の反応を加速させます。酵素は脳細胞の働きを速め、筋肉を動かすためのエネルギーを作るのに役立ちます。また、糖を分解するアミラーゼ、タンパク質を分解するプロテアーゼ、脂肪を分解するリパーゼなど、消化器系でも大きな役割を果たしています。すべての酵素は接触して機能するため、これらの酵素の 1 つが適切な基質と接触すると、すぐに機能し始めます。
温度 vs. 酵素反応性
温度が上昇すると、すべての分子間の衝突が増加します。これは、温度上昇に伴う速度と運動エネルギーの増加によるものです。速度が速いほど、衝突間の時間が短くなります。これにより、より多くの分子が活性化エネルギーに到達し、反応速度が向上します。分子もより速く動くため、酵素と基質間の衝突も増加します。
最適温度
各酵素には最適に機能する温度があり、人間の場合、その温度は華氏 98.6 度、摂氏 37 度 (人間の通常の体温) です。ただし、一部の酵素は、華氏 39 度、摂氏 4 度などの低温で非常にうまく機能し、一部は高温で非常にうまく機能します.たとえば、北極の動物は、より低い最適温度に適応した酵素を持っていますが、砂漠気候の動物は、より高い温度に適応した酵素を持っています.より高い温度は酵素の活性と反応速度を増加させますが、酵素は依然としてタンパク質であり、すべてのタンパク質と同様に、華氏104度（摂氏40度）を超える温度はそれらを分解し始めます.したがって、酵素の活性範囲の両端は、どの温度で活性が開始され、どの温度でタンパク質が分解され始めるかによって決まります。
