Rata reacțiilor chimice depinde de temperatură, astfel încât reacțiile catalizate de enzime sunt de asemenea sensibile la schimbările de temperatură. Aceasta a constatat că rata de cele mai multe reacții chimice crește de la două până la patru ori pe măsură ce temperatura crește la 10 ° C și, invers, scade de două ori cu scăderea temperaturii la 10 ° C Această cifră se numește coeficient de temperatură Q10. Cu toate acestea, din cauza naturii Denaturarea termică proteic al enzimei la temperaturi mai mari va reduce concentrația efectivă a enzimei cu reducerea corespunzătoare a vitezei de reacție. Astfel, la o temperatură care să nu depășească 45-50 ° C, viteza de reacție este crescută conform teoriei cineticii chimice. La temperaturi de peste 50 ° C, viteza de reacție începe să exercite o influență mare Denaturarea termică a proteinei enzimei care duce la o încetare completă a procesului de fermentație.
și - creșterea vitezei de reacție ca funcție de temperatură;
b - reducerea vitezei de reacție ca funcție de denaturare a proteinei enzimă (săgeata indică temperatura optimă)
Figura 2 - Dependența vitezei de reacție catalizată de enzimă de temperatură
Cele mai multe enzime prezintă activitate într-un interval de temperatură foarte îngustă, undeva la 40-50 ° C pentru organismele animale și 40-60 ° C pentru organismele plantelor în aceste condiții, viteza de reacție se datorează creșterii în energia cinetică maximă a moleculelor care reacționează. La temperaturi scăzute (0 ° C și mai jos), enzime, de obicei, nu colaps, cu toate că activitatea lor scade aproape de zero. Fiecare enzimă are o temperatură optimă.
Trebuie remarcat faptul că enzima termolabilității influențează timpul de expunere, concentrația de substrat, pH-ul mediului, precum starea enzimei. Forma cristalină mai termic enzime stabile.
Influența aciditate
Cel mai important factor care influențează activitatea enzimelor, este reacția mediului. Într-o celulă în același timp prezent o sută de enzime diferite, fiecare enzimă este cel mai activ la un anumit interval îngust de pH, numit pH optim. PH enzimelor individuale optima difera. De exemplu, activitatea maximă a pepsinei catalizează clivajul proteinei, se observă la pH 1,5-2,0, în timp ce arginase, care determină scindarea arginina de aminoacizi, - la pH 9,5-9,9. Odată cu trecerea de la valoarea optimă de pH în mediu acid sau alcalin al activității enzimei scade încet la început, apoi rapid, și de multe ori o astfel de inactivare curând devine ireversibil (Fig. 3).
PH-ul optim al majorității enzimelor este în slab acid la mediul de reacție neutră.
Tabelul 2 - Valorile pH optim pentru anumite enzime
V - a vitezei reacției
Figura 3 - Dependența ratei de mediu de reacție biochimică pH
Conform opiniilor actuale, efectul pH-ului modificărilor medii per moleculă de enzimă este expusă la starea și gradul de ionizare a grupărilor acide și bazice (în particular, COOH-grupe de aminoacizi dicarboxilici, SH-grup de cisteină, -Grupuri NH2 ale lizinei, etc.). În schimburi ascuțite de pH-ul optim al mediului poate fi supus la enzimă modificări conformaționale care duc la pierderea activității datorate Denaturarea sau modificarea taxei a moleculei enzimei. La schimbarea raportului optim de pH rupt ionizabil nu grupări ionizabile (corespunzând enzima cea mai activă) care afectează structura terțiară a proteinei și structura centrului activ. Mai mult, concentrația de [H +] afectează ionizarea ionizare a substratului și cofactor, care influențează debitul reacției.
Viteza reacției enzimatice depinde de cantitatea de enzimă în mediu. Când suficient substrat mediu, enzimatice crește viteza de reacție, în mod proporțional cu cantitatea de enzimă. Grafic, arată după cum urmează (Figura 4.):
Rata de reacție a V-
C este concentrația de enzimă
Figura 4 - Dependența vitezei de reacție de concentrația enzimei
Această relație este valabilă numai în anumite condiții, de exemplu, într-o primă etapă a reacției enzimatice, deoarece Pe parcursul acestei perioade nu există practic nici o reacție, iar concentrația produsului este insuficientă pentru reversibilitatea reacției. Este în acest caz, rata de reacție (mai precis, viteza de reacție inițială) va fi proporțională cu concentrația enzimei.
Rata reacției enzimatice este foarte dependentă de concentrația substratului în mediu. La concentrații scăzute de substrat crește viteza de reacție în mod proporțional cu concentrația sa. Cu toate acestea, deoarece concentrația acestei proporționalitate este rupt, toate crește rata de reacție lent. Satureaza substratul enzimatic, moleculele enzimatice sunt sub formă de ES (saturație completă), viteza de reacție devine maximă (Vm). Evident, cu jumătate saturată (adică, atunci când jumătate din moleculele enzimei este in forma ES) viteza de reacție este ½Vm. Aceasta este o caracteristică mai de reacții enzimatice, nu sunt tipice reacției apărând în absența enzimelor. Dacă încă mai continua să ridice concentrația de substrat, viteza de reacție atinge un nivel constant, ea devine o constantă, independentă de concentrația substratului. În aceste condiții, limitarea vitezei reacției enzimatice factorului devine concentrația enzimei în mediu.
Studierea influenței concentrației substratului asupra ratei de reacții enzimatice care dau L. Michaelis și Menten creează teoria de bază a enzimei kinetiki.Oni adus ecuația clasică care descrie relația hiperbolice în coordonate V [S]; cu creșterea concentrației substratului tinde la viteza asimetrici Vm:
Una dintre principalele concluzii ale acestei teorii este stabilirea constanta Michaelis, a căror reprezentare grafică este prezentată în figura 5. În cazul în care viteza de reacție la concentrații ridicate de substrat, atinge o valoare maximă Vm. concentrația substratului [S], unde V = Vm / 2, se numește constanta Michaelis Km. și anume Km = [S]. Astfel, constanta Michaelis egală cu concentrația substratului (mol / l), la care viteza de reacție enzimatică este maximă la jumătate.
Valori mai mici de Km înseamnă că cataliză enzimatică este mai intensă.