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A temperatura desempenha um papel importante na biologia como forma de regular as reações. A atividade enzimática aumenta à medida que a temperatura aumenta e, por sua vez, aumenta a taxa da reação. Isso também significa que a atividade diminui em temperaturas mais frias. Todas as enzimas têm uma faixa de temperaturas quando ativas, mas há certas temperaturas nas quais elas funcionam de maneira ideal.
O que é uma enzima?
As enzimas são proteínas que atuam como catalisadores em uma reação bioquímica para aumentar a taxa de reação sem serem utilizadas na reação. Milhares de tipos de enzimas trabalham em seu corpo para desempenhar funções vitais, como digestão e produção de energia. As reações biológicas e químicas podem ocorrer muito lentamente e os organismos vivos usam enzimas para aumentar as taxas de reação até uma velocidade mais favorável. As enzimas têm várias regiões que podem ser ativadas por co-fatores para ativá-las e desativá-las. Os co-fatores são geralmente vitaminas consumidas através de várias fontes alimentares e abrem o local ativo da enzima. Os locais ativos são onde as reações ocorrem em uma enzima e só podem atuar sobre um substrato, que pode ser outras proteínas ou açúcares. Uma boa maneira de pensar sobre isso é um modelo de cadeado e chave. Somente uma chave pode abrir uma fechadura corretamente. Da mesma forma, apenas uma enzima pode se ligar a um substrato e fazer a reação acontecer mais rapidamente.
Tipos de enzimas
Seu corpo contém cerca de 3.000 enzimas únicas, cada uma acelerando a reação para um produto específico de proteína. As enzimas podem fazer com que as células do cérebro funcionem mais rapidamente e ajudar a gerar energia para mover os músculos. Eles também desempenham um papel importante no sistema digestivo, incluindo amilases que quebram o açúcar, proteases que quebram as proteínas e lipases que quebram a gordura. Todas as enzimas trabalham em contato; portanto, quando uma dessas enzimas entra em contato com o substrato certo, ela começa a funcionar imediatamente.
Temperatura versus reatividade enzimática
As colisões entre todas as moléculas aumentam à medida que a temperatura aumenta. Isto é devido ao aumento da velocidade e energia cinética que segue os aumentos de temperatura. Com velocidades mais rápidas, haverá menos tempo entre colisões. Isso resulta em mais moléculas atingindo a energia de ativação, o que aumenta a taxa de reações. Como as moléculas também estão se movendo mais rapidamente, as colisões entre enzimas e substratos também aumentam.
Temperatura ideal
Cada enzima tem uma temperatura na qual trabalha de maneira ideal, que em humanos é de cerca de 98,6 graus Fahrenheit, 37 graus Celsius - a temperatura normal do corpo para humanos. No entanto, algumas enzimas funcionam muito bem em temperaturas mais baixas, como 39 graus Fahrenheit, 4 graus Celsius, e algumas funcionam muito bem em temperaturas mais altas. Por exemplo, os animais do Ártico possuem enzimas adaptadas para temperaturas mais baixas, enquanto os animais em climas desérticos possuem enzimas adaptadas a temperaturas mais altas. Embora as temperaturas mais altas aumentem a atividade das enzimas e a taxa de reações, as enzimas ainda são proteínas e, como todas as proteínas, temperaturas acima de 40 graus Celsius começam a decompô-las. Portanto, as duas extremidades do intervalo de atividade de uma enzima são determinadas por qual temperatura inicia a atividade e qual temperatura começa a quebrar a proteína.