Para ilmuwan masih berjuang untuk memahami perincian rumit dari molekul protein kompleks yang memungkinkan proses biologis esensial. Molekul-molekul ini, yang dikenal sebagai enzim, berfungsi sebagai katalis untuk berbagai reaksi biologis. Tanpa enzim, sebagian besar reaksi ini tidak akan terjadi cukup cepat untuk menopang kehidupan. Enzim dirancang untuk beroperasi dalam lingkungan tertentu. Panas yang berlebihan, bersama dengan berbagai kondisi lainnya, dapat mengganggu aktivitas enzim secara serius.
Reaksi Kehidupan
Reaksi biologis menyediakan energi dan molekul khusus yang mempertahankan kehidupan suatu organisme. Semua reaksi, bagaimanapun, tidak dapat terjadi sampai sejumlah energi merangsang molekul reaktan. Energi ini dikenal sebagai energi aktivasi reaksi. Energi yang tersedia di lingkungan biologis seringkali tidak cukup untuk merangsang sejumlah reaksi yang memadai, tetapi enzim mengkompensasi kekurangan ini. Dengan mengubah cara molekul reaktan berinteraksi satu sama lain, enzim menurunkan energi aktivasi dan memungkinkan reaksi terjadi jauh lebih cepat.
Diubah oleh Panas
Enzim adalah molekul protein khusus, yang berarti bahwa mereka berbagi struktur dasar protein: jenis asam amino tertentu yang dihubungkan bersama dalam urutan tertentu. Enzim pada umumnya memiliki struktur tiga dimensi yang kompleks yang menentukan karakteristik fungsionalnya yang terperinci. Jika struktur ini berubah, enzim menjadi kurang efektif dalam perannya menurunkan energi aktivasi. Salah satu sumber umum dari perubahan struktural adalah panas. Suhu hangat cenderung meningkatkan aktivitas enzimatik dengan meningkatkan energi kinetik yang terkait dengan gerakan molekul acak, tetapi ketika suhu menjadi berlebihan, enzim mengalami kerusakan struktural yang menghambat aktivitas enzimatik.
Molekul dalam Gerakan
Gangguan struktur enzim yang dirancang dengan hati-hati dikenal sebagai denaturasi. Proses ini sering diinginkan: beberapa protein makanan, misalnya, lebih mudah dicerna setelah didenaturasi dengan memasak. Suhu tinggi adalah penyebab umum denaturasi. Saat suhu meningkat, gerakan molekul acak menjadi lebih energik. Akhirnya, gerakan molekuler menjadi sangat energik sehingga molekul-molekul tersebut mengganggu ikatan antara banyak asam amino yang menentukan struktur alami enzim. Enzim tidak dihancurkan, tetapi karakteristik struktural esensialnya telah diubah. Dalam protein kompleks seperti enzim, denaturasi hampir selalu ireversibel.
Enzim Tanpa Substrat
Molekul reaktan utuh, atau substrat, yang menempel pada enzim pada awal reaksi enzimatik sangat penting untuk memperbaiki fungsi enzim. Denaturasi substrat menyebabkan perubahan struktural yang membuatnya sulit atau tidak mungkin untuk masuk ke dalam struktur enzim yang sangat spesifik. Enzim sangat spesifik, artinya strukturnya yang rumit memastikan bahwa enzim hanya dapat menempel pada satu jenis molekul atau sekelompok molekul yang terkait erat.
Jupiterimages/Photos.com/Getty Images
