Các axit amin, khi kết hợp với nhau thành các chuỗi polipeptit lớn, đóng vai trò là thành phần xây dựng của cơ và protein. Ở khoảng 37ºC, các chuỗi polipeptit này cho phép cơ thể thực hiện cả các quá trình vĩ mô, như cử động tay và chân, và các quá trình vi mô, như tăng tốc độ phản ứng hóa học. Một loại protein đặc biệt được gọi là enzyme hỗ trợ kết hợp các chất phản ứng để tạo ra sản phẩm bằng cách đẩy nhanh tốc độ phản ứng theo một trong ba cách.

- Cách đầu tiên: các enzym làm tăng tốc độ phản ứng bằng cách giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng. Điều này được thực hiện bằng cách cân bằng axit amin tích điện dương với axit amin tích điện âm, tạo ra một môi trường trung hòa về điện. Quá trình này được gọi là tương tác tĩnh điện.

- Một cách khác các enzym làm tăng tốc độ phản ứng là thông qua việc sử dụng các axit amin không tích điện, chẳng hạn như valine và isoleucine, trong một quá trình được gọi là tương tác Van de Van. Trong tương tác Van de Van, các axit amin không mang điện trở nên phân cực tạm thời, tương tự như phân cực vĩnh viễn của axit amin tích điện dương và âm. Sự tương tác này mang các axit amin không tích điện lại với nhau để ổn định các chất phản ứng.

- Cách cuối cùng: các enzym làm tăng tốc độ phản ứng là chia sẻ các điện tử trong nguyên tử hydro của nó với nitơ, oxy hoặc flo trên các phân tử chất phản ứng để giữ chúng tại trung tâm hoạt động. Trung tâm hoạt động là một phần của enzyme nơi các phân tử liên kết vào và thực hiện phản ứng hóa học.

Enzyme được cấu trúc để hoạt động trong các bộ phận cụ thể của cơ thể tùy thuộc vào chức năng của chúng. Ví dụ, một loại enzyme trong dạ dày chịu trách nhiệm phân hủy thức ăn sẽ hoạt động hiệu quả nhất ở độ pH thấp trong khi một loại enzyme trong ruột non chịu trách nhiệm hấp thụ thức ăn sẽ hoạt động hiệu quả nhất ở độ pH cao. Một số enzym, chẳng hạn như những enzym có chức năng trong máu, hoạt động tốt nhất ở pH trung gian. Một số enzym hoạt động tốt hơn ở nhiệt độ thấp hơn trong khi những enzym khác yêu cầu nhiệt độ cao hơn. Tất cả các enzym đều có mối tương quan theo cấp số nhân giữa tốc độ phản ứng của chúng với pH và nhiệt độ, có nghĩa là chúng hoạt động tốt nhất trong độ pH và nhiệt độ hẹp. Đồ thị tốc độ phản ứng của bốn enzym ở các độ pH và nhiệt độ khác nhau được trình bày dưới đây.

Dựa vào đồ thị, loại enzyme nào hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ khắc nghiệt?

ĐGNL ĐHQG TP.HCM - Vấn đề thuộc lĩnh vực sinh học - Bài tập phân tích số liệu môn sinh học