Die Wirkung von hohen Temperaturen auf Enzyme

Einer der Gründe, warum die Körpertemperatur so sorgfältig kontrolliert wird, um in einem engen Bereich zu bleiben, ist, dass sie die Funktionsweise verschiedener chemischer Reaktionen beeinflusst. Temperaturänderungen können die Aktivität spezieller Proteine, die als Enzyme bezeichnet werden, beeinflussen, die für viele der lebensnotwendigen Prozesse benötigt werden.

Digitales Thermometer. (Bild: Fotodisc / Fotodisc / Getty Images)

Enzymmechanismus

Enzyme sind Proteine, die alle Organismen für chemische Veränderungen verwenden, erklärt MedLinePlus. Das Interessante an Enzymen ist, dass Enzyme zwar keine dauerhafte Veränderung in der chemischen Struktur einer Substanz bewirken können, sich jedoch nicht verändern, sodass ein Enzymmolekül wiederholt verwendet werden kann. Enzyme können zur Herstellung neuer Strukturen und zum Abbau von Verbindungen verwendet werden und sind in praktisch jeder lebenden Zelle zu finden, da die Enzymfunktion lebensnotwendig ist.

Temperatur und kinetische Energie

In gewissem Maße beschleunigen steigende Temperaturen die Geschwindigkeit, mit der Enzyme arbeiten, erklärt Worthington Biochemical Corporation. Wenn die Temperatur erhöht wird, kommen Moleküle häufiger und mit mehr Energie zusammen. Da für chemische Reaktionen eine bestimmte Energiemenge erforderlich ist, kann durch Erhöhen der Energie der an der Reaktion beteiligten Moleküle die Reaktionsgeschwindigkeit beschleunigt werden. Folglich können Enzyme bei höheren Temperaturen schneller arbeiten, jedoch nur bis zu einem bestimmten Punkt.

Temperatur und Denaturierung

Obwohl erhöhte Temperaturen Enzyme schneller wirken lassen, hört das Enzym bei zu hohen Temperaturen auf zu arbeiten. Enzyme benötigen eine sehr spezifische dreidimensionale Struktur, um richtig zu funktionieren. Wenn die Temperatur um ein Enzym zu hoch wird, verliert das Enzym seine Form, die als Denaturierung bezeichnet wird, und arbeitet nicht mehr. Die meisten Enzyme werden bei sehr hohen Temperaturen denaturiert.

Thermophiles

Eine der Ausnahmen von der allgemeinen Regel, dass sehr hohe Temperaturen zur Denaturierung von Enzymen führen, tritt bei Thermophilen auf. Thermophiles sind nach Angaben der University of Colorado Organismen, die bei sehr hohen Temperaturen leben, beispielsweise in geothermischen Quellen und im Untergrund, wo die Temperaturen heißer sein können. Diese Organismen haben Enzyme, die bei sehr hohen Temperaturen optimal funktionieren, damit die Organismen leben können.