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बायोलॉजी में तापमान प्रतिक्रियाओं को विनियमित करने के लिए एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। तापमान बढ़ने पर एंजाइम गतिविधि बढ़ जाती है, और बदले में प्रतिक्रिया की दर बढ़ जाती है। यह भी मतलब है कि ठंडा तापमान पर गतिविधि घट जाती है। सभी एंजाइमों के सक्रिय होने पर तापमान की एक सीमा होती है, लेकिन कुछ निश्चित तापमान होते हैं जहां वे आशा से काम करते हैं।
एक एंजाइम क्या है?
एंजाइम प्रोटीन होते हैं जो प्रतिक्रिया में उपयोग किए बिना प्रतिक्रिया की दर को बढ़ाने के लिए एक जैव रासायनिक प्रतिक्रिया में उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। पाचन और ऊर्जा उत्पादन जैसे महत्वपूर्ण कार्यों को करने के लिए हजारों प्रकार के एंजाइम आपके शरीर में काम करते हैं। जैविक और रासायनिक प्रतिक्रियाएं बहुत धीरे-धीरे हो सकती हैं और जीवित जीव अधिक अनुकूल गति तक प्रतिक्रिया दरों को टक्कर देने के लिए एंजाइम का उपयोग करते हैं। एंजाइमों में कई क्षेत्र होते हैं जिन्हें सह-कारकों द्वारा सक्रिय किया जा सकता है ताकि वे चालू और बंद हो सकें। सह-कारक आमतौर पर विभिन्न खाद्य स्रोतों के माध्यम से भस्म विटामिन होते हैं और एंजाइम पर सक्रिय साइट खोलते हैं। सक्रिय साइटें हैं जहां प्रतिक्रियाएं एक एंजाइम पर होती हैं और केवल एक सब्सट्रेट पर कार्य कर सकती हैं, जो अन्य प्रोटीन या शर्करा हो सकती हैं। इस बारे में सोचने का एक अच्छा तरीका लॉक-एंड-की मॉडल है। केवल एक कुंजी सही ढंग से लॉक खोल सकती है। इसी तरह, केवल एक एंजाइम एक सब्सट्रेट से जुड़ सकता है और प्रतिक्रिया तेजी से हो सकती है।
एंजाइमों के प्रकार
आपके शरीर में लगभग 3,000 अद्वितीय एंजाइम होते हैं, प्रत्येक एक विशिष्ट प्रोटीन उत्पाद के लिए प्रतिक्रिया को तेज करता है। एंजाइम आपके मस्तिष्क की कोशिकाओं को तेजी से काम कर सकते हैं और आपकी मांसपेशियों को स्थानांतरित करने के लिए ऊर्जा बनाने में मदद कर सकते हैं। वे पाचन तंत्र में भी एक बड़ी भूमिका निभाते हैं, जिसमें अमाइलिसिस शामिल हैं जो चीनी को तोड़ते हैं, प्रोटीज जो प्रोटीन को तोड़ते हैं, और वसा को तोड़ने वाले लिपिड। सभी एंजाइम संपर्क पर काम करते हैं, इसलिए जब इनमें से एक एंजाइम सही सब्सट्रेट के संपर्क में आता है, तो यह तुरंत काम करना शुरू कर देता है।
तापमान बनाम एंजाइम प्रतिक्रियाशीलता
तापमान बढ़ने के साथ सभी अणुओं के बीच टकराव बढ़ता है। यह तापमान बढ़ने के बाद वेग और गतिज ऊर्जा में वृद्धि के कारण है। तेजी से वेग के साथ, टकरावों के बीच कम समय होगा। इससे सक्रियण ऊर्जा तक अधिक अणु पहुंचते हैं, जिससे प्रतिक्रियाओं की दर बढ़ जाती है। चूंकि अणु भी तेजी से आगे बढ़ रहे हैं, एंजाइमों और सब्सट्रेट के बीच टकराव भी बढ़ता है।
इष्टतम तापमान
प्रत्येक एंजाइम में एक तापमान होता है जो कि इसमें उत्कृष्ट रूप से काम करता है, जो मनुष्यों में लगभग 98.6 डिग्री फ़ारेनहाइट, 37 डिग्री सेल्सियस - मनुष्यों के लिए सामान्य शरीर का तापमान है। हालांकि, कुछ एंजाइम 39 डिग्री फ़ारेनहाइट, 4 डिग्री सेल्सियस जैसे कम तापमान पर वास्तव में अच्छी तरह से काम करते हैं, और कुछ उच्च तापमान पर वास्तव में अच्छी तरह से काम करते हैं। उदाहरण के लिए, आर्कटिक के जानवरों के पास कम इष्टतम तापमान होने के लिए अनुकूलित एंजाइम हैं, जबकि रेगिस्तानी जलवायु में जानवरों के पास उच्च तापमान के लिए अनुकूल एंजाइम होते हैं। जबकि उच्च तापमान एंजाइमों की गतिविधि में वृद्धि करते हैं और प्रतिक्रियाओं की दर, एंजाइम अभी भी प्रोटीन हैं, और सभी प्रोटीनों के साथ, 104 डिग्री फ़ारेनहाइट से ऊपर तापमान, 40 डिग्री सेल्सियस, उन्हें तोड़ने के लिए शुरू हो जाएगा। तो, एक एंजाइम के लिए गतिविधि सीमा के दो छोर यह निर्धारित करते हैं कि कौन सा तापमान गतिविधि शुरू करता है और कौन सा तापमान प्रोटीन को तोड़ने लगता है।