Γιατί τα ζωντανά πράγματα χρησιμοποιούν ένζυμα αντί για θερμότητα ως ενέργεια ενεργοποίησης πηγής;
1. Ειδικότητα: Τα ένζυμα είναι ιδιαίτερα ειδικοί καταλύτες. Καταλύουν μόνο συγκεκριμένες αντιδράσεις που περιλαμβάνουν συγκεκριμένα μόρια (υποστρώματα). Αυτή η εξειδίκευση είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της τάξης και τη διεξαγωγή σύνθετων μεταβολικών διεργασιών εντός των κυττάρων. Αντίθετα, η θερμότητα δεν θα αυξήσει ειδικά τον ρυθμό όλων των αντιδράσεων, οδηγώντας σε χάος και ζημιές.
2. Αποδοτικότητα: Τα ένζυμα επιταχύνουν δραματικά τις αντιδράσεις, συχνά με παράγοντα εκατομμυρίων ή ακόμη και δισεκατομμυρίων. Αυτή η απόδοση επιτρέπει την εμφάνιση βιοχημικών διεργασιών με ρυθμό συμβατή με τη ζωή. Η θερμότητα, ενώ αυξάνει τους ρυθμούς αντίδρασης, αυξάνει επίσης τον ρυθμό των ανεπιθύμητων πλευρικών αντιδράσεων και μπορεί να βλάψει τα βιολογικά μόρια.
3. Κανονισμός: Η ενεργότητα ενζύμου μπορεί να ρυθμιστεί με ακρίβεια μέσω διαφόρων μηχανισμών όπως η αλλοστερική ρύθμιση, η φωσφορυλίωση και η αναστολή της ανάδρασης. Αυτό επιτρέπει στα κύτταρα να ελέγχουν τις μεταβολικές οδούς σε απόκριση των μεταβαλλόμενων συνθηκών. Η ενεργοποίηση με βάση τη θερμότητα, ωστόσο, δεν ρυθμίζεται εύκολα.
4. Ευαισθησία θερμοκρασίας: Οι ζωντανοί οργανισμοί διατηρούν ένα σχετικά στενό εύρος θερμοκρασίας για βέλτιστη λειτουργία. Η ενεργοποίηση με βάση τη θερμότητα θα απαιτούσε σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας, ενδεχομένως να οδηγήσει σε μετουσίωση των πρωτεϊνών και άλλων βιομόρων. Τα ένζυμα, από την άλλη πλευρά, είναι ενεργά σε πολύ χαμηλότερη θερμοκρασία.
5. Διατήρηση ενέργειας: Τα ένζυμα μειώνουν την ενέργεια ενεργοποίησης που απαιτείται για τις αντιδράσεις, επιτρέποντάς τους να προχωρήσουν με ταχύτερο ρυθμό. Αυτό είναι πιο ενεργειακά αποδοτικό από την αύξηση της συνολικής θερμοκρασίας του συστήματος.
Συνοπτικά, η χρήση ενζύμων αντί της θερμότητας παρέχει ζωντανούς οργανισμούς με εξειδίκευση, αποτελεσματικότητα, ρύθμιση, σταθερότητα θερμοκρασίας και διατήρηση ενέργειας . Αυτό καθιστά τα ένζυμα την προτιμώμενη μέθοδο για την ενεργοποίηση των βιοχημικών αντιδράσεων στα ζωντανά συστήματα.
