Os cientistas ainda estão se esforçando para entender os detalhes intrincados das moléculas complexas de proteínas que permitem processos biológicos essenciais. Essas moléculas, conhecidas como enzimas, funcionam como catalisadores para inúmeras reações biológicas. Sem enzimas, a maioria dessas reações não ocorreria com rapidez suficiente para sustentar a vida. As enzimas são projetadas para operar em um ambiente específico. O calor excessivo, juntamente com várias outras condições, pode prejudicar seriamente a atividade enzimática.
As reações da vida

As reações biológicas fornecem energia e moléculas especializadas que mantêm a vida de um organismo. Todas as reações, no entanto, não podem ocorrer até que uma certa quantidade de energia estimule as moléculas reagentes. Essa energia é conhecida como energia de ativação da reação. A energia disponível em ambientes biológicos geralmente é insuficiente para estimular um número adequado de reações, mas as enzimas compensam essa insuficiência. Alterando a maneira pela qual as moléculas reagentes interagem umas com as outras, as enzimas reduzem a energia de ativação e permitem que as reações ocorram muito mais rapidamente.
Alteradas pelo calor

As enzimas são moléculas especializadas em proteínas, o que significa que compartilham o mesmo estrutura básica de uma proteína: tipos específicos de aminoácidos ligados entre si em uma sequência específica. As enzimas em geral têm estruturas tridimensionais complexas que determinam suas características funcionais detalhadas. Se essa estrutura mudar, a enzima se torna menos eficaz em seu papel de diminuir a energia de ativação. Uma fonte comum de mudança estrutural é o calor. Temperaturas quentes tendem a aumentar a atividade enzimática, aumentando a energia cinética associada ao movimento molecular aleatório, mas quando a temperatura se torna excessiva, as enzimas sofrem deterioração estrutural que inibe a atividade enzimática.
Moléculas em Movimento

A interrupção de um A estrutura cuidadosamente projetada da enzima é conhecida como desnaturação. Esse processo geralmente é desejável: algumas proteínas alimentares, por exemplo, são mais fáceis de digerir após serem desnaturadas pelo cozimento. A alta temperatura é uma causa comum de desnaturação. À medida que a temperatura aumenta, o movimento molecular aleatório se torna mais energético. Eventualmente, o movimento molecular se torna tão enérgico que as moléculas interrompem as ligações entre os inúmeros aminoácidos que determinam a estrutura natural da enzima. A enzima não é destruída, mas suas características estruturais essenciais foram alteradas. Em proteínas complexas como enzimas, a desnaturação é quase sempre irreversível.
Uma enzima sem substrato

Uma molécula reagente intacta, ou substrato, que se liga a uma enzima no início de uma reação enzimática é essencial para corrigir funcionamento da enzima. A desnaturação de um substrato causa alterações estruturais que dificultam ou impossibilitam o seu encaixe na estrutura altamente específica da enzima. As enzimas são altamente específicas, o que significa que suas estruturas complexas garantem que elas possam se conectar apenas a um tipo de molécula ou a um grupo de moléculas intimamente relacionadas.