גרף קצב הפעילות האנזימטית כתלות בטמפרטורה נראה כמו גבעה אחת, וקל להסיק שמדובר בגורם אחד שעולה ואז יורד. זו הטעות המרכזית בסעיף הזה: שני צדי הגבעה נובעים משני מנגנונים שונים לחלוטין, ובבגרות בודקים בדיוק את היכולת להפריד ביניהם.

הענף העולה. חימום מגדיל את האֶנֶרְגְּיָה הַקִּינֵטִית (kinetic energy) של מולקולות האנזים והסובסטרט. מכאן שרשרת ברורה: אנרגיה קינטית גבוהה יותר ← תנועה מהירה יותר בתמיסה ← יותר התנגשויות בין אנזים לסובסטרט ביחידת זמן, וגם שיעור גבוה יותר של התנגשויות בעלות אנרגיה מספקת ← יותר מולקולות של קוֹמְפְּלֶקְס אֶנְזִים־סוּבְּסְטְרָט (enzyme-substrate complex) הנוצרות בשנייה ← עלייה בקצב התגובה. אצבע מדידה מקובלת: בטווח שמתחת לאופטימום, כל עלייה של 10°C מכפילה בקירוב את הקצב. חשוב מכול — בענף הזה מולקולת האנזים עצמה אינה משתנה כלל. מספר מולקולות האנזים התקינות זהה; הן פשוט נפגשות עם הסובסטרט לעיתים קרובות יותר.

הפסגה. הטֶמְפֶּרָטוּרָה הָאוֹפְּטִימָלִית (optimum temperature) היא הטמפרטורה שבה הקצב מרבי, כלומר הנקודה שבה הרווח מהאנרגיה הקינטית מתקזז בדיוק מול תחילת אובדן המבנה. ברוב האנזימים בגוף האדם היא סביב 37°C. אין בכך הכרח פיזיקלי: אנזים הפולימראז Taq, מן החיידק Thermus aquaticus החי במעיינות חמים ונמנה עם התֶּרְמוֹפִילִים (thermophiles), מגיע לפעילות מרבית בטווח 75–80°C, וזמן מחצית החיים שלו ב-95°C הוא כ-40 דקות. ההבדל אינו "הרגל" של האנזים אלא תוצאה מבנית: רצף חומצות האמינו שלו יוצר קיפול המיוצב במספר גדול יותר של קשרים, ולכן נדרשת אנרגיה רבה יותר כדי לפרום אותו.

הענף היורד. מעל האופטימום התנודות התרמיות חזקות מכוח האחיזה של הקשרים המייצבים. מכאן: תנודות תרמיות חזקות ← ניתוק קשרי מימן, קשרים יוניים ואינטראקציות הידרופוביות ← פרימת המבנה השלישוני, כלומר דֶּנָטוּרַצְיָה (denaturation) ← עיוות האתר הפעיל ← ירידה במספר מולקולות האנזים המסוגלות לקשור סובסטרט ← צניחה בקצב עד אפס. שימו לב להבדל המהותי: בענף העולה משתנה מהירות העבודה של כל מולקולה, ובענף היורד משתנה מספר המולקולות שעדיין מסוגלות לעבוד.

למה העקומה אינה סימטרית. שלוש סיבות מצטברות. ראשית, מטבע השינוי שונה: הכפלת קצב לכל 10°C היא עלייה מתונה הנפרשת על פני עשרות מעלות, ואילו איבוד מולקולות פעילות מוריד את הקצב באופן ישיר ומהיר. שנית, הדנטורציה היא תהליך מתגלגל: ברגע שחלק מן הקיפול נפתח, האזורים ההידרופוביים שנחשפו מערערים את יציבות שאר המולקולה והפרימה מאיצה את עצמה, ובנוסף שרשרות פרומות נצמדות זו לזו ואינן חוזרות למאגר הפעיל. שלישית, קיים הבדל בהפיכות: הענף העולה הפיך לחלוטין, וקירור מחזיר מיד את הקצב הקודם, ואילו הענף היורד ברובו בלתי הפיך. התוצאה הגרפית היא עלייה מתונה לאורך טווח רחב וצניחה חדה על פני מעלות ספורות, ולכן הפסגה נראית "דחוקה" לצד ימין של העקומה ולא במרכזה.

מה תפקיד המיטוכונדריון בתא?