Une augmentation de la température accroît l'énergie cinétique des molécules impliquées dans une réaction catalysée par une enzyme. Le taux de réaction augmente. En règle générale, pour chaque augmentation de température de 10 degrés C, la vitesse de réaction est multipliée par 1,5 à 2,5. Toutefois, lorsque la température dépasse 40 degrés C, les liaisons au sein de l'enzyme commencent à se rompre. Une exposition prolongée à des températures élevées entraîne une dénaturation enzymatique et une perte d'activité.
Les enzymes des mammifères fonctionnent de manière optimale à une température d'environ 37 degrés C.
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