मानव पेट एंजाइम गतिविधि के लिए इष्टतम पीएच क्या है?

सभी एंजाइमों की एक निश्चित पीएच सीमा होती है जिस पर वे सबसे अच्छा काम करते हैं। एक एंजाइम एक प्रोटीन होता है जो अमीनो एसिड नामक अणुओं से बना होता है, और इन अमीनो एसिड में ऐसे क्षेत्र होते हैं जो पीएच के प्रति संवेदनशील होते हैं। पीएच स्केल परिभाषित करता है कि एक समाधान कितना अम्लीय या बुनियादी है, जिसमें कम पीएच अम्लीय और उच्च पीएच बुनियादी है। मानव पेट में 2 का पीएच होता है, और पेट में काम करने वाले एंजाइम उस पीएच स्तर पर कार्य करने के लिए अनुकूलित होते हैं।

जब हम खाने-पीने की चीजों को निगलते हैं तो उनके साथ बैक्टीरिया भी आ जाते हैं। हमारा शरीर पेट में बैक्टीरिया को मारकर खुद को संक्रमण से बचाने में सक्षम होता है। 2 के पीएच पर, पेट के गैस्ट्रिक रस हमारे द्वारा निगले जाने वाले बैक्टीरिया को मारने के लिए पर्याप्त अम्लीय होते हैं। कोशिकाएं जो पेट को लाइन करती हैं - पार्श्विका कोशिकाएं कहलाती हैं - हाइड्रोक्लोरिक एसिड या एचसीएल का स्राव करती हैं, और यह एसिड गैस्ट्रिक जूस को उनका कम पीएच देता है। एचसीएल भोजन को पचाता नहीं है, लेकिन यह बैक्टीरिया को मारता है, मांस में संयोजी ऊतक को तोड़ने में मदद करता है, और पेप्सिन, पेट के पाचन एंजाइम को सक्रिय करता है।

मुख्य कोशिकाएं, जो पेट को भी लाइन करती हैं, पेप्सिनोजेन नामक एक प्रो-एंजाइम का उत्पादन करती हैं। जब पेप्सिनोजेन पेट के अम्लीय वातावरण से संपर्क करता है, तो यह खुद को सक्रिय करने के लिए एक प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करता है और पेप्सिन नामक सक्रिय एंजाइम बन जाता है। पेप्सिन एक प्रोटीज या एंजाइम है जो प्रोटीन में रासायनिक बंधनों को तोड़ता है। भोजन में पाए जाने वाले प्रोटीन में नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के बीच रासायनिक बंधन को तोड़ने के लिए पेप्सिन अपने एक अमीनो एसिड पर कार्बोक्जिलिक एसिड समूह का उपयोग करता है।

पीएच 2 पर पेप्सिन के सर्वोत्तम कार्य करने का कारण यह है कि एंजाइम की सक्रिय साइट में अमीनो एसिड पर कार्बोक्जिलिक एसिड समूह अपनी प्रोटोनेटेड अवस्था में होना चाहिए, जिसका अर्थ हाइड्रोजन परमाणु से बंधा होना चाहिए। कम पीएच पर कार्बोक्जिलिक एसिड समूह को प्रोटॉन किया जाता है, जो इसे रासायनिक बंधनों को तोड़ने की रासायनिक प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने की अनुमति देता है। पीएच मान 2 से अधिक होने पर, कार्बोक्जिलिक एसिड अवक्षेपित हो जाता है और इस प्रकार रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेने में असमर्थ हो जाता है। पेप्सिन पीएच 2 पर सबसे अधिक सक्रिय होता है, इसकी गतिविधि उच्च पीएच पर घट जाती है और पीएच 6.5 या उससे अधिक पर पूरी तरह से गिर जाती है। सामान्य तौर पर, एंजाइम गतिविधि पीएच के प्रति संवेदनशील होती है क्योंकि एंजाइम का उत्प्रेरक समूह - पेप्सिन के मामले में, कार्बोक्जिलिक एसिड समूह - या तो प्रोटोनेटेड या अवक्षेपित होगा, और यह राज्य निर्धारित करता है कि वह किसी रसायन में भाग ले सकता है या नहीं प्रतिक्रिया।

पेट में पाचन के बाद, भोजन पाइलोरिक स्फिंक्टर के माध्यम से छोटी आंत के ग्रहणी में बाहर निकलता है, जहां पीएच बहुत अधिक होता है। इस वातावरण में पेप्सिन निष्क्रिय हो जाता है क्योंकि हाइड्रोजन परमाणुओं की सांद्रता कम होती है। एंजाइम सक्रिय साइट में पेप्सिन के कार्बोक्जिलिक एसिड पर हाइड्रोजन को हटा दिया जाता है, और एंजाइम निष्क्रिय हो जाता है। पेप्सिन द्वारा उत्प्रेरित रासायनिक प्रतिक्रिया एक प्रोटोनेटेड कार्बोक्जिलिक एसिड की उपस्थिति पर निर्भर करती है, इसलिए एंजाइम की गतिविधि उस घोल के पीएच पर अत्यधिक निर्भर होती है। कम पीएच उच्च गतिविधि की ओर जाता है और उच्च पीएच बहुत कम या कोई गतिविधि नहीं देता है।