एंजाइम जैविक उत्प्रेरक हैं। यानी वे जीवित जीवों में उत्पादित प्रोटीन हैं जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं में मदद करते हैं। एंजाइमों के बिना, आपके शरीर में रासायनिक प्रतिक्रियाएं इतनी तेजी से आगे नहीं बढ़ेंगी कि आप जीवित रह सकें। प्रत्येक एंजाइम में इष्टतम परिचालन स्थितियां होती हैं - ऐसा वातावरण जो उन्हें अधिकतम दक्षता पर काम करने की अनुमति देता है। एंजाइम गतिविधि को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण पर्यावरणीय मापदंडों में से एक पीएच है, जिसमें प्रत्येक एंजाइम का एक अद्वितीय इष्टतम मूल्य होता है।
सक्रियण ऊर्जा
एंजाइम को कम करके काम करते हैं सक्रियण ऊर्जा एक रासायनिक प्रतिक्रिया का। आप एक रासायनिक प्रतिक्रिया के बारे में सोच सकते हैं जैसे बीनबैग को बाल्टी में डालना, सिवाय इसके कि बीनबैग और बाल्टी के बीच 10 फुट की दीवार है। आप दीवार पर चढ़ सकते हैं और बीनबैग को बाल्टी में रख सकते हैं, लेकिन अगर आपको एंजाइम की मदद मिलती, तो दीवार 10 या 100 या 1000 के बजाय केवल 2 फीट ऊंची होती। अंतिम परिणाम वही है चाहे दीवार कितनी भी ऊंची क्यों न हो, लेकिन दीवार कम होने पर आप बाल्टी में बहुत अधिक बीनबैग रख पाएंगे। एंजाइमों के साथ भी ऐसा ही है: अंतिम रासायनिक उत्पाद एंजाइम के साथ या उसके बिना समान होता है, लेकिन एंजाइम होने पर कई और प्रतिक्रियाएं होंगी।
पीएच
हम पीएच को अम्लता का एक माप मानते हैं, जो कि यह है। सिरका थोड़ा अम्लीय होता है, इसलिए इसका पीएच लगभग 4 होता है, जबकि बेकिंग सोडा मूल होता है और इसका पीएच लगभग 8 होता है। एक तटस्थ समाधान - न तो अम्लीय और न ही मूल - का पीएच 7 है।
आणविक स्तर पर, पीएच थोड़ा अलग हो सकता है। कम पीएच का मतलब है कि एक समाधान में बहुत सारे अतिरिक्त प्रोटॉन हैं, जबकि उच्च पीएच का मतलब है कि बहुत सारे हाइड्रॉक्साइड आयन हैं - ऑक्सीजन और हाइड्रोजन एक साथ। कम पीएच पर, समाधान में प्रोटॉन के धनात्मक आवेश ऋणात्मक आवेश वाले क्षेत्रों की ओर आकर्षित होंगे, और वे कुंडी लगाएंगे। उच्च pH पर, OH आयन, जो ऋणात्मक हैं, धनात्मक आवेश की तलाश करेंगे और कुंडी लगाएंगे।
एंजाइमों
एंजाइम जटिल प्रोटीन होते हैं जो सक्रियकरण ऊर्जा को कम करने के लिए घटक परमाणुओं या अणुओं को सही तरीके से एक साथ लाते हैं। वे ऐसा करने में सक्षम हैं क्योंकि वे कैसे आकार में हैं। प्रोटीन का आकार आंशिक रूप से इसके विभिन्न भागों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, कुछ हिस्सों में थोड़ा नकारात्मक चार्ज होता है, और कुछ थोड़ा सकारात्मक होता है, इसलिए प्रोटीन के वे क्षेत्र एक दूसरे की तरफ झुकते हैं।
कम पीएच के समाधान में, अतिरिक्त सकारात्मक चार्ज प्रोटीन के नकारात्मक क्षेत्रों से जुड़ते हैं। उच्च पीएच समाधानों में, अतिरिक्त नकारात्मक चार्ज प्रोटीन के सकारात्मक क्षेत्रों पर टिके रहते हैं। जब वे कुंडी लगाते हैं, तो इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण समाप्त हो जाता है और प्रोटीन आकार बदल जाता है। चूंकि एक एंजाइम की गतिविधि उसके आकार पर निर्भर करती है, यह धीमा हो जाएगा, फिर अंततः पीएच बहुत कम या बहुत अधिक होने पर काम करना बंद कर देगा।
एंजाइम गतिविधि बनाम। पीएच
अलग-अलग पीएच वाले क्षेत्रों में विभिन्न एंजाइम कार्य करते हैं। उदाहरण के लिए, पेट के एंजाइम लगभग 2 के कम पीएच पर सबसे अच्छा काम करते हैं। लेकिन पीएच के विशिष्ट मान की परवाह किए बिना जहां एक एंजाइम सबसे अच्छा काम करता है, एंजाइम गतिविधि सबसे कम पीएच पर कम होती है और पीएच के इष्टतम मूल्य पर अधिकतम तक बढ़ जाती है। पीएच बढ़ने पर प्रतिक्रिया दर घट जाती है। इष्टतम के आसपास एक संकीर्ण सीमा के भीतर, एंजाइम अपनी गतिविधि को ठीक कर सकता है यदि पीएच को इष्टतम पर वापस कर दिया जाए। लेकिन उस सीमा के बाहर, एंजाइम का आकार इतना विकृत हो जाएगा कि वह सामान्य स्थिति में वापस नहीं आ सकता।