Quando si tratta di reazioni chimiche, gli enzimi sono attori chiave. Queste proteine specializzate guidano le reazioni e controllano la velocità con cui procedono. Alcune condizioni come il pH influiscono sulla forma dell'enzima e determinano il funzionamento dell'enzima.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
Strutture chimiche elaborate chiamate enzimi controllano la stragrande maggioranza delle reazioni chimiche all'interno degli esseri viventi. In quanto tali, gli enzimi hanno un'incredibile diversità nella forma e nella funzione. Ogni singolo enzima ha un pH ottimale specifico. Al di fuori del loro intervallo di pH ideale, gli enzimi possono rallentare o smettere di funzionare del tutto.
Che cos'è un enzima?
Gli enzimi sono una classe di proteine. Ciò significa che le catene di amminoacidi formano le loro strutture di base. A seconda dell'enzima specifico, i vari amminoacidi interagiscono tra loro e la ambiente circostante - compreso il pH, che fa piegare o arricciare le catene in complessi into strutture. Queste strutture accelerano le reazioni chimiche afferrando le sostanze chimiche e mettendole insieme o rompendole. Gli esseri viventi usano questi enzimi per controllare la velocità delle reazioni chimiche. Poiché gli enzimi sono costituiti da amminoacidi, i cambiamenti nel pH alterano il comportamento di questi singoli elementi costitutivi.
Effetti chimici del pH
La scala del pH misura quanto è acido o basico un campione, che a sua volta descrive la quantità di idrogeno o idrossido ionico in un campione. Le variazioni del pH causano la ionizzazione degli atomi e delle molecole componenti gli amminoacidi. Questo può far cambiare forma a un enzima. Queste forme determinano la funzione, quindi cambiare la forma può compromettere la funzione dell'enzima, impedendogli di accelerare le reazioni chimiche.
Modifiche alle prestazioni degli enzimi
Tutti gli enzimi hanno un pH ideale al quale l'enzima funzionerà il più velocemente possibile, supponendo che anche altre condizioni siano ideali e basate sulla sua funzione specifica. Ad esempio, un enzima che lavora nell'ambiente acido dello stomaco umano avrà un pH ideale inferiore rispetto a un enzima che lavora nell'ambiente più o meno neutro del sangue umano. Quando il pH devia dalle condizioni ideali, l'attività dell'enzima rallenterà e poi si fermerà, a seconda di quanto le condizioni deformeranno l'enzima. A seconda dell'enzima e di quanto estremo diventa il cambiamento di pH, questi cambiamenti possono "rompere" permanentemente l'enzima o l'enzima può tornare alla normalità una volta che le condizioni tornano all'intervallo ideale dell'enzima.
Altri fattori che influenzano gli enzimi
Oltre al pH, molti altri fattori possono avere un effetto simile sugli enzimi. La temperatura ha un effetto simile sulla struttura degli enzimi, con ogni enzima che ha una temperatura ideale diversa. Inoltre, la quantità di substrato - le sostanze chimiche su cui agisce un enzima - ha una forte influenza sulla velocità di reazione. L'aggiunta di più substrato accelera la reazione finché non raggiunge un plateau in cui l'enzima non può muoversi più velocemente. Alcuni enzimi hanno inibitori che bloccano le loro azioni. Per alcuni enzimi, i prodotti finali delle reazioni che incoraggiano in realtà spengono l'enzima. Questo è chiamato "feedback" e aiuta a regolare la quantità di sostanza creata da un enzima.