בכל הנוגע לתגובות כימיות, האנזימים הם שחקני המפתח. חלבונים מיוחדים אלה מניעים תגובות ושולטים באיזו מהירות הם מתנהלים. תנאים מסוימים כמו pH משפיעים על צורת האנזים וקובעים את תפקוד האנזים.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
מבנים כימיים משוכללים הנקראים אנזימים שולטים ברוב המכריע של התגובות הכימיות בתוך יצורים חיים. ככאלה, לאנזימים יש מגוון מדהים בצורה ובפונקציה. לכל אנזים בודד יש pH אופטימלי ספציפי. מחוץ לטווח ה- pH האידיאלי שלהם, אנזימים עשויים להאט או להפסיק לעבוד לחלוטין.
מה זה אנזים?
אנזימים הם סוג של חלבונים. משמעות הדבר היא שרשתות של חומצות אמיניות יוצרות את המבנים הבסיסיים שלהן. בהתאם לאנזים הספציפי, חומצות האמינו השונות מתקשרות זו עם זו ו הסביבה הסובבת - כולל ה- pH, מה שגורם לשרשראות להתכופף או להתכרבל למורכבות מבנים. מבנים אלה מזרזים את התגובות הכימיות על ידי תפיסת כימיקלים והרכבתם או פירוקם. יצורים חיים משתמשים באנזימים אלה כדי לשלוט על מהירות התגובות הכימיות. מכיוון שאנזימים עשויים מחומצות אמינו, שינויים ב- pH משנים את אופן התנהגותם של אבני הבניין האישיותיות הללו.
השפעות כימיות של pH
סולם ה- pH מודד עד כמה דגימה היא חומצית או בסיסית, אשר בתורו מתארת כמה מימן או הידרוקסיד יוני בדגימה. שינויים ב- pH גורמים ליינון של אטומי המרכיב של חומצות אמינו ומולקולות. זה יכול לגרום לאנזים לשנות צורה. צורות אלה קובעות את התפקוד, ולכן שינוי הצורה יכול לפגוע בתפקוד האנזים, ולמנוע ממנו לזרז תגובות כימיות.
שינויים בביצועי האנזים
לכל האנזימים יש pH אידיאלי בו האנזים יבצע במהירות האפשרית - בהנחה שתנאים אחרים הם גם אידיאליים ומבוססים על תפקודו הספציפי. לדוגמא, אנזים הפועל בסביבה החומצית של הקיבה האנושית יהיה בעל pH אידיאלי נמוך יותר מאשר אנזים הפועל בסביבה ניטרלית פחות או יותר של דם האדם. כאשר ה- pH חורג מהתנאים האידיאליים פעילות האנזים תאט, ואז תפסיק, תלוי עד כמה התנאים מעוותים את האנזים. תלוי באנזים ובאיזו מידה קיצוניים של שינוי ה- pH, שינויים אלה עשויים "לשבור" את האנזים לצמיתות או שהאנזים עשוי לחזור למצב תקין ברגע שהתנאים חוזרים לטווח האידיאלי של האנזים.
גורמים אחרים המשפיעים על אנזימים
בנוסף ל- pH, כמה גורמים אחרים יכולים להשפיע באופן דומה על אנזימים. לטמפרטורה השפעה דומה על מבנה האנזימים, כאשר לכל אנזים טמפרטורה אידיאלית שונה. בנוסף, לכמות המצע - הכימיקלים עליהם פועל אנזים - השפעה מוחלטת על מהירות התגובה. הוספת מצע נוספת מזרזת את התגובה עד שהיא פוגעת במישור בו האנזים לא יכול לנוע מהר יותר. בחלק מהאנזימים יש מעכבים החוסמים את פעולותיהם. עבור חלק מהאנזימים, תוצרי הקצה של התגובות שהם מעודדים למעשה מכבים את האנזים. זה נקרא "משוב" ועוזר לווסת כמה חומר יוצר אנזים.