모든 효소는 가장 잘 작동하는 특정 pH 범위를 가지고 있습니다. 효소는 아미노산이라는 분자로 구성된 단백질이며 이러한 아미노산은 pH에 민감한 영역을 가지고 있습니다. pH 척도는 용액의 산성 또는 염기성 정도를 정의하며 낮은 pH는 산성이고 높은 pH는 염기성입니다. 인간의 위장은 pH가 2이고 위장에서 작용하는 효소는 그 pH 수준에서 기능하도록 조정됩니다.
위의 pH가 낮음
우리가 음식과 음료를 섭취하면 박테리아가 함께옵니다. 우리 몸은 위장에있는 박테리아를 죽임으로써 감염으로부터 스스로를 보호 할 수 있습니다. pH 2에서 위의 위액은 우리가 섭취하는 박테리아를 죽일만큼 충분히 산성입니다. 위를 감싸는 세포 (두정 세포라고 함)는 염산 또는 HCl을 분비하며이 산은 위액에 낮은 pH를 제공합니다. HCl은 음식을 소화하지 않지만 박테리아를 죽이고 고기의 결합 조직을 분해하는 데 도움을 주며 위장의 소화 효소 인 펩신을 활성화합니다.
펩신은 단백질을 소화합니다
위를 따라가는 주요 세포는 펩시노겐이라고하는 전 효소를 생성합니다. 펩시노겐이 위의 산성 환경과 접촉하면 스스로 활성화되는 반응을 촉매하여 펩신이라는 활성 효소가됩니다. 펩신은 프로테아제 또는 단백질의 화학 결합을 끊는 효소입니다. 펩신은 아미노산 중 하나에 카르 복실 산기를 사용하여 식품에서 발견되는 단백질의 질소와 산소 사이의 화학적 결합을 끊습니다.
pH 2에서 펩신 기능
펩신이 pH 2에서 가장 잘 기능하는 이유는 효소의 활성 부위에있는 아미노산의 카르복시산 기가 수소 원자에 결합되어있는 양성자 상태 여야하기 때문입니다. 낮은 pH에서 카르복시산 그룹은 양성자 화되어 화학 결합을 끊는 화학 반응을 촉매 할 수 있습니다. 2보다 높은 pH 값에서는 카르 복실 산이 탈 양성자 화되어 화학 반응에 참여할 수 없게됩니다. 펩신은 pH 2에서 가장 활동적이며, 더 높은 pH에서 감소하고 pH 6.5 이상에서 완전히 떨어집니다. 일반적으로 효소 활성은 효소의 촉매 그룹 (펩신의 경우 카르복시산)이 pH에 민감합니다. 그룹-양성자 화 또는 탈 양성자 화되며이 상태는 화학 물질에 참여할 수 있는지 여부를 결정합니다. 반응.
높은 pH에서 비활성 펩신
위장에서 소화 된 음식은 유문 괄약근을 통해 pH가 훨씬 더 높은 소장의 십이지장으로 빠져 나갑니다. 수소 원자의 농도가 낮기 때문에 펩신은이 환경에서 비활성 상태가됩니다. 효소 활성 부위에있는 펩신 카르 복실 산의 수소가 제거되고 효소가 비활성 상태가됩니다. 펩신에 의해 촉매되는 화학 반응은 양성자 화 된 카르 복실 산의 존재에 따라 달라 지므로 효소의 활성은 용액의 pH에 크게 의존합니다. 낮은 pH는 높은 활성으로 이어지고 높은 pH는 거의 또는 전혀 활성을주지 않습니다.