Runājot par ķīmiskajām reakcijām, fermenti ir galvenie dalībnieki. Šīs specializētās olbaltumvielas virza reakcijas un kontrolē to ātrumu. Daži apstākļi, piemēram, pH, ietekmē fermenta formu un nosaka fermenta darbību.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Izstrādātās ķīmiskās struktūras, ko sauc par fermentiem, kontrolē lielāko daļu ķīmisko reakciju dzīvajās būtnēs. Fermentiem kā forma un funkcija ir neticami daudzveidība. Katram atsevišķam fermentam ir noteikts optimālais pH. Ārpus sava ideālā pH diapazona fermenti var palēnināties vai pilnībā pārtraukt savu darbību.
Kas ir ferments?
Fermenti ir olbaltumvielu klase. Tas nozīmē, ka aminoskābju ķēdes veido to pamata struktūras. Atkarībā no specifiskā enzīma dažādas aminoskābes mijiedarbojas savā starpā un ar apkārtējā vide - ieskaitot pH, kas liek ķēdēm saliekties vai saritināties kompleksā struktūras. Šīs struktūras paātrina ķīmiskās reakcijas, satverot ķīmiskās vielas un saliekot tās vai sadalot. Dzīvās būtnes izmanto šos fermentus, lai kontrolētu ķīmisko reakciju ātrumu. Tā kā fermenti ir izgatavoti no aminoskābēm, pH izmaiņas maina šo atsevišķo celtniecības elementu uzvedību.
PH ķīmiskā ietekme
PH skala mēra, cik skābs vai bāzisks ir paraugs, kas savukārt raksturo, cik daudz jonā esošā ūdeņraža vai hidroksīda ir paraugā. PH izmaiņas izraisa aminoskābju komponentu atomu un molekulu jonizāciju. Tas var likt fermentam mainīt formu. Šīs formas nosaka funkciju, tāpēc formas maiņa var pasliktināt fermenta darbību, neļaujot tai paātrināt ķīmiskās reakcijas.
Fermentu veiktspējas izmaiņas
Visiem fermentiem ir ideāls pH līmenis, pie kura ferments darbosies pēc iespējas ātrāk - pieņemot, ka arī citi apstākļi ir ideāli un balstās uz tā specifisko funkciju. Piemēram, fermentam, kas darbojas cilvēka kuņģa skābā vidē, būs zemāks ideālais pH līmenis nekā fermentam, kas darbojas vairāk vai mazāk neitrālā cilvēka asiņu vidē. Kad pH novirze no ideālajiem apstākļiem, fermenta aktivitāte palēnināsies, pēc tam apstāsies atkarībā no tā, cik apstākļi fermentu deformē. Atkarībā no fermenta un tā, cik ekstremāli notiek pH izmaiņas, šīs izmaiņas var neatgriezeniski "salauzt" fermentu vai enzīms var atgriezties normālā stāvoklī, tiklīdz apstākļi atgriežas fermenta ideālajā diapazonā.
Citi faktori, kas ietekmē fermentus
Papildus pH, līdzīgi fermentiem var būt arī vairāki citi faktori. Temperatūrai ir līdzīga ietekme uz fermentu struktūru, katram fermentam ir atšķirīga ideālā temperatūra. Turklāt substrāta daudzumam - ķīmiskajām vielām, uz kurām iedarbojas ferments - ir spēcīga ietekme uz reakcijas ātrumu. Pievienojot vairāk substrāta, reakcija paātrinās, līdz tā nonāk plato, kurā enzīms nevar pārvietoties ātrāk. Dažiem fermentiem ir inhibitori, kas bloķē to darbību. Dažiem enzīmiem to rosināto reakciju galaprodukti fermentu faktiski slēdz. To sauc par "atgriezenisko saiti" un tas palīdz regulēt, cik lielu daļu vielas rada ferments.