Activitatea enzimatică trasată împotriva pH-ului

Enzimele sunt catalizatori biologici. Adică sunt proteine ​​produse în organisme vii care ajută la reacții chimice de-a lungul. Fără enzime, reacțiile chimice din corpul dvs. nu ar continua suficient de repede pentru a vă menține în viață. Fiecare enzimă are condiții de funcționare optime - mediul care le permite să lucreze la o eficiență maximă. Unul dintre cei mai importanți parametri de mediu care influențează activitatea enzimei este pH-ul, fiecare enzimă având o valoare optimă unică.

Enzimele funcționează prin scăderea energie activatoare a unei reacții chimice. Vă puteți gândi la o reacție chimică ca la ceva de genul de a pune un sac de fasole într-o găleată, cu excepția faptului că există un perete de 10 picioare între sacul de fasole și găleată. Puteți să urcați peste perete și să puneți sacul de fasole în găleată, dar dacă ați avea ajutorul unei enzime, peretele ar avea o înălțime de doar 2 metri în loc de 10 sau 100 sau 1000. Rezultatul final este același, indiferent cât de înalt este peretele, dar veți putea pune mai multe saci de fasole în găleți dacă peretele este scăzut. La fel și cu enzimele: produsul chimic final este același cu sau fără o enzimă, dar mai multe reacții se vor întâmpla dacă enzima este acolo.

Ne gândim la pH ca la o măsură a acidității, care este. Oțetul este ușor acid, deci are un pH de aproximativ 4, în timp ce bicarbonatul de sodiu este bazic și are un pH de aproximativ 8. O soluție neutră - nici acidă, nici bazică - are un pH de 7.

La nivel molecular, pH-ul poate fi ușor diferit. Un pH scăzut înseamnă că există o mulțime de protoni suplimentari într-o soluție, în timp ce un pH ridicat înseamnă că există o mulțime de ioni hidroxid - oxigen și hidrogen împreună. La pH scăzut, încărcăturile pozitive ale protonilor din soluție vor fi atrase către regiunile cu sarcină negativă și se vor bloca. La un pH ridicat, ionii OH, care sunt negativi, vor căuta încărcări pozitive și se vor bloca.

Enzimele sunt proteine ​​complicate care reunesc atomi sau molecule componente în modul corect pentru a reduce energia de activare. Ei pot face acest lucru din cauza modului în care sunt modelate. Forma unei proteine ​​depinde în parte de atracția electrostatică între diferitele sale părți. De exemplu, unele părți au o sarcină ușor negativă, iar unele ușor pozitive, astfel încât acele regiuni ale proteinei sunt îndoite una față de cealaltă.

În soluțiile cu pH scăzut, sarcinile suplimentare pozitive se conectează la regiunile negative ale proteinelor. În soluțiile cu pH ridicat, sarcinile negative suplimentare se prind de regiunile pozitive ale unei proteine. Când se blochează, atracția electrostatică este eliminată și proteina își schimbă forma. Deoarece activitatea unei enzime depinde de forma acesteia, aceasta va încetini, apoi va înceta să funcționeze atunci când pH-ul devine prea mic sau prea mare.

Diferite enzime funcționează în regiuni cu pH distinct. Enzimele stomacului, de exemplu, funcționează cel mai bine la un pH scăzut de aproximativ 2. Dar, indiferent de valoarea specifică a pH-ului în care o enzimă funcționează cel mai bine, activitatea enzimei este scăzută la pH-ul cel mai scăzut și crește la maxim la valoarea optimă a pH-ului. Viteza de reacție scade atunci când pH-ul crește. Într-un interval îngust în jurul valorii optime, enzima își poate recupera activitatea dacă pH-ul este readus la optim. Dar în afara acestui interval, forma enzimei va fi atât de distorsionată încât nu poate reveni la normal.