Когда дело доходит до химических реакций, ключевую роль играют ферменты. Эти специализированные белки управляют реакциями и контролируют их скорость. Некоторые условия, такие как pH, влияют на форму фермента и определяют, насколько хорошо он функционирует.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Сложные химические структуры, называемые ферментами, контролируют подавляющее большинство химических реакций в живых существах. Таким образом, ферменты обладают невероятным разнообразием по форме и функциям. Каждый отдельный фермент имеет определенный оптимальный pH. За пределами своего идеального диапазона pH ферменты могут замедлиться или полностью перестать работать.
Что такое фермент?
Ферменты - это класс белков. Это означает, что цепи аминокислот образуют свои основные структуры. В зависимости от конкретного фермента различные аминокислоты взаимодействуют друг с другом и окружающая среда - включая pH, который заставляет цепи изгибаться или скручиваться в комплекс конструкции. Эти структуры ускоряют химические реакции, захватывая химические вещества и собирая их вместе или разрушая. Живые существа используют эти ферменты для управления скоростью химических реакций. Поскольку ферменты состоят из аминокислот, изменения pH изменяют поведение этих отдельных строительных блоков.
Химические эффекты pH
Шкала pH измеряет кислотность или щелочность образца, что, в свою очередь, показывает, сколько ионного водорода или гидроксида содержится в образце. Изменения pH вызывают ионизацию атомов и молекул аминокислот. Это может привести к изменению формы фермента. Эти формы определяют функцию, поэтому изменение формы может нарушить функцию фермента, не давая ему ускорить химические реакции.
Изменения эффективности ферментов
Все ферменты имеют идеальный pH, при котором фермент будет работать максимально быстро - при условии, что другие условия также идеальны и основаны на его конкретной функции. Например, фермент, который работает в кислой среде желудка человека, будет иметь более низкий идеальный pH, чем фермент, который работает в более или менее нейтральной среде человеческой крови. Когда pH отклоняется от идеальных условий, активность фермента замедляется, а затем останавливается, в зависимости от того, насколько условия деформируют фермент. В зависимости от фермента и от того, насколько сильно изменяется pH, эти изменения могут навсегда "сломать" фермент или фермент может вернуться в норму, как только условия вернутся к идеальному диапазону фермента.
Другие факторы, влияющие на ферменты
Помимо pH, на ферменты могут оказывать аналогичное влияние несколько других факторов. Температура оказывает аналогичное влияние на структуру ферментов, при этом каждый фермент имеет свою идеальную температуру. Кроме того, количество субстрата - химических веществ, на которые действует фермент - оказывает сильное влияние на скорость реакции. Добавление большего количества субстрата ускоряет реакцию до тех пор, пока она не достигнет плато, на котором фермент не может двигаться быстрее. У некоторых ферментов есть ингибиторы, блокирующие их действие. Для некоторых ферментов конечные продукты реакций, которые они стимулируют, фактически отключают фермент. Это называется «обратной связью» и помогает регулировать количество вещества, создаваемого ферментом.