Ko gre za kemijske reakcije, so encimi ključni akterji. Ti specializirani proteini poganjajo reakcije in nadzorujejo, kako hitro potekajo. Nekateri pogoji, kot je pH, vplivajo na obliko encima in določajo, kako dobro encim deluje.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Izdelane kemijske strukture, imenovane encimi, nadzorujejo veliko večino kemijskih reakcij v živih bitjih. Kot taki imajo encimi neverjetno raznolikost v obliki in delovanju. Vsak posamezen encim ima točno določen optimalni pH. Izven svojega idealnega območja pH se lahko encimi upočasnijo ali popolnoma prenehajo delovati.
Kaj je encim?
Encimi so razred beljakovin. To pomeni, da verige aminokislin tvorijo svoje osnovne strukture. Odvisno od specifičnega encima različne aminokisline medsebojno delujejo okolju - vključno s pH, zaradi česar se verige upognejo ali zvijejo v zapletene struktur. Te strukture pospešujejo kemične reakcije tako, da zajemajo kemikalije, jih sestavljajo ali lomijo. Živa bitja uporabljajo te encime za nadzor hitrosti kemičnih reakcij. Ker so encimi izdelani iz aminokislin, spremembe pH spremenijo način vedenja teh posameznih gradnikov.
Kemični učinki pH
Lestvica pH meri, koliko kislega ali bazičnega je vzorec, kar pa opisuje, koliko ionskega vodika ali hidroksida je v vzorcu. Spremembe pH povzročajo, da se atomi in molekule komponent aminokislin ionizirajo. Zaradi tega lahko encim spremeni obliko. Te oblike določajo funkcijo, zato lahko spreminjanje oblike poslabša delovanje encima in mu prepreči pospešitev kemičnih reakcij.
Spremembe učinkovitosti encimov
Vsi encimi imajo idealen pH, pri katerem bo encim deloval čim hitreje - ob predpostavki, da so tudi drugi pogoji idealni in temeljijo na njegovi specifični funkciji. Na primer, encim, ki deluje v kislem okolju človeškega želodca, bo imel nižji idealni pH kot encim, ki deluje v bolj ali manj nevtralnem okolju človeške krvi. Ko pH odstopa od idealnih pogojev, se aktivnost encimov upočasni, nato preneha, odvisno od tega, koliko pogoji encim deformirajo. Odvisno od encima in od tega, kako ekstremne so spremembe pH, lahko te spremembe trajno "zlomijo" encim ali pa se encim vrne v normalno stanje, ko se pogoji vrnejo na idealno območje encima.
Drugi dejavniki, ki vplivajo na encime
Poleg pH ima lahko na encime podoben učinek tudi več drugih dejavnikov. Temperatura ima podoben učinek na strukturo encimov, pri čemer ima vsak encim drugačno idealno temperaturo. Poleg tega količina substrata - kemikalij, na katere deluje encim - močno vpliva na hitrost reakcije. Dodajanje več substrata pospeši reakcijo, dokler ne doseže planote, na kateri se encim ne more hitreje premikati. Nekateri encimi imajo zaviralce, ki blokirajo njihovo delovanje. Za nekatere encime končni produkti reakcij, ki jih spodbujajo, encim dejansko izklopijo. To se imenuje "povratna informacija" in pomaga uravnavati, koliko snovi encim ustvari.