Ензими су биолошки катализатори. Односно, они су протеини произведени у живим организмима који помажу хемијским реакцијама. Без ензима, хемијске реакције у вашем телу не би се одвијале довољно брзо да би вас одржале у животу. Сваки ензим има оптималне радне услове - окружење које им омогућава максималну ефикасност. Један од најважнијих параметара животне средине који утиче на активност ензима је пХ, при чему сваки ензим има јединствену оптималну вредност.
Енергија активације
Ензими делују тако што смањују енергија активације хемијске реакције. О хемијској реакцији можете размишљати као о нечему попут стављања врећице у канту, осим што између вреће и канте постоји зид од 10 стопа. Можете се попети преко зида и врећу са зрнима ставити у канту, али да имате помоћ ензима, зид би био висок само 2 метра уместо 10 или 100 или 1000. Коначни резултат је исти без обзира на то колико је висок зид, али моћи ћете да ставите много више врећа са зрнима у канте ако је зид низак. Исто је са ензимима: крајњи хемијски производ је исти са ензимом или без њега, али много више реакција ће се догодити ако је ензим тамо.
пХ
О пХ размишљамо као о меру киселости, што он и јесте. Сирће је благо кисело, па има пХ око 4, док је сода бикарбона основна и има пХ око 8. Неутрални раствор - ни кисели ни базни - има пХ 7.
На молекуларном нивоу, пХ може бити мало другачији. Низак пХ значи да у раствору има пуно додатних протона, док висок пХ значи да има пуно хидроксидних јона - кисеоника и водоника заједно. При ниском пХ, позитивна наелектрисања протона у раствору привући ће се у регије са негативним наелектрисањем и они ће се закачити. При високом пХ, јони ОХ, који су негативни, трагаће за позитивним наелектрисањем и закачити се.
Ензими
Ензими су сложени протеини који на прави начин окупљају атоме или молекуле компонената како би смањили енергију активације. Они су у стању да то ураде због свог облика. Облик протеина делом зависи од електростатичке привлачности између његових различитих делова. На пример, неки делови имају благо негативан набој, а неки благо позитиван, па су ти делови протеина савијени једни према другима.
У растворима ниског пХ, екстра позитивни набоји се повезују са негативним регионима протеина. У растворима са високим пХ, екстра негативни набоји се прикваче за позитивна подручја протеина. Када се закаче, електростатичка привлачност се уклања и протеин мења облик. Будући да активност ензима зависи од његовог облика, он ће се успорити, а затим на крају престати да ради када пХ постане пренизак или превисок.
Активност ензима вс. пХ
Различити ензими функционишу у регионима са различитим пХ. На пример, желучани ензими најбоље делују при ниском пХ од око 2. Али без обзира на специфичну вредност пХ где ензим најбоље делује, активност ензима је ниска при најнижем пХ и расте до максимума при оптималној вредности пХ. Тада се брзина реакције смањује како пХ расте. У уском опсегу око оптималног, ензим може повратити своју активност ако се пХ врати на оптималан. Али ван тог опсега, облик ензима ће бити толико искривљен да се не може вратити у нормалу.
