När det gäller kemiska reaktioner är enzymer nyckelaktörer. Dessa specialiserade proteiner driver reaktioner och styr hur snabbt de fortsätter. Vissa förhållanden som pH påverkar enzymets form och avgör hur väl enzymet fungerar.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Utarbetade kemiska strukturer som kallas enzymer styr de allra flesta kemiska reaktioner i levande saker. Som sådan har enzymer otrolig mångfald i form och funktion. Varje enskilt enzym har ett specifikt optimalt pH. Utanför det ideala pH-området kan enzymer sakta ner eller sluta fungera helt.
Vad är ett enzym?
Enzymer är en klass av proteiner. Detta innebär att kedjor av aminosyror bildar sina grundläggande strukturer. Beroende på det specifika enzymet interagerar de olika aminosyrorna med varandra och omgivande miljö - inklusive pH, vilket får kedjorna att böjas eller krulla sig till komplexa strukturer. Dessa strukturer påskyndar kemiska reaktioner genom att ta ihop kemikalier och sätta ihop dem eller bryta isär dem. Levande saker använder dessa enzymer för att kontrollera hastigheten på kemiska reaktioner. Eftersom enzymer är gjorda av aminosyror ändrar pH-förändringar hur dessa enskilda byggstenar beter sig.
Kemiska effekter av pH
PH-skalan mäter hur surt eller basiskt ett prov är, vilket i sin tur beskriver hur mycket joniskt väte eller hydroxid som finns i ett prov. Förändringar i pH gör att aminosyror komponentatomer och molekyler joniseras. Detta kan få ett enzym att ändra form. Dessa former bestämmer funktionen, så att ändra formen kan försämra enzymets funktion, vilket hindrar det från att påskynda kemiska reaktioner.
Ändringar i enzymprestanda
Alla enzymer har ett idealiskt pH-värde vid vilket enzymet kommer att fungera så fort det kan - förutsatt att andra förhållanden också är idealiska och baserade på dess specifika funktion. Till exempel kommer ett enzym som fungerar i den sura miljön i människans mage att ha ett lägre idealt pH än ett enzym som fungerar i den mer eller mindre neutrala miljön av humant blod. När pH-värdet avviker från de ideala förhållandena kommer enzymaktiviteten att sakta ner och sedan stoppa, beroende på hur mycket förhållandena deformerar enzymet. Beroende på enzymet och hur extremt pH-förändringen blir kan dessa förändringar "bryta" enzymet permanent eller så kan enzymet återgå till det normala när förhållandena återgår till enzymets ideala intervall.
Andra faktorer som påverkar enzymer
Förutom pH kan flera andra faktorer ha en liknande effekt på enzymer. Temperatur har en liknande effekt på enzymens struktur, varvid varje enzym har olika idealtemperatur. Dessutom har mängden substrat - de kemikalier som ett enzym verkar på - en stark inverkan på reaktionshastigheten. Att lägga till mer substrat påskyndar reaktionen tills den träffar en platå där enzymet inte kan röra sig snabbare. Vissa enzymer har hämmare som blockerar deras handlingar. För vissa enzymer stänger slutprodukterna av de reaktioner som de uppmuntrar faktiskt enzymet. Detta kallas "feedback" och hjälper till att reglera hur mycket av ett ämne ett enzym skapar.
