Enzimler biyolojik katalizörlerdir. Yani, canlı organizmalarda üretilen ve kimyasal reaksiyonlara yardımcı olan proteinlerdir. Enzimler olmadan vücudunuzdaki kimyasal reaksiyonlar sizi hayatta tutacak kadar hızlı ilerleyemez. Her enzimin optimum çalışma koşulları vardır - maksimum verimlilikte çalışmalarına izin veren ortam. Enzim aktivitesini etkileyen en önemli çevresel parametrelerden biri, her enzimin benzersiz bir optimum değere sahip olduğu pH'dır.
Aktivasyon Enerjisi
Enzimler azaltarak çalışır aktivasyon enerjisi bir kimyasal reaksiyonun. Kimyasal reaksiyonu, armut ile kepçe arasında 10 fitlik bir duvar olması dışında, bir armutu bir kovaya koymak gibi bir şey olarak düşünebilirsiniz. Duvara tırmanabilir ve fasulye torbasını kovaya koyabilirsiniz, ancak bir enzimin yardımına sahip olsaydınız, duvar 10 veya 100 veya 1000 yerine sadece 2 fit yüksekliğinde olurdu. Nihai sonuç, duvar ne kadar yüksek olursa olsun aynıdır, ancak duvar alçaksa kovalara çok daha fazla puf koyabilirsiniz. Enzimlerle aynı: nihai kimyasal ürün, enzimli veya enzimsiz aynıdır, ancak enzim oradaysa çok daha fazla reaksiyon gerçekleşir.
pH
pH'ı bir asitlik ölçüsü olarak düşünüyoruz, ki öyle. Sirke hafif asidiktir, bu nedenle pH'ı yaklaşık 4'tür, kabartma tozu ise baziktir ve pH'ı yaklaşık 8'dir. Nötr bir çözelti - ne asidik ne de bazik - pH'ı 7'dir.
Moleküler düzeyde, pH biraz farklı olabilir. Düşük bir pH, bir çözeltide çok fazla ekstra proton olduğu anlamına gelirken, yüksek bir pH, çok sayıda hidroksit iyonu olduğu anlamına gelir - oksijen ve hidrojen birlikte. Düşük pH'da, çözeltideki protonların pozitif yükleri, negatif yüklü bölgelere çekilecek ve kilitlenecekler. Yüksek pH'da, negatif olan OH iyonları, pozitif yük arayacak ve kilitlenecektir.
enzimler
Enzimler, aktivasyon enerjisini düşürmek için bileşen atomlarını veya molekülleri doğru şekilde bir araya getiren karmaşık proteinlerdir. Şekilleri sayesinde bunu yapabilirler. Bir proteinin şekli, kısmen farklı parçaları arasındaki elektrostatik çekime bağlıdır. Örneğin, bazı parçalar biraz negatif ve bazıları biraz pozitif yüke sahiptir, bu nedenle proteinin bu bölgeleri birbirine doğru bükülür.
Düşük pH'lı çözeltilerde, ekstra pozitif yükler, proteinlerin negatif bölgelerine bağlanır. Yüksek pH çözeltilerinde, ekstra negatif yükler bir proteinin pozitif bölgelerine takılır. Kilitlendiklerinde elektrostatik çekim ortadan kalkar ve protein şekil değiştirir. Bir enzimin aktivitesi şekline bağlı olduğundan, yavaşlar ve pH çok düştüğünde veya çok yükseldiğinde sonunda çalışmayı durdurur.
Enzim Aktivitesi vs. pH
Farklı pH'lı bölgelerde farklı enzimler işlev görür. Örneğin mide enzimleri, yaklaşık 2 gibi düşük bir pH'ta en iyi şekilde çalışır. Ancak, bir enzimin en iyi çalıştığı pH'ın spesifik değerinden bağımsız olarak, enzim aktivitesi en düşük pH'da düşüktür ve optimum pH değerinde maksimuma çıkar. Daha sonra pH yükseldikçe reaksiyon hızı azalır. Optimum etrafındaki dar bir aralıkta, pH optimuma döndürülürse enzim aktivitesini geri kazanabilir. Ancak bu aralığın dışında, enzimin şekli o kadar bozulur ki normale dönemez.
