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Gli enzimi sono catalizzatori biologici. Cioè, sono proteine prodotte negli organismi viventi che aiutano le reazioni chimiche lungo. Senza enzimi, le reazioni chimiche nel tuo corpo non procederebbero abbastanza velocemente per mantenerti in vita. Ogni enzima ha condizioni operative ottimali - l'ambiente che consente loro di lavorare alla massima efficienza. Uno dei parametri ambientali più importanti che influenza l'attività degli enzimi è il pH, con ogni enzima che ha un valore ottimale unico.
Energia di attivazione
Gli enzimi agiscono riducendo l'energia di attivazione di una reazione chimica.Puoi pensare a una reazione chimica come qualcosa come mettere un sacco a sacco in un secchio, tranne che c'è una parete di 10 piedi tra il sacco a sacco e il secchio. Puoi scavalcare il muro e mettere il sacco a sacco nel secchio, ma se avessi l'aiuto di un enzima, il muro sarebbe alto solo 2 piedi anziché 10 o 100 o 1000. Il risultato finale è lo stesso, non importa quanto in alto il muro è, ma sarai in grado di mettere molti più beanbag in secchi se il muro è basso. Lo stesso con gli enzimi: il prodotto chimico finale è lo stesso con o senza un enzima, ma se l'enzima è presente accadranno molte più reazioni.
pH
Pensiamo al pH come una misura di acidità, che è. L'aceto è leggermente acido, quindi ha un pH di circa 4, mentre il bicarbonato di sodio è basico e ha un pH di circa 8. Una soluzione neutra - né acida né basica - ha un pH di 7.
A livello molecolare, il pH può essere leggermente diverso. Un pH basso significa che ci sono molti protoni extra in una soluzione, mentre un pH alto significa che ci sono molti ioni idrossido - ossigeno e idrogeno insieme. A pH basso, le cariche positive dei protoni nella soluzione saranno attratte da regioni con carica negativa e si agganceranno. A pH elevato, gli ioni OH, che sono negativi, cercheranno carica positiva e si attaccheranno.
enzimi
Gli enzimi sono proteine complicate che riuniscono atomi o molecole componenti nel modo giusto per ridurre l'energia di attivazione. Sono in grado di farlo a causa della loro forma. La forma di una proteina dipende in parte dall'attrazione elettrostatica tra le sue diverse parti. Ad esempio, alcune parti hanno una carica leggermente negativa e altre leggermente positive, quindi quelle regioni della proteina sono piegate l'una verso l'altra.
In soluzioni a basso pH, le cariche extra positive si collegano a regioni negative di proteine. Nelle soluzioni ad alto pH, le cariche extra negative si attaccano alle regioni positive delle proteine. Quando si aggrappano, l'attrazione elettrostatica viene eliminata e la proteina cambia forma. Poiché un'attività di enzimi dipende dalla sua forma, rallenterà, quindi alla fine smetterà di funzionare quando il pH diventa troppo basso o troppo alto.
Attività enzimatica vs. pH
Diversi enzimi funzionano in regioni con pH distinto. Gli enzimi dello stomaco, ad esempio, funzionano meglio con un pH basso di circa 2. Ma indipendentemente dal valore specifico del pH dove un enzima funziona meglio, l'attività degli enzimi è bassa al pH più basso e aumenta al massimo al valore ottimale del pH. La velocità di reazione quindi diminuisce all'aumentare del pH. In un intervallo ristretto attorno all'ottimale, l'enzima può ripristinare la sua attività se il pH viene riportato all'ottimale. Ma al di fuori di tale intervallo, la forma dell'enzima sarà così distorta da non poter tornare alla normalità.