Gli enzimi sono catalizzatori biologici. Cioè, sono proteine ​​prodotte in 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 con la massima efficienza. Uno dei parametri ambientali più importanti che influenza l'attività enzimatica è il pH, con ciascun enzima che ha un valore ottimale unico.

Energia di attivazione

Gli enzimi agiscono abbassando l'energia di attivazione di una reazione chimica. Puoi pensare ad una reazione chimica come qualcosa come mettere un sacco a pelo in un secchio, tranne che c'è un muro di 10 piedi tra il sacco e il secchio. Puoi scavalcare il muro e mettere il beanbag nel secchio, ma se tu avessi l'aiuto di un enzima, il muro sarebbe alto solo 2 piedi invece di 10 o 100 o 1000. Il risultato finale è lo stesso indipendentemente dall'alta il muro è, ma sarai in grado di mettere un sacco di beanbags in più se il muro è basso. Lo stesso con gli enzimi: il prodotto chimico finale è lo stesso con o senza un enzima, ma molte più reazioni avverranno se l'enzima è presente.

pH

Pensiamo al pH come misura di acidità, che è. L'aceto è leggermente acido, quindi ha un pH di circa 4, mentre il bicarbonato 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 in più in una soluzione, mentre un pH elevato significa che ci sono molti ioni di idrossido - ossigeno e idrogeno insieme. A pH basso, le cariche positive dei protoni nella soluzione saranno attratte dalle regioni con carica negativa e si agganceranno. A pH elevato, gli ioni OH, che sono negativi, cercheranno carica positiva e si agganciano.

Enzimi

Gli enzimi sono proteine ​​complesse che portano gli atomi o le molecole componenti insieme nel modo giusto per ridurre l'energia di attivazione. Sono in grado di farlo a causa di come sono modellati. La forma di una proteina dipende in parte dall'attrazione elettrostatica tra le sue diverse parti. Per esempio, alcune parti hanno una carica leggermente negativa, altre leggermente positive, quindi quelle regioni della proteina sono piegate l'una verso l'altra.

Nelle soluzioni a basso pH, le cariche extra positive si collegano a regioni negative di proteine . Nelle soluzioni con pH elevato, le cariche extra negative si attaccano alle regioni positive di una proteina. Quando si agganciano, l'attrazione elettrostatica viene eliminata e la proteina cambia forma. Poiché l'attività di un enzima dipende dalla sua forma, rallenta e alla fine smette di funzionare quando il pH diventa troppo basso o troppo alto.

Attività enzimatica vs pH

Funzione enzimi diversi nelle regioni con pH distinto. Gli enzimi dello stomaco, ad esempio, funzionano meglio a un pH basso di circa 2. Ma indipendentemente dal valore specifico del pH in cui un enzima funziona meglio, l'attività enzimatica è bassa al pH più basso e aumenta fino al valore ottimale del pH. La velocità di reazione quindi diminuisce all'aumentare del pH. All'interno di un intervallo ristretto attorno all'ottimale, l'enzima può recuperare la sua attività se il pH viene riportato al livello ottimale. Ma al di fuori di tale intervallo, la forma dell'enzima sarà così distorta da non poter tornare alla normalità.