Sisu
Ensüümid on bioloogilised katalüsaatorid. See tähendab, et need on elusorganismides toodetavad valgud, mis aitavad kaasa keemilistele reaktsioonidele. Ilma ensüümideta ei toimuks teie kehas keemilised reaktsioonid piisavalt kiiresti, et teid elus hoida. Igal ensüümil on optimaalsed töötingimused - keskkond, mis võimaldab neil töötada maksimaalse efektiivsusega. Üks olulisemaid ensüümi aktiivsust mõjutavaid keskkonnaparameetreid on pH, kusjuures igal ensüümil on ainulaadne optimaalne väärtus.
Aktiveerimise energia
Ensüümid toimivad, vähendades keemilise reaktsiooni aktiveerimisenergiat.Keemiline reaktsioon võib olla midagi sellist, nagu beanbagi ämbrisse panemine, välja arvatud see, et beanbagi ja ämbri vahel on 10-suu seina. Võite ronida üle seina ja panna beanbagi ämbrisse, kuid kui teil oleks ensüümi abi, oleks sein 10 või 100 või 1000 asemel ainult 2 jalga kõrge. Lõpptulemus on sama, ükskõik kui kõrge sein on, aga kui sein on madal, siis võite palju rohkem beanbakke ämbritesse panna. Sama ka ensüümidega: lõplik keemiline toode on sama ensüümiga või ilma, kuid ensüümi olemasolul toimub palju rohkem reaktsioone.
pH
Arvame, et pH on happesuse mõõt, mis see on. Äädikas on kergelt happeline, seega on selle pH umbes 4, söögisooda aga aluseline ja pH umbes 8. Neutraalse lahuse - ei happelise ega aluselise - pH on 7.
Molekulaarsel tasemel võib pH olla pisut erinev. Madal pH tähendab, et lahuses on palju lisaprootoneid, samas kui kõrge pH tähendab, et koos on palju hüdroksiidi ioone - hapnikku ja vesinikku. Madala pH korral tõmbavad prootonite positiivsed laengud positiivse laenguga piirkondi ja nad lukustuvad edasi. Kõrge pH korral otsivad negatiivsed OH-ioonid positiivset laengu ja kinnituvad.
Ensüümid
Ensüümid on keerulised valgud, mis viivad komponendi aatomid või molekulid kokku just õigel viisil, et alandada aktiveerimise energiat. Nad on võimelised seda tegema, kuna nad on kujundatud. Valgu kuju sõltub osaliselt elektrostaatilisest külgetõmbest selle erinevate osade vahel. Näiteks on mõnel osal pisut negatiivne laeng ja mõnel pisut positiivne, nii et need valgu piirkonnad on üksteise poole painutatud.
Madala pH-ga lahustes ühendavad ekstra positiivsed laengud valkude negatiivseid piirkondi. Kõrge pH-ga lahustes kinnituvad täiendavad negatiivsed laengud valgupositiivsetele piirkondadele. Kui nad lukustuvad, kaob elektrostaatiline atraktsioon ja valk muudab kuju. Kuna ensüümide aktiivsus sõltub selle kujust, aeglustub see ja lakkab töötamast, kui pH langeb liiga madalale või liiga kõrgele.
Ensüümi aktiivsus vs pH
Erinevad ensüümid toimivad piirkondades, kus on erinev pH. Näiteks maoensüümid toimivad kõige paremini madala pH väärtuse (umbes 2) korral. Kuid sõltumata pH konkreetsest väärtusest, kus ensüüm töötab kõige paremini, on ensüümi aktiivsus madalaima pH korral madal ja pH optimaalse väärtuse korral tõuseb maksimaalselt. Seejärel väheneb reaktsiooni kiirus, kui pH tõuseb. Kitsas optimaalsuse vahemikus võib ensüüm taastada oma aktiivsuse, kui pH on optimaalsel tasemel. Kuid väljaspool seda vahemikku on ensüümi kuju nii moonutatud, et see ei saa normaliseerida.