Les enzymes sont des catalyseurs biologiques. C'est-à-dire, ce sont des protéines produites dans des organismes vivants qui favorisent les réactions chimiques. Sans enzymes, les réactions chimiques dans votre corps ne procéderaient pas assez rapidement pour vous maintenir en vie. Chaque enzyme a des conditions de fonctionnement optimales - l'environnement qui lui permet de travailler avec une efficacité maximale. L'un des paramètres environnementaux les plus importants qui influencent l'activité enzymatique est le pH, chaque enzyme ayant une valeur optimale unique.
Activation Energy
Les enzymes agissent en diminuant l'énergie d'activation d'une réaction chimique. Vous pouvez penser à une réaction chimique comme à la mise d'un sac de fèves dans un seau, sauf qu'il y a un mur de 10 pieds entre le sac de fèves et le seau. Vous pouvez grimper sur le mur et mettre le sac de fèves dans le seau, mais si vous aviez l'aide d'une enzyme, le mur ne ferait que 2 pieds de haut au lieu de 10 ou 100 ou 1000. Le résultat final est le même le mur est, mais vous serez en mesure de mettre beaucoup plus de sacs de fèves dans des seaux si le mur est bas. De même pour les enzymes: le produit chimique final est le même avec ou sans enzyme, mais beaucoup plus de réactions se produiront si l'enzyme est présente.
pH
Nous pensons au pH comme mesure d'acidité, ce qui est. Le vinaigre est légèrement acide, il a donc un pH d'environ 4, tandis que le bicarbonate de soude est basique et a un pH d'environ 8. Une solution neutre - ni acide ni basique - a un pH de 7.
Au niveau moléculaire, le pH peut être légèrement différent. Un pH bas signifie qu'il y a beaucoup de protons supplémentaires dans une solution, tandis qu'un pH élevé signifie qu'il y a beaucoup d'ions hydroxyde - l'oxygène et l'hydrogène ensemble. À pH bas, les charges positives des protons dans la solution seront attirées vers les régions à charge négative, et elles se verrouilleront. À un pH élevé, les ions OH, qui sont négatifs, rechercheront une charge positive et verrouilleront.
Enzymes
Les enzymes sont des protéines complexes qui réunissent les atomes ou les molécules des composants dans le bon sens pour abaisser l'énergie d'activation. Ils sont capables de le faire à cause de leur forme. La forme d'une protéine dépend en partie de l'attraction électrostatique entre ses différentes parties. Par exemple, certaines parties ont une charge légèrement négative, d'autres légèrement positives, donc les régions de la protéine sont courbées l'une vers l'autre. Dans les solutions de pH bas, les charges positives supplémentaires se connectent aux régions négatives des protéines . Dans les solutions à pH élevé, les charges négatives supplémentaires se fixent sur les régions positives d'une protéine. Quand ils se verrouillent, l'attraction électrostatique est éliminée et la protéine change de forme. Parce que l'activité d'une enzyme dépend de sa forme, elle va ralentir, puis arrêter de fonctionner quand le pH devient trop bas ou trop élevé.
Activité enzymatique vs pH
Différentes enzymes fonctionnent dans les régions avec un pH distinct. Les enzymes de l'estomac, par exemple, fonctionnent mieux à un faible pH d'environ 2. Mais indépendamment de la valeur spécifique du pH où une enzyme fonctionne le mieux, l'activité enzymatique est faible au pH le plus bas et augmente jusqu'à la valeur optimale du pH. La vitesse de réaction diminue alors que le pH augmente. Dans une gamme étroite autour de l'optimum, l'enzyme peut récupérer son activité si le pH est retourné à l'optimum. Mais en dehors de cette plage, la forme de l'enzyme sera tellement déformée qu'elle ne pourra pas revenir à la normale.
