Τι συμβαίνει εάν ένα ένζυμο βρίσκεται σε ρΗ σημαντικά πάνω ή κάτω από το βέλτιστο επίπεδο;
1. Μετουσίωση:
* Τα ακραία επίπεδα ρΗ μπορούν να διαταράξουν την τρισδιάστατη δομή του ενζύμου, οδηγώντας σε μετουσίωση.
* Η ενεργή θέση του ενζύμου, η οποία είναι υπεύθυνη για τη δέσμευση στο υπόστρωμα, παραμορφώνεται, προκαλώντας το ένζυμο να χάσει την καταλυτική του δραστικότητα.
* Αυτή η μετουσίωση είναι συχνά μη αναστρέψιμη, που σημαίνει ότι το ένζυμο δεν μπορεί να ανακτήσει τη λειτουργικότητά του, ακόμη και αν το ρΗ επιστρέψει στο βέλτιστο επίπεδο του.
2. Αλλαγή διανομής φόρτισης:
* Τα ένζυμα έχουν ειδικά υπολείμματα αμινοξέων με φορτισμένες πλευρικές αλυσίδες.
* Αυτές οι χρεώσεις διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στη διατήρηση της δομής και της λειτουργίας του ενζύμου.
* Το ακραίο ρΗ μπορεί να μεταβάλει την κατάσταση ιονισμού αυτών των υπολειμμάτων, να διαταράξει την κατανομή του φορτίου και να επηρεάσει αρνητικά την ικανότητα του ενζύμου να δεσμεύεται με το υπόστρωμα του.
3. Μειωμένη καταλυτική δραστηριότητα:
* Καθώς η δομή του ενζύμου και η κατανομή φορτίου μεταβάλλονται, η καταλυτική δραστικότητα του ενζύμου μειώνεται σημαντικά.
* Το ένζυμο μπορεί να μην είναι σε θέση να δεσμεύσει σωστά το υπόστρωμα του ή η καταλυτική διαδικασία μπορεί να επιβραδυνθεί.
4. Δυσμενείς αλληλεπιδράσεις υποστρώματος:
* Τα ακραία επίπεδα ρΗ μπορούν να μεταβάλλουν την κατάσταση ιονισμού του υποστρώματος, οδηγώντας σε δυσμενείς αλληλεπιδράσεις με την ενεργό θέση του ενζύμου.
* Αυτό μπορεί να εμποδίσει το σχηματισμό του συμπλέγματος ενζύμου-υποβληθαίου και τελικά να μειώσει τη δραστικότητα του ενζύμου.
Παράδειγμα:
* Η πεψίνη, ένα πεπτικό ένζυμο, λειτουργεί καλύτερα σε ρΗ 2, το οποίο είναι πολύ όξινο. Στο ουδέτερο ρΗ, η δραστικότητα του μειώνεται δραστικά και σε υψηλότερες τιμές ρΗ, γίνεται μετουσιωμένη.
Συνοπτικά:
Οι ακραίες τιμές του ρΗ μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τη λειτουργία των ενζύμων με την προκαλώντας μετουσίωση, στη μεταβολή της κατανομής του φορτίου, στη μείωση της καταλυτικής δραστικότητας και στην παρεμβολή στις αλληλεπιδράσεις του υποστρώματος. Αυτό οδηγεί σε μειωμένη ενζυμική δραστικότητα και δυνητικά μη αναστρέψιμη βλάβη στο ένζυμο.
