Τι πιθανότατα θα συμβεί σε ένα ένζυμο εάν τοποθετηθεί σε περιβάλλον που είναι πολύ όξινο ή βασικό;
* Τα ένζυμα είναι ιδιαίτερα συγκεκριμένα: Έχουν ένα πολύ συγκεκριμένο τρισδιάστατο σχήμα (διαμόρφωση) που τους επιτρέπει να συνδέονται με το υπόστρωμα τους και να καταλύουν μια συγκεκριμένη αντίδραση. Αυτό το σχήμα είναι ζωτικής σημασίας για τη λειτουργία τους.
* Το pH επηρεάζει τη δομή της πρωτεΐνης: Οι πρωτεΐνες, συμπεριλαμβανομένων των ενζύμων, αποτελούνται από αμινοξέα. Αυτά τα αμινοξέα έχουν πλευρικές αλυσίδες που μπορούν να χρεωθούν (θετικά ή αρνητικά) ανάλογα με το pH του περιβάλλοντος.
* όξινα περιβάλλοντα (χαμηλό pH): Τα υπερβολικά ιόντα Η+ σε όξινα περιβάλλοντα διαταράσσουν τις ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των πλευρικών αλυσίδων αμινοξέων, οδηγώντας σε αλλαγές στο σχήμα της πρωτεΐνης.
* Βασικά περιβάλλοντα (υψηλό pH): Τα περίσσεια OH διαταράσσουν επίσης αυτές τις ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις, προκαλώντας αλλαγές στο σχήμα της πρωτεΐνης.
* Μετουσίωση: Όταν το σχήμα του ενζύμου μεταβάλλεται σημαντικά λόγω του ακραίου ρΗ, χάνει την ικανότητά του να δεσμεύεται με το υπόστρωμα και να καταλύει την αντίδραση. Αυτή η απώλεια λειτουργίας ονομάζεται μετουσίωση.
Σκεφτείτε το έτσι: Φανταστείτε ένα ένζυμο ως κλειδαριά και το υπόστρωμα του ως κλειδί. Το κλειδί έχει ένα συγκεκριμένο σχήμα που ταιριάζει τέλεια στην κλειδαριά. Εάν η κλειδαριά είναι λυγισμένη από το σχήμα (μετουσιωμένο) από ένα ακραίο ρΗ, το κλειδί δεν θα ταιριάζει πλέον και η κλειδαριά δεν θα είναι σε θέση να ανοίξει (το ένζυμο δεν θα είναι σε θέση να καταλύσει την αντίδραση).
Συνέπειες μετουσίωσης:
* Απώλεια λειτουργίας: Το ένζυμο δεν μπορεί πλέον να εκτελεί τον βιολογικό του ρόλο.
* Πιθανή βλάβη: Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα μετουσιωμένα ένζυμα μπορούν να καταστούν επιβλαβή για το κύτταρο ή τον οργανισμό.
Σημαντική σημείωση: Κάθε ένζυμο έχει ένα βέλτιστο εύρος ρΗ όπου λειτουργεί καλύτερα. Εκτός από αυτό το εύρος, το ένζυμο γίνεται σταδιακά λιγότερο ενεργό μέχρι να μεριωθεί.
