Τι αποτέλεσμα έχουν όξινες και βασικές λύσεις στα ενζυμικά μόρια;
Οξεία διαλύματα:
* Μετουσίωση: Τα οξέα μπορούν να διαταράξουν τη λεπτή ισορροπία των δεσμών υδρογόνου και των ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων που συγκρατούν μαζί την τρισδιάστατη δομή του ενζύμου (τη διαμόρφωσή του). Αυτή η διαταραχή, γνωστή ως μετουσίωση, μεταβάλλει την ενεργό θέση - την συγκεκριμένη περιοχή όπου το ένζυμο συνδέεται με το υπόστρωμα του. Ένα μετουσιωμένο ένζυμο είναι ουσιαστικά μη λειτουργικό.
* Διαταραχή της κατάστασης ιονισμού: Τα ένζυμα συχνά βασίζονται σε συγκεκριμένες καταστάσεις ιονισμού υπολειμμάτων αμινοξέων εντός της ενεργού θέσης τους. Τα οξέα μπορούν να αλλάξουν το ρΗ του περιβάλλοντος, μεταβάλλοντας την κατάσταση ιονισμού αυτών των υπολειμμάτων, η οποία μπορεί να διαταράξει τη δέσμευση του υποστρώματος και την καταλυτική δραστικότητα.
Βασικές λύσεις:
* Παρόμοια αποτελέσματα με τα οξέα: Ενώ είναι λιγότερο συνηθισμένες, οι εξαιρετικά βασικές λύσεις μπορούν επίσης να μειώσουν τα ένζυμα διαταράσσοντας τη δομή τους.
* Διαταραχή ιονισμού: Παρόμοια με τα όξινα διαλύματα, οι βάσεις μπορούν επίσης να μεταβάλλουν την κατάσταση ιονισμού των βασικών υπολειμμάτων αμινοξέων εντός της ενεργού θέσης, θέτοντας σε κίνδυνο την ενζυματική δραστικότητα.
Βέλτιστο pH:
Κάθε ένζυμο έχει ένα βέλτιστο εύρος ρΗ όπου λειτουργεί πιο αποτελεσματικά. Εκτός αυτού του εύρους, η ενζυματική δραστηριότητα μειώνεται. Αυτό οφείλεται στις συγκεκριμένες απαιτήσεις pH για την ενεργό θέση για τη διατήρηση της σωστής καταστάσεων διαμόρφωσης και ιονισμού για βέλτιστη δέσμευση υποστρώματος και κατάλυση.
Παραδείγματα:
* Pepsin: Αυτό το ένζυμο που βρίσκεται στο στομάχι λειτουργεί καλύτερα σε ένα πολύ όξινο περιβάλλον (ρΗ 2). Αυτή η οξύτητα είναι ζωτικής σημασίας για την ικανότητά της να διασπά τις πρωτεΐνες.
* Θρυψίνη: Αυτό το ένζυμο που βρίσκεται στο λεπτό έντερο λειτουργεί βέλτιστα σε ελαφρώς αλκαλικό ρΗ (περίπου 8).
Συνέπειες των αλλαγών pH:
* Μειωμένη δραστηριότητα: Τα ένζυμα εκτός της βέλτιστης περιοχής ρΗ τους μπορεί να έχουν μειωμένη δραστηριότητα, επιβραδύνοντας ή αναστέλλουν τις αντιδράσεις.
* Ολοκληρώστε την απενεργοποίηση: Οι ακραίες αλλαγές του ρΗ μπορούν να οδηγήσουν σε μη αναστρέψιμη μετουσίωση, καθιστώντας μόνιμα το ένζυμο άχρηστο.
Συνοπτικά:
Τόσο τα όξινα όσο και τα βασικά διαλύματα μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά τα ενζυμικά μόρια μεταβάλλοντας τη διαμόρφωσή τους, διαταράσσοντας την κατάσταση ιονισμού των κρίσιμων υπολειμμάτων και τελικά επηρεάζοντας τη δραστηριότητά τους. Η διατήρηση του κατάλληλου ρΗ είναι απαραίτητη για τη λειτουργία του ενζύμου και, κατά συνέπεια, για πολλές βιολογικές διεργασίες στους ζωντανούς οργανισμούς.
