Als het gaat om chemische reacties, zijn enzymen belangrijke spelers. Deze gespecialiseerde eiwitten sturen reacties en regelen hoe snel ze verder gaan. Sommige condities zoals pH beïnvloeden de vorm van het enzym en bepalen hoe goed het enzym werkt.

TL; DR (te lang; heeft niet gelezen)

Uitgebreide chemische structuren genaamd enzymen regelen de overgrote meerderheid van chemische reacties in levende wezens. Als zodanig hebben enzymen een ongelooflijke diversiteit in vorm en functie. Elk individueel enzym heeft een specifieke optimale pH. Buiten hun ideale pH-bereik kunnen enzymen langzamer werken of helemaal stoppen.

Wat is een enzym?

Enzymen zijn een klasse van eiwitten. Dit betekent dat ketens van aminozuren hun basisstructuren vormen. Afhankelijk van het specifieke enzym, werken de verschillende aminozuren op elkaar in en de omgeving, inclusief de pH, waardoor de kettingen buigen of opkrullen in complexe structuren. Deze structuren versnellen chemische reacties door chemicaliën te pakken en ze samen te voegen of uit elkaar te breken. Levende dingen gebruiken deze enzymen om de snelheid van chemische reacties te beheersen. Omdat enzymen zijn gemaakt van aminozuren, veranderen de pH-waarden de manier waarop deze afzonderlijke bouwstenen zich gedragen.

Chemische effecten van pH-waarden

De pH-schaal meet hoe zuur of basisch een monster is, wat in turn beschrijft hoeveel ionische waterstof of hydroxide in een monster zit. Veranderingen in de pH zorgen ervoor dat de componentatomen en moleculen van aminozuren worden geïoniseerd. Hierdoor kan een enzym van vorm veranderen. Deze vormen bepalen de functie, dus het veranderen van de vorm kan de functie van het enzym aantasten, waardoor wordt voorkomen dat het chemische reacties versnelt.

Wijzigingen in enzymprestaties

Alle enzymen hebben een ideale pH waarbij het enzym zal presteren zo snel als het kan - ervan uitgaande dat andere omstandigheden ook ideaal zijn en gebaseerd op zijn specifieke functie. Een enzym dat bijvoorbeeld in de zure omgeving van de menselijke maag werkt, heeft een lagere ideale pH dan een enzym dat in de min of meer neutrale omgeving van menselijk bloed werkt. Wanneer de pH afwijkt van de ideale omstandigheden, zal de enzymactiviteit vertragen en vervolgens stoppen, afhankelijk van de mate waarin de omstandigheden het enzym vervormen. Afhankelijk van het enzym en hoe extreem de pH-verandering wordt, kunnen deze veranderingen het enzym permanent "breken" of kan het enzym terugkeren naar normaal zodra de omstandigheden terugkeren naar het ideale bereik van het enzym.

Andere factoren die Enzymen beïnvloeden

Naast de pH kunnen verschillende andere factoren een soortgelijk effect op enzymen hebben. Temperatuur heeft een vergelijkbaar effect op de structuur van enzymen, waarbij elk enzym een ​​andere ideale temperatuur heeft. Bovendien heeft de hoeveelheid substraat - de chemicaliën waarop een enzym inwerkt - een grote invloed op de reactiesnelheid. Het toevoegen van meer substraat versnelt de reactie totdat deze een plateau bereikt waarop het enzym niet sneller kan bewegen. Sommige enzymen hebben remmers die hun acties blokkeren. Voor sommige enzymen, sluiten de eindproducten van de reacties die ze aanmoedigen het enzym eigenlijk af. Dit wordt 'feedback' genoemd en helpt bij het reguleren hoeveel van een stof een enzym creëert.