เกิดอะไรขึ้นกับกิจกรรมของเอนไซม์ถ้าค่า pH ไม่เป็นที่น่าพอใจ?

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• เอ็นไซม์คืออะไร
• ผลทางเคมีของ pH
• การเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของเอนไซม์
• ปัจจัยอื่น ๆ ที่มีผลต่อเอ็นไซม์

เมื่อพูดถึงปฏิกิริยาทางเคมีเอนไซม์เป็นผู้เล่นหลัก โปรตีนพิเศษเหล่านี้ช่วยขับปฏิกิริยาและควบคุมว่าจะดำเนินการอย่างไรอย่างรวดเร็ว เงื่อนไขบางอย่างเช่น pH ส่งผลกระทบต่อรูปร่างของเอนไซม์และตัดสินว่าเอนไซม์ทำงานได้ดีเพียงใด

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

โครงสร้างทางเคมีที่ซับซ้อนที่เรียกว่าเอนไซม์ควบคุมปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ภายในสิ่งมีชีวิต ดังนั้นเอนไซม์จึงมีความหลากหลายอย่างไม่น่าเชื่อในรูปแบบและการทำงาน เอนไซม์แต่ละตัวมีค่าความเป็นกรด - ด่างที่เหมาะสมที่สุด นอกเหนือจากช่วงค่า pH ที่เหมาะสมเอนไซม์อาจชะลอหรือหยุดทำงานอย่างสมบูรณ์

เอ็นไซม์คืออะไร

เอ็นไซม์เป็นคลาสของโปรตีน ซึ่งหมายความว่าโซ่ของกรดอะมิโนจะก่อตัวเป็นโครงสร้างพื้นฐาน ขึ้นอยู่กับเอนไซม์เฉพาะกรดอะมิโนต่าง ๆ มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและสภาพแวดล้อมโดยรอบรวมถึงค่า pH ซึ่งทำให้โซ่งอหรืองอเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อน โครงสร้างเหล่านี้เร่งปฏิกิริยาทางเคมีให้เร็วขึ้นโดยการจับสารเคมีแล้วรวมเข้าด้วยกันหรือแยกออกจากกัน สิ่งมีชีวิตใช้เอ็นไซม์เหล่านี้เพื่อควบคุมความเร็วของปฏิกิริยาเคมี เนื่องจากเอ็นไซม์ทำจากกรดอะมิโนการเปลี่ยนแปลงของพีเอชจึงเปลี่ยนวิธีการทำงานของแต่ละกลุ่ม

ผลทางเคมีของ pH

ระดับ pH จะวัดว่ากลุ่มตัวอย่างเป็นกรดหรือพื้นฐานซึ่งจะอธิบายถึงจำนวนไอออนิกไฮโดรเจนหรือไฮดรอกไซด์ในตัวอย่าง การเปลี่ยนแปลงค่า pH ทำให้เกิดองค์ประกอบของกรดอะมิโนอะตอมและโมเลกุลที่แตกตัวเป็นไอออน สิ่งนี้สามารถทำให้เอนไซม์เปลี่ยนรูปร่าง รูปร่างเหล่านี้เป็นตัวกำหนดฟังก์ชั่นดังนั้นการเปลี่ยนรูปร่างสามารถทำให้ฟังก์ชั่นของเอนไซม์เสื่อมสภาพทำให้ไม่สามารถเร่งปฏิกิริยาเคมีได้

การเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของเอนไซม์

เอนไซม์ทั้งหมดมีค่า pH ที่เหมาะสมซึ่งเอนไซม์จะทำงานได้เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้โดยสมมติว่าเงื่อนไขอื่นนั้นเหมาะสมและขึ้นอยู่กับหน้าที่เฉพาะของมันด้วย ตัวอย่างเช่นเอนไซม์ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดของกระเพาะอาหารของมนุษย์จะมีค่า pH ในอุดมคติที่ต่ำกว่าเอนไซม์ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลางของเลือดมนุษย์ เมื่อค่า pH เบี่ยงเบนไปจากกิจกรรมของเอนไซม์ในสภาวะที่เหมาะสมจะช้าลงแล้วหยุดขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่เอนไซม์จะเสียรูป ขึ้นอยู่กับเอนไซม์และการเปลี่ยนแปลงค่า pH ที่ได้รับอย่างรุนแรงการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจ "หยุด" เอนไซม์อย่างถาวรหรือเอนไซม์อาจกลับสู่สภาวะปกติเมื่อสภาวะกลับสู่ช่วงอุดมคติของเอนไซม์

ปัจจัยอื่น ๆ ที่มีผลต่อเอ็นไซม์

นอกจากค่า pH แล้วยังมีปัจจัยอื่นอีกหลายอย่างที่มีผลต่อเอนไซม์เช่นเดียวกัน อุณหภูมิมีผลคล้ายกับโครงสร้างของเอนไซม์โดยเอนไซม์แต่ละตัวจะมีอุณหภูมิในอุดมคติที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ปริมาณของสารตั้งต้น - สารเคมีที่เอนไซม์ทำหน้าที่ - มีอิทธิพลอย่างสิ้นเชิงต่อความเร็วในการเกิดปฏิกิริยา การเพิ่มสารตั้งต้นเพิ่มความเร็วในการตอบสนองจนกว่าจะพบกับที่ราบสูงที่เอนไซม์ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น เอนไซม์บางตัวมีสารยับยั้งที่ขัดขวางการกระทำของพวกเขา สำหรับเอนไซม์บางชนิดผลิตภัณฑ์สุดท้ายของปฏิกิริยาที่พวกเขากระตุ้นให้ปิดเอนไซม์จริงๆ สิ่งนี้เรียกว่า "การตอบกลับ" และช่วยควบคุมปริมาณของสารที่เอนไซม์สร้างขึ้น