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As enzimas são catalisadores biológicos. Ou seja, são proteínas produzidas em organismos vivos que ajudam as reações químicas. Sem enzimas, as reações químicas em seu corpo não seriam rápidas o suficiente para mantê-lo vivo. Toda enzima possui ótimas condições operacionais - o ambiente que lhes permite trabalhar com a máxima eficiência. Um dos parâmetros ambientais mais importantes que influenciam a atividade enzimática é o pH, com cada enzima tendo um valor ótimo único.
Energia de ativação
As enzimas funcionam diminuindo a energia de ativação de uma reação química.Você pode pensar em uma reação química como algo como colocar um saco de feijão em um balde, exceto que há uma parede de três metros entre o saco de feijão e o balde. Você pode pular o muro e colocar o saco de feijão no balde, mas se você tivesse a ajuda de uma enzima, o muro teria apenas 2 pés de altura em vez de 10 ou 100 ou 1000. O resultado final é o mesmo, não importa quão alto a parede é, mas você pode colocar muito mais pufes em baldes se a parede estiver baixa. O mesmo ocorre com as enzimas: o produto químico final é o mesmo com ou sem uma enzima, mas muitas outras reações ocorrerão se a enzima estiver presente.
pH
Pensamos no pH como uma medida de acidez, o que é. O vinagre é levemente ácido, por isso tem um pH de cerca de 4, enquanto o bicarbonato de sódio é básico e tem um pH de cerca de 8. Uma solução neutra - nem ácida nem básica - tem um pH de 7.
Em um nível molecular, o pH pode ser ligeiramente diferente. Um pH baixo significa que há muitos prótons extras em uma solução, enquanto um pH alto significa que há muitos íons hidróxido - oxigênio e hidrogênio juntos. Em pH baixo, as cargas positivas dos prótons na solução serão atraídas para regiões com carga negativa, e travarão. Em pH alto, os íons OH, que são negativos, buscarão carga positiva e se trancarão.
Enzimas
As enzimas são proteínas complicadas que reúnem átomos ou moléculas de componentes da maneira correta para diminuir a energia de ativação. Eles são capazes de fazer isso por causa de como são moldados. A forma de uma proteína depende em parte da atração eletrostática entre suas diferentes partes. Por exemplo, algumas partes têm uma carga levemente negativa e outras levemente positivas, de modo que essas regiões da proteína são dobradas uma para a outra.
Em soluções de pH baixo, as cargas positivas extras se conectam às regiões negativas das proteínas. Em soluções de alto pH, as cargas negativas extras se prendem às regiões positivas da proteína. Quando se agarram, a atração eletrostática é eliminada e a proteína muda de forma. Como uma atividade enzimática depende de sua forma, ela diminui a velocidade e, eventualmente, para de funcionar quando o pH fica muito baixo ou muito alto.
Atividade enzimática vs. pH
Diferentes enzimas funcionam em regiões com pH distinto. As enzimas estomacais, por exemplo, funcionam melhor com um pH baixo de cerca de 2. Mas, independentemente do valor específico do pH em que uma enzima funciona melhor, a atividade enzimática é baixa no pH mais baixo e aumenta para um valor máximo no pH ideal. A taxa de reação diminui à medida que o pH aumenta. Dentro de uma faixa estreita em torno do ideal, a enzima pode recuperar sua atividade se o pH retornar ao ideal. Mas fora desse intervalo, a forma da enzima será tão distorcida que não poderá retornar ao normal.