תוֹכֶן
- TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
- מהו אנזים?
- השפעות כימיות של pH
- שינויים בביצועי האנזים
- גורמים אחרים המשפיעים על אנזימים
כשמדובר בתגובות כימיות, אנזימים הם שחקנים מרכזיים. חלבונים מיוחדים אלה מניעים תגובות ושולטים במהירות בה הם מתקדמים. תנאים מסוימים כמו pH משפיעים על צורת האנזימים וקובעים עד כמה טוב מתפקד האנזים.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
מבנים כימיים מורחבים הנקראים אנזימים שולטים ברוב המוחלט של התגובות הכימיות בתוך יצורים חיים. ככאלה, לאנזימים יש מגוון מדהים בצורתם ובתפקודם. לכל אנזים אינדיבידואלי יש pH אופטימלי ספציפי. מחוץ לטווח ה- pH האידיאלי שלהם, אנזימים עשויים להאט או להפסיק לעבוד לחלוטין.
מהו אנזים?
אנזימים הם סוג של חלבונים. המשמעות היא שרשראות של חומצות אמינו מהוות את המבנים הבסיסיים שלהן. תלוי באנזים הספציפי, חומצות האמינו השונות עוברות אינטראקציה זו עם זו והסביבה הסובבת אותה - כולל ה- pH הגורם לשרשראות להתכופף או להתכרבל למבנים מורכבים. מבנים אלה מזרזים תגובות כימיות על ידי אחיזת כימיקלים והרכבתם או הפרדתם. דברים חיים משתמשים באנזימים אלה כדי לשלוט במהירות התגובות הכימיות. מכיוון שאנזימים עשויים מחומצות אמינו, שינויים ב- pH משנים את אופן התנהגותם של אבני הבניין האינדיבידואליות.
השפעות כימיות של pH
סולם ה- pH מודד עד כמה מדגם חומצי או בסיסי, המתאר בתורו כמה מימן או הידרוקסיד יוניים בדגימה. שינויים ב- pH גורמים ליינון של אטומי ומולקולות של רכיבי חומצות אמיניות. זה יכול לגרום לאנזים לשנות צורה. צורות אלה קובעות את התפקוד, כך ששינוי הצורה עלול לפגוע בתפקוד האנזימים, ולמנוע ממנו לזרז תגובות כימיות.
שינויים בביצועי האנזים
לכל האנזימים יש pH אידיאלי בו האנזים יתפקד מהר ככל שהוא יכול - בהנחה שתנאים אחרים הם גם אידיאליים ומבוססים על תפקודו הספציפי. לדוגמא, לאנזים העובד בסביבה החומצית של הקיבה האנושית יהיה pH אידיאלי נמוך יותר מאשר אנזים שעובד בסביבה ניטרלית יותר או פחות של דם אנושי. כאשר ה- pH סוטה מהתנאים האידיאליים פעילות האנזים תאט, ואז תפסיק, תלוי עד כמה התנאים מעוותים את האנזים. תלוי באנזים ובמידת קיצוניותו של שינוי החומציות, שינויים אלה עשויים "לשבור" את האנזים לצמיתות או שהאנזים עשויים לחזור לשגרה ברגע שהתנאים יחזרו לטווח האידיאלי של האנזימים.
גורמים אחרים המשפיעים על אנזימים
בנוסף ל- pH מספר גורמים אחרים יכולים להשפיע באופן דומה על אנזימים. לטמפרטורה השפעה דומה על מבנה האנזימים, כאשר לכל אנזים טמפרטורה אידיאלית שונה. בנוסף, לכמות המצע - הכימיקלים עליהם פועל האנזים - השפעה חריפה על מהירות התגובה. הוספת מצע רב יותר מזרזת את התגובה עד שהיא פוגעת ברמה בה צביעת האנזים אינה זזה מהר יותר. בחלק מהאנזימים יש מעכבים החוסמים את פעולתם. עבור אנזימים מסוימים, תוצרי הסיום של התגובות שהם מעודדים למעשה מכבים את האנזים. זה נקרא "משוב" ועוזר לווסת כמה מחומר שיוצר האנזים.