Las enzimas son catalizadores biológicos. es decir, son proteínas producidas en organismos vivos que ayudan a las reacciones químicas. sin enzimas, las reacciones químicas en su cuerpo no procederían lo suficientemente rápido como para mantenerlo con vida. Cada enzima tiene condiciones de funcionamiento óptimas: el entorno que les permite trabajar con la máxima eficiencia. Uno de los parámetros ambientales más importantes que influye en la actividad enzimática es el ph, y cada enzima tiene un valor óptimo único.
energía de activación
Las enzimas funcionan disminuyendo la energía de activación de una reacción química. Puedes pensar en una reacción química como algo así como poner una bolsa de frijoles en un cubo, excepto que hay una pared de 10 pies entre la bolsa de frijoles y el cubo. puedes trepar por la pared y poner la bolsa de frijoles en el balde, pero si tuvieras la ayuda de una enzima, la pared solo tendría 2 pies de altura en lugar de 10, 100 o 1000. El resultado final es el mismo, no importa qué tan alto la pared es, pero podrás poner muchas más bolsas de frijoles en cubos si la pared es baja. lo mismo con las enzimas: el producto químico final es el mismo con o sin una enzima, pero si la enzima está presente, ocurrirán muchas más reacciones.
ph
pensamos en ph como una medida de acidez, que es. el vinagre es ligeramente ácido, por lo que tiene un ph de aproximadamente 4, mientras que el bicarbonato de sodio es básico y tiene un ph de aproximadamente 8. una solución neutral, ni ácida ni básica, tiene un ph de 7.
a nivel molecular, el ph puede ser ligeramente diferente. un pH bajo significa que hay muchos protones adicionales en una solución, mientras que un pH alto significa que hay muchos iones de hidróxido: oxígeno e hidrógeno juntos. a ph bajo, las cargas positivas de los protones en la solución serán atraídas a regiones con carga negativa, y se engancharán. a pH alto, los iones oh, que son negativos, buscarán carga positiva y se engancharán.
enzimas
Las enzimas son proteínas complicadas que unen átomos o moléculas componentes de la manera correcta para reducir la energía de activación. son capaces de hacer esto debido a su forma. La forma de una proteína depende en parte de la atracción electrostática entre sus diferentes partes. por ejemplo, algunas partes tienen una carga ligeramente negativa, y algunas ligeramente positivas, por lo que esas regiones de la proteína están dobladas entre sí.
en soluciones de bajo ph, las cargas positivas adicionales se conectan a regiones negativas de proteínas. En soluciones de alto pH, las cargas negativas adicionales se adhieren a las regiones positivas de una proteína. cuando se prende, se elimina la atracción electrostática y la proteína cambia de forma. Debido a que la actividad de una enzima depende de su forma, se ralentizará y, finalmente, dejará de funcionar cuando el pH sea demasiado bajo o demasiado alto.
actividad enzimática vs. ph
diferentes enzimas funcionan en regiones con ph distintos. las enzimas estomacales, por ejemplo, funcionan mejor a un pH bajo de aproximadamente 2. pero independientemente del valor específico de ph donde una enzima funciona mejor, la actividad enzimática es baja en el ph más bajo y aumenta al máximo en el valor óptimo de ph. la velocidad de reacción luego disminuye a medida que aumenta el ph. Dentro de un rango estrecho alrededor del óptimo, la enzima puede recuperar su actividad si el pH vuelve al óptimo. pero fuera de ese rango, la forma de la enzima estará tan distorsionada que no podrá volver a la normalidad.