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Les enzymes sont des catalyseurs biologiques. Autrement dit, ce sont des protéines produites par des organismes vivants qui favorisent les réactions chimiques. Sans enzymes, les réactions chimiques dans votre corps ne se dérouleraient pas assez vite pour vous garder en vie. Chaque enzyme possède des conditions de fonctionnement optimales - l’environnement qui lui permet de fonctionner avec une efficacité maximale. L'un des paramètres environnementaux les plus importants qui influencent l'activité enzymatique est le pH, chaque enzyme ayant une valeur optimale unique.
Energie d'activation
Les enzymes agissent en réduisant l’énergie d’activation d’une réaction chimique.Vous pouvez penser à une réaction chimique comme mettre un sac de fèves dans un seau, sauf qu’il ya un mur de 10 pieds entre le sac de fèves et le seau. Vous pouvez grimper sur le mur et mettre le sac de fèves dans le seau, mais si vous aviez l'aide d'une enzyme, le mur n'aurait qu'une hauteur de 2 pieds au lieu de 10, 100 ou 1000. Le résultat final est le même, quelle que soit la hauteur. le mur est, mais vous pourrez mettre beaucoup plus de sacs de fèves dans des seaux si le mur est bas. Même chose avec les enzymes: le produit chimique final est le même avec ou sans enzyme, mais beaucoup plus de réactions se produiront si l’enzyme est présente.
pH
Nous pensons que le pH est une mesure de l’acidité, ce qu’il est. Le vinaigre est légèrement acide, il a donc un pH d'environ 4, tandis que le bicarbonate de soude est basique et a un pH d'environ 8. Une solution neutre - ni acide ni basique - a un pH de 7.
Au niveau moléculaire, le pH peut être légèrement différent. Un pH bas signifie qu'il y a beaucoup de protons supplémentaires dans une solution, alors qu'un pH élevé signifie qu'il y a beaucoup d'ions hydroxyde - oxygène et hydrogène ensemble. À faible pH, les charges positives des protons dans la solution seront attirées par les régions à charge négative et se verrouillent. À pH élevé, les ions OH, qui sont négatifs, rechercheront une charge positive et se verrouillent.
Les enzymes
Les enzymes sont des protéines complexes qui rassemblent les atomes ou les molécules constitutifs de manière à réduire l'énergie d'activation. Ils sont capables de le faire à cause de leur forme. La forme d'une protéine dépend en partie de l'attraction électrostatique entre ses différentes parties. Par exemple, certaines parties ont une charge légèrement négative et d'autres légèrement positives, de sorte que les régions de la protéine sont pliées les unes vers les autres.
Dans les solutions de pH bas, les charges positives supplémentaires se connectent aux régions négatives des protéines. Dans les solutions à pH élevé, les charges négatives supplémentaires s'accrochent aux régions positives des protéines. Quand ils se verrouillent, l'attraction électrostatique est éliminée et la protéine change de forme. Etant donné que l’activité d’une enzyme dépend de sa forme, elle ralentira puis finira par cesser de fonctionner lorsque le pH devient trop bas ou trop élevé.
Activité enzymatique vs pH
Différentes enzymes fonctionnent dans des régions à pH distinct. Les enzymes de l’estomac, par exemple, fonctionnent mieux à un pH bas d’environ 2. Mais quelle que soit la valeur spécifique du pH où l’enzyme fonctionne le mieux, son activité est faible au pH le plus bas et augmente au maximum à la valeur optimale du pH. La vitesse de réaction diminue alors à mesure que le pH augmente. Dans une plage étroite autour de l'optimum, l'enzyme peut recouvrer son activité si le pH redevient optimal. Mais en dehors de cette plage, la forme de l'enzyme sera tellement déformée qu'elle ne peut pas revenir à la normale.