¿Cuál es el efecto del pH en las enzimas?

Las enzimas tienden a tener un pH que las mantiene óptimamente felices, y eso varía para cada enzima. Cuando se cambia el pH de una solución, puede tener varios efectos sobre la estructura y la actividad de las enzimas.

Específicamente, el pH puede tener un efecto sobre el estado de ionización (la ionización es el proceso por el cual un átomo o una molécula adquiere una carga negativa o positiva al ganar o perder electrones para formar iones) de aminoácidos ácidos o básicos. Si el estado de ionización de un aminoácido en una proteína se altera, entonces los enlaces iónicos que ayudan a darles su forma tridimensional también se alteran, lo que podría resultar en que la enzima se vuelva inactiva.

Los cambios en el pH también tienden a cambiar el sustrato al cambiar su forma o propiedades de carga, lo que da como resultado que el sustrato no pueda unirse al sitio activo o que no pueda someterse a catálisis.

Un pH más bajo significa más iones de hidrógeno y un pH más alto significa menos iones de hidrógeno, ambos afectarán la interacción del enlace iónico entre los grupos R de la enzima y el sustrato.

Cada enzima tiene una actividad enzimática óptima diferente a diferentes valores de pH.

Las enzimas son proteínas y, como tales, son sensibles a los cambios en su entorno que podrían causar que se desnaturalicen, se desenreden o que se “fundan” de forma tal que la disposición específica de sus aminoácidos que se requiere para que funcionen es perdió.

En un sentido menos extremo, cuando el pH disminuye, hay más iones H + en solución, por lo que las regiones aniónicas que están expuestas en la superficie de la enzima -que pueden haber necesitado permanecer aniónicas para que la enzima funcione- pueden protonarse (comenzar para unir covalentemente muchos de esos iones H +) y así perder su capacidad de funcionar.

Lo contrario puede suceder cuando el pH aumenta: el ácido carboxílico y los grupos amina pueden desprotonizarse, es decir, despojarse de los iones H + por la solución ahora más básica, y de manera similar perder su reactividad química nativa.

Las proteínas existen en el filo de la estabilidad: cambian sus condiciones ambientales de alguna manera y se vuelven papilla. Esta es la razón por la cual el concepto de homeostasis biológica es tan importante: las células gastan una cantidad tremenda de su energía manteniendo un ambiente interno constante porque es en estas condiciones que intentan mantener que sus proteínas / enzimas operan más efectivamente.

Las enzimas tienen un pH óptimo. A cualquier pH superior o inferior a este óptimo, las enzimas no serán tan activas.