酸性溶液:
* 変性: 酸は、酵素の3次元構造(その立体構造)を保持する水素結合と静電相互作用の繊細なバランスを破壊する可能性があります。 変性として知られるこの破壊は、活性部位を変化させます。これは、酵素がその基質に結合する特定の領域です。変性酵素は本質的に機能しません。
* イオン化状態の破壊: 酵素は、多くの場合、活性部位内のアミノ酸残基の特定のイオン化状態に依存しています。 酸は環境のpHを変化させ、これらの残基のイオン化状態を変化させ、基質の結合と触媒活性を破壊する可能性があります。
基本的なソリューション:
* 酸と同様の効果: あまり一般的ではありませんが、非常に基本的なソリューションは、構造を破壊することにより酵素を変性させることもできます。
* イオン化破壊: 酸性溶液と同様に、塩基は、活性部位内の主要なアミノ酸残基のイオン化状態を変化させ、酵素活性を妥協することもできます。
最適pH:
各酵素には、最も効率的に機能する最適なpH範囲があります。この範囲の外では、酵素活性が低下します。これは、最適な基質結合と触媒のために正しい立体構造とイオン化状態を維持するための活性部位の特定のpH要件によるものです。
例:
* ペプシン: 胃に見られるこの酵素は、非常に酸性の環境で最も効果的です(pH 2)。この酸性度は、タンパク質を分解する能力にとって非常に重要です。
* トリプシン: 小腸に見られるこの酵素は、わずかにアルカリ性のpH(約8)で最適に動作します。
pH変化の結果:
* アクティビティの減少: 最適なpH範囲外の酵素により、活性が低下し、反応が減速または停止する可能性があります。
* 完全な不活性化: 極端なpHの変化は、不可逆的な変性につながり、酵素を永久に役に立たなくなります。
要約:
酸性溶液と塩基性溶液の両方が、その立体構造を変化させ、臨界残基のイオン化状態を破壊し、最終的にその活性に影響を与えることにより、酵素分子に悪影響を与える可能性があります。 適切なpHを維持することは、酵素機能に不可欠であり、その結果、生物内の多くの生物学的プロセスには不可欠です。