Поделись с друзьями

Ферментативные реакции весьма чувствительны к изменениям рН среды. Это объясняется тем, что рH является одним из факторов регуляции активности ферментов и ферментативных процессов, В клетке работают около тысячи различных ферментов и каждый наиболее активен в очень узком интервале (от 0,2 до 1,5 единицы) рН, который назвали оптимальным. При отклонении от оптимальной зоны рН в кислую или щелочную сторону активность фермента быстро снижается, вплоть до полной остановки. Максимальная активность большинства ферментов отмечается в слабокислой или нейтральной, у некоторых - в слабощелочной среде и лишь некоторые ферменты наиболее активны в резко кислой или сильно щелочной среде. Смотрите таблицу 4.1.

Таблица 4.1. Оптимальные значения рН некоторых ферментов

Фермент

Субстрат (-ы)

Оптимум рН

Пепсин

Пируваткарбоксилаза

Катепсин В

Амилаза солода

Папаин

Сахараза кишечная

Глутаматдекарбоксилаза

Амилаза картофеля

Амилаза слюны

Каталаза

Лактатдегидрогеназа

Липаза панкреатическая

Трипсин

Аргиназа

белки

пируват + СО2

белки

крахмал

белки

сахароза

глутаминовая кислота

крахмал

крахмал

пероксид водорода

молочная кислота

жиры

полипептиды

аргинин

1,5 - 2,5

4,8

4,5 - 5,0

4,7 - 5,2

5,0

5,9 - 6,2

6,0

    6,7

6,8 - 7,0

6,8 - 7,0

7,2

7,0 - 8,5

7,5 - 8,5

9,5 - 10,0

Высокая чувствительность ферментов к изменениям рН объясняется тем, что они имеют большое количество R-COOH групп дикарбоновых аминокислот, -SN групп остатков циcтеина, имидазольных групп гистидина,

-NH2 групп лизина и др., которые только при определённом pH могут быть в ионизированном или неионизированном состоянии и обеспечат образование ES- комплекса и проведение реакции с максимальной скоростью. Большинство субстратов содержит ионогенные группы и реакция может осуществиться только с ионизированными или неионизированными формами субстрата (-ов).

Многие ферменты являются двухкомпонентными, кофактор в них связан с белком слабо, ионными, водородными связями и силами гидрофобного взаимодействия. В условиях pH вызывающих  отсоединение кофактора, происходит нарушение структуры фермента. Например, пероксидаза диссоциирует в кислой среде на два компонента, однако при pH 7,0 её структура и активность восстанавливаются.

Обмен веществ часто сопровождается накоплением кислых или щелочных промежуточных или конечных продуктов, приводящих к сдвигу рН, которое в данный момент является оптимальным для других (перерабатывающих накопившиеся продукты) ферментов и снижающим активность первых. Изменение рН может также влиять на состояние функции активаторов и ингибиторов ключевых ферментов.