Значение рН среды

Активность ферментов зависит от рН раствора, в котором протекает ферментативная реакция. Для каждого фермента существует оптимальное значение рН, при котором наблюдается его максимальная активность. Это связано с ионизацией функциональных групп аминокислотных остатков фермента, обеспечивающих оптимальную конформацию его активного центра.

Оптимум рН для большинства ферментов организма человека совпадает с его физиологическим значением и находится в интервале 6, 0-8, 0 (рис. 5.6).

Вместе с тем отдельные ферменты активны при значениях рН, лежащих далеко за пределами этого интервала, например наибольшую активность пепсин проявляет при рН 2, 0, трипсин – при рН 7, а папаин вообще не чувствителен к изменению рН в диапазоне от 4, 0 до 8, 0 (рис. 5.7).

При отклонении рН от оптимальных значений происходит изменение ионизации функциональных групп молекулы фермента. Например, в кислой среде происходит протонирование свободных аминогрупп (–NH₃⁺), а в щелочной – отщепление протона от карбоксильных групп (–СОО^–). Это приводит к изменению конформации фермента и его активного центра. Следовательно, нарушается способность активного центра связывать субстраты, коферменты. Кроме того, рН среды может влиять на степень ионизации или пространственную организацию субстрата, что также влияет на сродство субстрата к активному центру. При значительном отклонении от оптимального значения рН может происходить денатурация белковой молекулы с полной потерей ферментативной активности.