Hvad er den optimale pH for human maveenzymaktivitet?

Alle enzymer har et vist pH-område, hvor de fungerer bedst. Et enzym er et protein sammensat af molekyler kaldet aminosyrer, og disse aminosyrer har regioner, der er følsomme over for pH. PH-skalaen definerer, hvor sur eller basisk en opløsning er, hvor lav pH er sur og høj pH er basisk. Den menneskelige mave har en pH-værdi på 2, og enzymer, der fungerer i maven, er tilpasset til at fungere på det pH-niveau.
Mave har lavt pH -

Når vi indtager mad og drikke, kommer bakterier sammen med dem. . Vores kroppe er i stand til at beskytte sig mod infektion ved at dræbe bakterier i maven. Ved en pH på 2 er mavesaften i maven sure nok til at dræbe de bakterier, vi indtager. De celler, der linjer maven - kaldet parietalceller - udskiller saltsyre eller HCI, og denne syre giver mavejuicer deres lave pH. HCl fordøjer ikke mad, men det dræber bakterier, hjælper med at nedbryde bindevævet i kød og aktiverer pepsin, maves fordøjelsesenzyme. producerer et pro-enzym kaldet pepsinogen. Når pepsinogen kommer i kontakt med det sure miljø i maven, katalyserer det en reaktion for at aktivere sig selv og bliver det aktive enzym kaldet pepsin. Pepsin er en protease eller et enzym, der bryder kemiske bindinger i protein. Pepsin bruger carboxylsyregruppen på en af dens aminosyrer til at bryde den kemiske binding mellem nitrogen og ilt i de proteiner, der findes i fødevarer.
Pepsin Funktioner ved pH 2

Årsagen til at pepsin fungerer bedst ved pH 2 skyldes, at carboxylsyregruppen på aminosyren i enzymets aktive sted skal være i dens protonerede tilstand, hvilket betyder bundet til et hydrogenatom. Ved lav pH protoneres carboxylsyregruppen, hvilket gør det muligt for den at katalysere den kemiske reaktion af brudende kemiske bindinger. Ved pH-værdier højere end 2 bliver carboxylsyren afprotoneret og er således ikke i stand til at deltage i kemiske reaktioner. Pepsin er mest aktiv ved pH 2, hvor dens aktivitet falder ved højere pH og falder helt ned ved pH 6,5 eller derover. Generelt er enzymaktivitet følsom over for pH, fordi den katalytiske gruppe af et enzym - i pepsins tilfælde carboxylsyregruppen - enten vil blive protoneret eller deprotoneret, og denne tilstand bestemmer, om den kan deltage i en kemisk reaktion eller ej.
Pepsin inaktiv ved højere pH

Efter fordøjelse i maven går mad ud gennem den pyloriske sfinkter ind i tolvfingertarmen i tyndtarmen, hvor pH er meget højere. Pepsin bliver inaktiv i dette miljø, fordi koncentrationen af brintatomer er lavere. Brintet på pepsins carboxylsyre på det enzymaktive sted fjernes derefter, og enzymet bliver inaktivt. Den kemiske reaktion katalyseret af pepsin afhænger af tilstedeværelsen af en protoneret carboxylsyre, så enzymets aktivitet er meget afhængig af pH i den opløsning, den er i. Lav pH fører til høj aktivitet og høj pH giver lidt eller ingen aktivitet.