La relation entre les enzymes et le potentiel d’hydrogène (pH) est liée à la fonction enzymatique. La stabilité enzymatique est maximale dans certaines conditions environnementales, le pH étant le principal facteur contributif. L’activité et la stabilité enzymatiques maximales sont atteintes au niveau de pH optimal. Si le pH de l’environnement est supérieur ou inférieur au niveau de pH optimal, l’enzyme deviendra inactive ou moins active.
L’effet concernant les enzymes et le pH se produit au niveau moléculaire et peut altérer la structure et la stabilité des enzymes car les enzymes sont en grande partie construites à partir d’acides aminés qui ont des caractéristiques acides ou basiques. Les enzymes sont très spécifiques par nature. Une enzyme est activée lorsque le substrat approprié se lie à l’enzyme comme une serrure et une clé. Une réaction chimique se produit lorsqu’une enzyme est activée et que l’enzyme agit comme un catalyseur pour la réaction. Si le pH de l’environnement est extrêmement hors de portée, une enzyme peut se dénaturer et perdre complètement sa fonction.
Pour illustrer la relation entre les enzymes et le pH, considérons le cas de l’amylase, une enzyme qui aide à la digestion. Le pH optimal pour l’amylase est atteint dans l’estomac, où l’enzyme commence à décomposer les glucides. Le pH de la salive à l’intérieur de la bouche est supérieur au pH optimal, de sorte que l’amylase n’est pas activée pendant la mastication. Il en va de même pour l’intestin grêle – le pH est similaire à celui de la salive. Le facteur principal est le pH car il a un effet direct sur le moment où l’enzyme devient active et inactive dans tout le système digestif.
Plusieurs autres enzymes digestives sont étroitement régulées par le pH. La trypsine et la pepsine sont impliquées dans la décomposition des aliments pour la digestion. Bien que la trypsine soit activée à un pH neutre à légèrement acide, la pepsine reste inactive jusqu’à ce qu’elle atteigne l’estomac.
Le pH a également un effet majeur sur la liaison ionique, qui est essentielle pour l’activation enzymatique et les réactions chimiques. Dans un environnement où les enzymes et le pH deviennent instables, la structure enzymatique peut changer en raison d’une augmentation ou d’une diminution du pH. Un changement dans la structure enzymatique aura probablement un effet sur la liaison ionique, qui est nécessaire pour conduire des réactions chimiques. La vitesse de la réaction peut changer ou s’arrêter complètement. Dans un système biologique, un changement inattendu du pH peut avoir un effet majeur en aval.
Les enzymes et le pH sont également liés en termes de stabilité. Lorsqu’un environnement atteint le niveau de pH optimal pour une enzyme, un point de stabilité optimale est également atteint. Lorsqu’une enzyme est stable de manière optimale, elle est capable de rester activée, ce qui entraîne des réactions chimiques.