A relação entre enzimas e hidrogênio potenz (pH) está ligada à função enzimática. A estabilidade enzimática é maior sob certas condições ambientais, sendo o pH o principal fator contribuinte. A atividade e a estabilidade enzimáticas máximas são atingidas no nível ótimo de pH. Se o pH do ambiente estiver acima ou abaixo do nível ideal de pH, a enzima se tornará inativa ou menos ativa.
O efeito relativo às enzimas e ao pH ocorre no nível molecular e pode alterar a estrutura e a estabilidade das enzimas, porque as enzimas são amplamente construídas a partir de aminoácidos que possuem características ácidas ou básicas. As enzimas são altamente específicas por natureza. Uma enzima é ativada quando o substrato apropriado se liga à enzima como uma chave e fechadura. Uma reação química ocorre quando uma enzima é ativada e a enzima atua como um catalisador para a reação. Se o pH do ambiente estiver extremamente fora da faixa, uma enzima pode desnaturar e perder completamente a função.
Para ilustrar a relação entre enzimas e pH, considere o caso da amilase, uma enzima que auxilia na digestão. O pH ideal para a amilase é alcançado no estômago, onde a enzima começa a quebrar os carboidratos. O pH da saliva dentro da boca é superior ao pH ideal, portanto a amilase não é ativada durante a mastigação. O mesmo vale para o intestino delgado – o pH é semelhante à saliva. O principal fator é o pH, pois afeta diretamente quando a enzima se torna ativa e inativa em todo o sistema digestivo.
Várias outras enzimas digestivas são fortemente reguladas pelo pH. A tripsina e a pepsina estão envolvidas na quebra dos alimentos para digestão. Embora a tripsina seja ativada em um pH neutro a ligeiramente ácido, a pepsina permanece inativa até atingir o estômago.
O pH também tem um efeito importante na ligação iônica, essencial para a ativação enzimática e reações químicas. Em um ambiente em que as enzimas e o pH se tornam instáveis, a estrutura da enzima pode mudar como resultado de um aumento ou diminuição do pH. Uma mudança na estrutura enzimática provavelmente terá um efeito na ligação iônica, necessária para conduzir reações químicas. A taxa da reação pode mudar ou parar completamente. Em um sistema biológico, uma mudança inesperada no pH pode ter um efeito importante a jusante.
As enzimas e o pH também estão conectados em termos de estabilidade. Quando um ambiente atinge o nível ótimo de pH para uma enzima, também é atingido um ponto de ótima estabilidade. Quando uma enzima é idealmente estável, ela é capaz de permanecer ativada, o que gera reações químicas.