Советуем для ознакомления:

Физиология:

Популярные разделы сайта:

Оптимальная температура человека. Влияние pH на реакции в организме

Температура, оптимальная для действия большинства ферментов, близка к нормальной температуре тела — 37°С. У человека, который относится к гомеотермным существам, система терморегуляции обеспечивает совершенно точное поддержание температуры в этой оптимальной зоне.

Лихорадка, представляющая собой защитный механизм, направленный против инфекционных агентов, способна инактивировать ферменты последних, однако в конечном итоге она порой оказывает повреждающее действие и на организм человека-хозяина. Охлаждение изолированных органов применяют для подавления в них процессов обмена; хранение тканей и жидкостей в замороженном состоянии или при более низкой температуре стало обычным способом предотвращения аутокаталитического распада.

Влияние pH на реакции в организме

Ферменты, подобно всем белковым молекулам, несут множество заряженных групп — положительных и отрицательных. Общий заряд молекулы фермента зависит от соотношения между этими противоположно заряженными группами. Важнейшим изменяющим это соотношение фактором является наличие в клетке водородных ионов (Н+), которые нейтрализуют отрицательно заряженные группы: —СОО- + Н+——СООН (нулевой заряд) и образуют положительно заряженные группы: —NH2 + H+=>—NH3+.

Таким образом, увеличение положительного заряда (или уменьшение отрицательного) на поверхности фермента обусловлено повышением концентрации водородных ионов (т.е. уменьшением рН). Наоборот, уменьшение концентрации водородных ионов (увеличение рН) приводит к диссоциации этих протонированных форм: -СООН— СОО- + Н+ —NH3+ -+-NH2 + H+.

pH реакции организма

В этом случае произойдет увеличение отрицательного заряда молекулы фермента. При определенной величине концентрации водородных ионов положительный и отрицательный заряды совершенно одинаковы и молекула фермента в целом не несет заряда, т. е. находится в изоэлектрической точке.

Большинство ферментов отличается наибольшей активностью и стабильностью в области своей изоэлектрической точки или вблизи нее. Подобно повышению температуры, резкие колебания рН (либо высокая кислотность, либо высокая щелочность) способствуют развертыванию молекулы, что ведет к денатурации и необратимой инактивации.

Заряженные группы фермента, расположенные в области активного центра, часто принимают участие либо в связывании субстрата, либо в каталитическом действии фермента. Именно поэтому ферменты обычно лучше всего функционируют в довольно ограниченном диапазоне концентрации водородных ионов. График зависимости ферментативной активности от рН имеет, как правило, колоколообразную форму. Точка, в которой ферментативная активность максимальна, называется оптимальным рН, который характерен для данного фермента, реагирующего с определенным субстратом.

Внутриклеточные ферменты обычно имеют рН-оптимумы, соответствующие нейтральной среде (рН 7,0), близкой к нормальному значению рН для жидкостей тела. Внеклеточные ферменты, такие, как пепсин, функционирующий в сильнокислой среде содержимого желудка, могут иметь рН-оптимумы в области, значительно удаленной от нейтральной. Очевидно тем не менее, что, подобно температуре тела, регуляция рН в организме человека является непременным условием, обеспечивающим поддержание оптимального уровня ферментативной активности.
Сдвиги концентрации водородных ионов — либо избыток (ацидоз), либо недостаток (алкалоз) — приводят к резким изменениям обмена веществ.

- Читать "Влияние ионов на химические реакции. Кофакторы и коферменты"

Оглавление темы "Ферментативные реакции в организме":
1. Ферментный катализ. Механизмы ферментного катализа
2. Соединение субстрата с ферментом. Конкурентное торможение
3. Концентрация субстрата. Влияние концентрации субстрата на ферментативную реакцию
4. Константа Михаэлиса. Влияние концентрации фермента на реакцию
5. Влияние температуры на реакцию. Оптимальная температура ферментной реакции
6. Оптимальная температура человека. Влияние pH на реакции в организме
7. Влияние ионов на химические реакции. Кофакторы и коферменты
8. Ингибиторы ферментов. Механизмы действия ингибиторов ферментов
9. Аллостерические модификаторы. Механизм действия модификаторов
10. Положительные модификаторы. Активация зимогенов