Temperatuur en pH bij enzymen
Enzymen versnellen reacties in de cel. Bij het examen moet je kunnen uitleggen hoe temperatuur en pH hun werking veranderen, en waarom dat voor de stofwisseling belangrijk is.
Enzymen zijn eiwitten. Elk enzym heeft een actieve plek met een vaste vorm. Een substraat past precies in die plek.
De vorm van een eiwit wordt bepaald door bindingen tussen de aminozuren. Temperatuur en pH kunnen die bindingen veranderen. Daardoor verandert ook de vorm van de actieve plek.
Bij een te lage temperatuur bewegen de moleculen langzamer. Er botsen dan minder enzymen en substraten per seconde. Zo verloopt de reactie traag en komt er minder energie vrij.
Bij een te hoge temperatuur trillen de atomen zo sterk dat de bindingen breken. Het enzym denatureert en de actieve plek past niet meer op het substraat. Het enzym werkt dan niet meer goed.
Ook de pH beïnvloedt de vorm van een enzym. Een zuur of basisch milieu verandert de ladingen van bepaalde aminozuren. Daardoor verandert de vorm van het enzym.
Elk enzym heeft een optimale temperatuur en een optimale pH. Pepsine werkt het best in de maag, bij een lage pH. Amylase werkt het best in de mond, bij ongeveer pH 7.
Onthoud
Enzymen werken alleen goed bij een vaste ruimtelijke vorm van de actieve plek.
Een te lage temperatuur maakt de reactie traag, omdat moleculen minder vaak botsen.
Een te hoge temperatuur laat bindingen breken, zodat het enzym denatureert.
Een verkeerde pH verandert de ladingen van aminozuren, en daarmee de vorm van het enzym.
Elk enzym heeft een eigen optimum voor temperatuur en pH.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Bij de eerste opdracht leg je uit waarom het embryo niet te warm mag worden. Je redeneert op molecuulniveau.
- 1
Bij een hoge temperatuur trillen de moleculen in het embryo sterker.
Veelgemaakte fouten
Veel leerlingen schrijven dat enzymen doodgaan bij hoge temperatuur, maar schrijf liever dat ze denatureren en hun vorm verliezen.
Leerlingen denken dat een hogere temperatuur altijd meer reactie geeft, maar elk enzym heeft een optimum en daarboven neemt de werking weer af.
Leerlingen verklaren een pH-effect met warmte, maar de pH verandert de ladingen van aminozuren en daarmee de vorm van het enzym.
Snel checken
Waarom verloopt een enzymreactie traag bij een te lage temperatuur?
Pepsine werkt goed in de maag en amylase werkt goed in de mond. Wat verklaart dat verschil?