Enzim Nedir? | Özellikleri | Konu Anlatımı

Enzim nedir? Enzimlerin özellikleri nelerdir? Enzimler konu anlatımı. Enzimlerin yapısı hakkında bilgiler.

ENZİMLER

Canlılarda yaşamsal faaliyetlerin devamı bazı kimyasal reaksiyonların gerçekleşmesine bağlıdır. Bu reaksiyonlar canlılarda enzim adı verilen özel moleküller aracılığı ile gerçekleşir.

Eğer enzimler olmaz ise biyokimyasal olayların çoğu ya hiç gerçekleşmez ya da son derece yavaş gerçekleşir. Bu nedenle enzimler canlı dokuların bileşiminde az miktarda bulunmalarına rağmen çok önemli rolleri olan organik moleküllerdir. Her kimyasal tepkimenin başlayabilmesi için belirli bir enerjiye ihtiyaç vardır. Bir reaksiyonun başlaması için belirli bir enerjiye ihtiyaç vardır. Bir reaksiyonun başlaması için gerekli olan en düşük enerji miktarına aktivasyon enerjisi denir.

Enzimler canlı sistemlerdeki özelleşmiş organik yapıdaki katalizörlerdir. Canlılar aktivasyon enerjisi engelini aşmak için enzimleri kullanırlar.

ENZİMLERİN YAPISI

Enzimler canlı hücrelerde, DNA’daki bilgiye göre sentezlenen protein yapıdaki özel moleküllerdir.

Enzimler yapısal olarak iki grupta incelenirler.

1-) Basit enzimler

Sadece proteinden meydana gelen enzimlerdir. Örneğin, karaciğerdeki üreyi parçalayan üreaz enzimi, midede proteinlerin sindiriminde etkili olan pepsin enzimi basit yapılı enzimlerdir.

2-) Bileşik enzimler (Holoenzim)

Bu enzimler protein kısım ve yardımcı kısım olmak üzere iki kısımdan meydana gelmişlerdir.

Protein kısım (Apoenzim) : sadece proteinden meydana gelen kısımdır. Bu kısım bileşik enzimin hangi maddeye etki edeceğini belirler ve enzimin ilgili maddeye bağlanmasını sağlar.

Yardımcı kısım: Apoenzime bağlı olan ve protein yapıda olmayan gruplardır. Yardımcı kısım organik veya inorganik yapıda olabilir. Eğer yardımcı kısım organik yapıda ise (Vitamin, NAD, FAD, NADP gibi) koenzim, inorganik yapıda ise (metal iyonları gibi) kofaktör olarak isimlendirilir. Bileşik enzimleri asıl iş yapan kısmı yardımcı kısmıdır. Yardımcı kısım moleküler arasındaki bağlara etki ederek istenen ürünlerin oluşumunu sağlar.

Bir bileşik enzimin çalışabilmesi için iki kısmının da bir arada bulunması gerekir.

NOT: Bir apoenzim çeşidi daima aynı çeşit yardımcı kısımla çalışmasına karşılık, bir yardımcı kısım çeşidi birden fazla çeşit apoenzimle çalışabilir. Bu nedenle hücrelerdeki apoenzim çeşidi yardımcı kısım çeşidinden daha fazladır.

ENZİMLERİN ÇALIŞMA MEKANİZMASI 

Enzimin etki ettiği bileşiğe substrat denir. Her enzim belirli çeşit substratlara özeldir. Yani her enzim çeşidi belirli molekül çeşitlerine etki edebilir. Çünkü enzim ile substratı arasında anahtar-kilit uyumuna benzer bir uyum vardır.

Enzimlerin çalışması sürecinde enzim önce substratını tanır ve ona geçici olarak bağlanır. Enzimin substratı tanıyan kısmı protein kısmıdır. Enzimin protein kısmında aktif bölge denilen oluk ya da cep şeklinde özel bir bölüm bulunur. bu şekilde enzim ve substrattan meydana gelen geçici bir kompleks (ara bileşik) oluşur. Daha sonra enzimin aktif bölgesi subsrat üzerinde değişiklik yapar ve ürünler oluşur. Bundan sonra enzim üründen ayrılarak hiçbir değişikliğe uğramadan reaksiyondan çıkar.

ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ 

  • Her enzim çeşidi bir substrata özel olduğu için her enzim belirli reaksiyonu katalizler.
  • Enzimler tüketilmeden ve hiçbir değişikliğe uğramadan reaksiyondan çıktıkları için tekrar tekrar kullanılabilirler.
  • Enzimler bir reaksiyonu başlatamazlar. Reaksiyonu başlatan etki aktivasyon enerjisidir. Enzimler ise aktivasyon enerjisini düşürerek reaksiyonları hızlandırırlar. Örneğin üre molekülü enzim olmaksızın ancak yüz yıl içerisinde parçalanabilir. Fakat karaciğerde bulunan üreaz enzimi varlığında saniyede 30.000 üre molekülü parçalanabilir.
  • Enzimler ancak hücre içerisinde üretilebilirler. Fakat üretildikten sonra hücre içinde veya dışında çalışabilirler. Yapay olarak da üretilebilmektedirler.
  • Enzimler etkilerini substratın dış yüzeyinden başlatırlar. Bu nedenle substratın yüzeyi ne kadar fazla ise enzim o kadar hızlı çalışır ve reaksiyonun toplam süresi kısalır.
  • Bazı enzimler le üretildiklerinde pasiftirler (inaktif durum). Enzim bu durumda iken substratına etki edemez ancak aktif hale geldikten sonra substratına etki edebilir. İnaktif enzimler sonuna –jen eki getirilerek adlandırılır. Enzim aktif ise genellikle substratın sonuna ya da katalizlediği tepkimenin sonuna “az” eki getirilerek adlandırılır. (oksidoz, proteaz, lipaz vb.)
  • Enzimler genellikle tersiner (çift yönlü) olarak çalışırlar. Yani bir enzim çeşidi bir reaksiyonu hem girenler hem de ürünler yönünde katalizleyebilir.
  • Enzimler temel olarak protein yapıda moleküllerdir. Proteinler DNA şifresine göre üretilen moleküller olduklarından her enzim çeşidi bir gen tarafından şifrelenir. Bu nedenle bir enzimin sentezinde görevli genin yapısı bozulacak olursa ilgili enzim de üretilmez. Bu durumda enzimin gerçekleştirdiği reaksiyon gerçekleşemediğinden enzim etki edeceği substrat ortamda birikir ve canlıya zarar verebilir. Ayrıca enzimin gerçekleştirdiği reaksiyon hayatsal öneme sahipse bu canlının hayatının devamı için enzimin ürününün ortama hazır olarak verilmesi gerekir.

ENZİMLERİN ÇALIŞMASINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER

Enzimlerin çalışması ve enzimatik reaksiyonların hızı çeşitli faktörlere bağlı olarak değişimler gösterilebilir.

1.Enzim yoğunluğu

Enzim yoğunluğunun artışı reaksiyon hızını artırıcı etki gösterir.

2.Substrat yoğunluğu

Ortamdaki enzim miktarı sınırlı ise, reaksiyon hızı substrat miktarı artışına bağlı olarak önce artar daha sonra enzimler maksimum aktiviteye ulaştığında reaksiyon sabit hızla devam eder.

3.Subastrat yüzeyi

Enzimler etkilerini substratın dış yüzeyinden başlattıkları için substratın toplam yüzeyi arttıkça etki yüzeyi de artacağından enzimatik reaksiyonun hızı da artar. Bu nedenle, aynı miktardaki kıyılmış et, parça ete göre daha fazla yüzeye sahip olduğundan daha çabuk bozulur.

4.Sıcaklık

Enzimler protein yapılı moleküller olduğundan ortamdaki sıcaklık değişimlerinden etkilenirler.

Bir enzim çeşidinin en iyi çalışabildiği sıcaklık değerine optimum sıcaklık denir. Ortam sıcaklığının optimum değerden daha düşük veya yüksek olması enzimin çalışmasını olumsuz etkiler.

Sıcaklığın düşürülmesi enzimin çalışmasını yavaşlatır ancak enzimin yapısını bozmaz. Bu nedenle sıcaklık tekrar optimum değere çıkarılacak olursa enzim tekrar maksimum çalışma hızına ulaşır. Ancak sıcaklığın optimum değerin üzerine çıkarılması hem enzimin çalışmasını yavaşlatır hem de enzimin yapısını bozabilir. Eğer sıcaklık artışı enzimin yapısını bozacak değere ulaşacak olursa enzimin protein yapısı geri dönüşümsüz olarak bozulur ve enzim bir daha çalışmaz.

5.pH derecesi

Enzimler ortamın pH değişimlerine karşı çok duyarlıdır. Genellikle pH derecesinin nötr veya nötre yakın olduğu değerlerde en iyi çalışırken çok fazla asidik veya bazik ortamlarda çalışamazlar. Ancak her enzimin optimum çalıştığı bir pH değeri bulunur. enzimlerin optimum pH değerleri farklılıklar gösterebilir.

pH değerinin değişmesi enzimlerin yapısını bozabilmektedir.

6.Ortamdaki su miktarı

Enzimler ancak sulu ortamda çalışabilir. Ortamdaki su yoğunluğunun değişimi enzimin etkinliğini değiştirir.

Genellikle su yoğunluğunun %15’in altında olduğu ortamlarda enzimler inaktitir. Bitki tohumlarında da su oranı %15’in altında olduğundan tohumun yapısındaki enzimler çimlenme öncesi dönemde inaktiftir.

7.Kimyasal maddeler

Ortamdaki bazı kimyasal maddeler enzimlerin etkinliğini değiştirebilir. Enzimlerin etkinliğini arttırarak reaksiyonları hızlandıran kimyasal maddelere aktivatör denir.

Enzimlerin etkinliğini azaltarak reaksiyonları yavaşlatan veya durduran maddelere ise inhibitör denir. İnhibitör maddelerin enzimleri etkileme biçimleri birbirlerinden farklıdır. Örneğin siyanür, glikozun hücre solunumunda kullanılması sırasında görev alan enzimlerin etkinliğini durdurarak zehirlenmeye yol açar.

Ca, Mg, ve B grubu vitaminleri aktivatörlere, Cu ve Hg gibi ağır metaller, CO gazı ve bazı zehirler (siyanür) ise inhibitörlere örnek olarak verilebilir.

Enzim Aktivitesinin Kontrolü

Canlılarda enzimlerin aktivitelerini kontrol eden çok çeşitli mekanizmalar vardır. Bu mekanizmalar; pH, sıcaklık, enzim-substrat konsantrasyonu gibi fiziksel etkenlere bağlı olabileceği gibi, enzimlerin aktif bölgelerini maskeleyen, bloke eden veya değiştiren çeşitli kimyasallara da bağlı olabilir.

Enzim kontrolünde yaygın olarak enzimin normal substratına çok fazla benzeyen ve enzimin aktif merkezine genellikle tersinir bir şekilde bağlanabilen inhibitör maddeler etkilidir. Bu inhibitör maddeler substrata benzerler ancak enzime bağlandıklarında kimyasal değişime uğramazlar. Bu maddeler substratla yarışarak enzimin aktif merkezine bağlanırlar ve böylece substratın enzime bağlanmasını engeller. Bu durumda ortamdaki substrat ve inhibitör madde yoğunluğu enzim aktivitesini kontrol eder.

Bir enzimatik reaksiyon sonucu oluşan ürünün kendisi veya bir dizi enzimatik reaksiyon sonucu oluşan son ürün ihtiyacın üzerinde yüksek konsantrasyonlara ulaştığında kendi sentezinden sorumlu reaksiyonu durdurur. Bu şekilde ürünün kendini kısıtlamasına feed-back inhibasyonu denir. Bu mekanizma sayesinde hücrede gereksiz madde yığılmasının önüne geçilmiş olur.

2 comments

  • Kamil Orhan

    Sayın ilgili,

    Paylaştığınız açıklayıcı bilgiler için teşekkür ederim.
    Bu tür bilgilerin dahada çeşitlendirilerek paylaşılması dileği ile ,

    İşlerinizde kolaylıklar ve esenlikler dilerim,

    Kamil Orhan

  • Apo

    Then U . Kamil

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir