Enzim; Canlı hücrelerde görev yapan ve biyokimyasal tepkimelerin gerçekleşmesi için gerekli olan aktivasyon enerjisini düşüren katalizörlere denir. Enzimler olmasaydı bütün (enzimlerin etki ettiği) tepkimeler çok daha uzun zamanda çok daha az miktarda parçalanırdı. Enzimler reaksiyonu başlatmazlar; aktivasyon enerjinisi aşağı çekerek, başlamış olan reaksiyonu devam ettirmektedirler. Enzimlerden etkilenen maddeye substrat denir.
Enzimleri Oluşturan Kısımlar
Enzimleri oluşturan 3 ana kısım vardır; apoenzim, kofaktör ve koenzim.
Apoenzim
- Enzimin protein yapılı kısmıdır.
- Organik yapılıdır.
- Her canlıda farklılık göstermektedir.
- Enzimin aktif bölgesini oluşturur.
- Her enzimin kendi substratında çalışması için özelleşmiştir.
Reklam
Kofaktör ve Koenzim
- Enzimin mineraller (kofaktör) veya vitaminler (koenzim) tarafından oluşturulan yardımcı kısmıdır.
- Organik ya da inorganik yapılı olabilirler.
- Organik yapılılar genellikle vitaminlerden oluşmaktadır ve koenzim diye isimlendirilir.
- İnorganik yapılılar genellikle minerallerden oluşmaktadır ve kofaktrö diye isimlendirilir.
- Bir kofaktör veya koenzim birden çok apoenzime bağlanabilmektedir.
Enzim Çeşitleri
Enzimler çeşitlerine göre basit ve bileşik olmak üzere ikiye ayrılır.
Basit Enzimler
Bu gruptaki enzimler sadece apoenzim kısımdan yani proteinden oluşmaktadır. Örneğin pepsin enzimi.
Bileşik Enzimler
Apoenzim kısımlarının yanında mineral veya vitamin (kofaktör veya koenzim) yapılar bulunduran enzimlere bileşik enzimler denir. Yapılarındaki vitamin veya mineral olmazsa işlevlerini yerine getirememektedirler.
Enzimlerin Genel Özellikleri
- Genlerin denetiminde üretilmektedir.
- Bazı enzimler tersinir çalışabilmektedirler.
- Yüksek sıcaklıklarda yapıları bozulur ve işlevlerini kaybederler.
- Enzimler protein yapılıdır, yani yüksek sıcaklıkta yapıları bozulur ve çalışamaz duruma gelirler.
- Enzimler tepkimeden zarar görmeden çıkar, böylece tepkimede tekrar tekrar kullanılabilir.
- Enzimler genellikle takımlar halinde iş yapar.
- Enzimler DNA şifresine göre ribozomlarda sentezlenir.
- Her hücre kendi enzimini kendisi üretir.
- Hücre içerisinde üretilmesine rağmen, hem hücre içinde hem hücre dışında kullanılabilmektedir.
- Her enzim, özel bir substratı etkiler.
- Substratın yüzey artışı, temas yüzeyini arttırdığı için enzim etkinliğini artırır.
- Canlı sistemlerdeki hemen hemen her tepkime enzimlerle olur.
Enzim şu şekilde çalışmaktadır;
- Enzim biçim değiştirip substratına (etki ettiği maddeye) geçici olarak bağlanmaktadır.
- Oluşan bu yapı etkinliği sayesinde ürün oluşturmaktadır.
- Enzim substrattan ayrılarak eski şekline geri dönmektedir.
Reklam
Enzimlerin Kullanım Alanları
- Peynir yapımında kullanılabilirler.
- Penisilin yapımında kullanılabilirler.
- Etil alkol fermantasyonlarında kullanılabilirler.
- Sütten yoğurt oluşumunda görev almaktadırlar.
Enzimlerin Çalışmasını Etkileyen Faktörler
Enzimlerin çalışma hızına; ph, sıcaklık, su miktarı, substrat konsantrasyonu, substrat yüzeyi, enzim konsantrasyonu, aktivatör maddeler, inhibitör maddeler
PH
Bazı enzimler asidik, bazı enzimler bazik ve bazı enzimler de nötr ortamda optimum çalışır. Optimum seviyeden uzaklaştıkça enzimin aktivetesi azalır. Yüksek veya düşük olması enzimlerin yapısının bozulmasına (denatüre olmasına) sebep olabilir.
Sıcaklık
Enzimlerin en hızlı çalıştığı sıcaklığa optimum sıcaklık denir. İnsan vücudundaki çoğu enzimin optimum sıcaklığı 36 derecedir. Optimum sıcaklıktan uzaklaştıkça enzimin çalışma hızı yavaşlar.
- 0 ºC’ nin altında çoğu enzim çalışmaz ama yapıları bozulmaz (uygun ortamlar sağlanırsa tekrar çalışmaya başlar).
- 55 ºC’ nin üstünde çoğu enzim çalışmaz ve yapıları bozulur yani denaturasyon olur (uygun koşullar sağlansa bile enzim bir daha çalışmaz).
Sıcaklık etkisine verilecek en güzel örnek buzdolabı örneğidir. Buzdolabına koyduğumuz sebze ve meyvelerin geç bozulmalarının nedeni enzim aktivitesinin azalmasıdır. Daha sonra buzdolabından çıkardığımız sebze veya meyveler yine eski hızında bozulmaya başlar.
Reklam
Su Miktarı
Enzimler %15 su miktarının altına düştüğü zaman faaliyetlerini durdururlar fakat yok olmazlar. Örneğin bir tohumda su miktarı %15’in altındadır. Bu sayede tohumlar soğuktan ve dış etkenlerden kendilerini koruyabilirler. Eğer su miktarı %15’in üzerine çıkar ise tohum içerisindeki nişasta sindiren enzimler faaliyet göstermeye başlar ve tohum çimlenmeye başlar.
Substrat Konsatrasyonu
Bir tepkimede substrat düzeyi belirli bir noktaya gelinceye kadar tepkime hızı artmakta böylece enzimler substrata doymaktadır. Belirli bir seviyeye gelen substrat konsatrasyonu tepkime hızına etki etmemeye başlar.
Substrat Yüzeyi
Tepkime hızı substrat yüzeyi ile doğru orantılı şekilde artar.
Enzim Konsantrasyonu
Ortamda bol miktarda substrat varsa enzim miktarı arttıkça tepkimenin hızı artmaktadır.
Kimyasal Maddeler
Bazı kimyasal maddeler enzimlerin etkisini hızlandırır. Bu maddelere aktivatör maddeler denir. Örneğin vitaminler enzimlere aktivatör özellik gösterir. Bazı kimyasal maddeler enzimlerin çalışmasını yavaşlatır. Bu tür maddelere de inhibitör madde denir. Kurşun, siyanür, cıva gibi ağır metaller inhibitör özellik gösterir. Birçok reaksiyonda tepkime sonucu oluşan ürün miktarının belli bir değerin üzerine çıkması, ilgili enzimlerin çalışmasını engellemektedir. Bu durumda artan ürün, enzim için inhibitör etki yapmaktadır.
