Bileşik Enzimler

1
Enzimler
Her canlı organizmanın ancak kendisinin
sentez edebildiği, kendisine özgü organik
bileşenlere enzim denir. Enzimler, canlılarda
meydana gelen biyokimyasal reaksiyonları
gerçekleştiren biyokatalizörlerdir.
Canlılardaki tüm hayati olayları harekete
geçirirler, kontrol ederler veya frenlerler.
Proteinlerden yapılmışlardır ve doğal olarak
yalnız canlılar tarafından sentezlenirler.
Hücre içerisinde meydana gelen binlerce
tepkimenin hızını arttırırlar.
2

Bir canlı hücredeki tepkimelerin hemen
tamamı, yeterince hızlı olabilmek için
enzimlere
gerek
duyar.
Solunumun,
büyümenin, kas kasılmasının, sinirdeki
iletimin, fotosentezin, azot bağlanmasının,
sindirim vs.'nin temelini oluştururlar.
3
Enzimlerin özellikleri
Kimyasal
yapılarına
göre
enzimlerin
tümü
protein
yapısındadır ya da protein kısmı
bulundururlar. Bazı enzimler,
kompleks bağlı metal iyonu
yapısında ya da vitaminlerden
oluşan protein olmayan organik
bileşiklere
sahip
olabilirler.
Enzimlerdeki protein olmayan bu
gruplara prostetik grup veya
koenzim denir. Bunlar enzim
fonksiyonlarına yardım ederler.
Enzimin
aktif
bölgesiyle
birleşirler.
4
Enzimin etki ettiği bileşiğe de
“substrat" denir. Her substrat
için ayrı bir enzim özeldir. Bunun
için anahtar-kilit prensibinden
bahsedilir. Enzim ve substratının
birbirine
tam
olarak
uyan
tamamlayıcı geometrik şekilleri
olmasından dolayı bu prensip
öne sürülmüştür.
Örneğin, üreaz enzimi yalnız
kendisi için substrat olan üreyi
amonyağa
parçalayan
bir
enzimdir.
5
Enzimlerin yapısal özellikleri
Katalitik RNA moleküllerinin küçük bir grubu hariç bütün
enzimler proteindirler; proteinlere ait tüm yapısal özellikleri
gösterirler.
Apoprotein (apoenzim)
Sadece enzim = apoenzim
Kofaktör
Enzim + koenzim = haloenzim
Haloenzim (tam enzim)
6
Enzimlerin Fe2+, Mg2+, Mn2+, Zn2+ gibi bir metal
iyonu
veya
mineral
maddeler
gibi
protein
olmayan anorganik kısımları kofaktör, vitamin
gibi kompleks bir organik molekül olan kısımları
da koenzimdir. Enzim bir koenzim bulundurduğu
zaman toplam veya kompleks enzime haloenzim
(tam enzim), protein olan kısmına ise apoenzim
denir. Apoenzim ve prostetik grup kendi başlarına
katalitik etki gösteremezler.
7
Enzimlerin adlandırılmaları
Birçok enzim, etki ettiği bileşiğin
(substratlarının) adına veya katalizlediği
tepkimenin aktivitesini tanımlayan bir kelime
veya sözcük grubuna “az” soneki ekleyerek
adlandırılır. Örneğin, hidroliz tepkimesine etki
eden hidrolaz enzimi gibi.
Üreaz, amilaz, arjinaz, proteaz ve lipaz gibi.
8
Enzim Mekanizması
Enzimler, biokatalizör olarak kimyasal reaksiyonlara
girerler. Enzim molekülleri katalitik etkileriyle
substratı bazı ürünlere dönüştürürler. Katalizör olarak
bir enzimin fonksiyonu, aktivasyon enerjisini
düşürmek suretiyle bir biyokimyasal reaksiyonun
hızını artırmaktır.
Bir enzimatik reaksiyonun hızı, enzimin etkinliği veya
enzimin aktivitesi ile ilişkilidir. Etkinliği veya aktivitesi
fazla olan bir enzim, belirli bir sürede daha fazla
substrat molekülünü ürün haline dönüştürür. Diğer
katalizörler gibi enzimler de katalizledikleri tepkime
sonucunda tükenmez ve bu tepkimelerin dengesini
değiştirmez.
9
Enzimlerin aktivitesi, ortamın iyonik şiddeti, pH,
metal iyonları, sıcaklık vb. faktörler ile substratların ve
inhibitörlerin varlığından etkilenmektedir. Dolayısıyla gıda
bilimcisi
veya
teknoloğu
istenilen
kalitede
gıda
elde
edebilmek için bu koşulları kontrol altına almalı ve enzimlerin
özelliklerine vakıf olmalıdır.
İkinci önemli husus ise; istenilen etkileri oluşturmak ve
hedeflenen kalitede gıda üretebilmek için enzimler "işlem
yardımcısı"
olarak
kullanılmaktadır.
gıda
Enzimler
süreçleri
gıdanın
sırasında
üretim
da
maliyetinin
kontrolünü sağlamaları nedeniyle de gıda üreticileri için önem
taşımaktadır.
Enzim mekanizması: Enzimli tepkimeler dönüşümlüdür.
E+S


E+SE+Ü
Enzim + Substrat  Kompleks  Enzim + Ürün
(enzim ve substrat kompleksi)
Aktif bölgeler
substrat
ürünler
enzim ve substrat kompleksi
11
Enzimler ikiye ayrılırlar:
Basit enzimler
Bileşik enzimler
12
Basit Enzimler:

Sadece proteinlerden meydana gelmiş olan
enzimlerdir. Bunlara en iyi örnek; sindirim
enzimleri
ve
üreyi
parçalayan
üreaz
enzimleridir. Reaksiyon direkt olarak protein
kısmı tarafından yürütülür.
Sadece enzim = apoenzim
13
Bileşik Enzimler:
Bileşik enzimler iki kısımdan meydana gelebilir:
1-Protein + Vitaminler (koenzim) veya
2-Protein + Mineral maddeler veya metal iyonları
(enzim aktivatörleri-kofaktörler) (Aktivörler, enzim
aktivitesini arttıran maddelerdir.)
Bu enzimlerin sadece protein olan kısmına
apoenzim, vitamin kısmına ise koenzim veya
prostetik grup denir. Enzimin etkinlik göstermesi
için gereksinme duyduğu organik moleküllere
"Koenzim" denir. Metal iyonları ve mineral
maddeler gibi kısımlarına da enzim aktivatörlerikofaktörler denir.
14
Bileşik enzimler ayrı ayrı görev yapamazlar. Çünkü
enzimin etki ettiği maddeyi protein kısmı belirler.
Koenzim ise reaksiyonu gerçekleştirir. Organizmalarda
vitamin veya metal iyonları eksik olursa protein
kısımları reaksiyonu gerçekleştiremez. Bundan dolayı
canlı hastalanır.
Örneğin; gözdeki A vitamini görme reaksiyonlarını
gerçekleştiren enzimin bir parçasıdır. Yani koenzimdir.
A vitamini olmasa reaksiyon gerçekleşemez ve gece
körlüğü ortaya çıkar.
15
Enzimlerin sınıflandırılmaları
1. Oksidoredüktazlar
 2. Transferazlar
 3. Hidrolazlar
 4. Liyazlar
 5. İzomerazlar
 6. Ligazlar

16

1. Oksidoredüktazlar: Oksidasyonredüksiyon yani yükseltgenmeindirgenme reaksiyonlarını katalize eden
enzimler bu sınıftandır. Laktat
dehidrojenaz, Katalaz, alkoldehidrogenaz

2. Transferazlar: Fonksiyonel bir grubun
bir gruptan diğerine transfer reaksiyonunu
katalize eden enzimlerdir. Transaminaz,
kolinasetilaz, Alanin transaminaz,
Heksokinaz, Kreatin kinaz
17

3. Hidrolazlar: Çeşitli bağların hidrolizini yani su
katılması suretiyle bağların parçalandığı hidroliz
reaksiyonlarını katalize eden enzimlerdir. Lipaz,
fosfataz, pepsin, tripsin, emulsin, Kolesterol
esteraz, Alkalen fosfataz, Amilaz, Tripsin

4. Liyazlar: Bu enzimler, C-C, C-O ve C-N
arasındaki bağları hidrolizden ve oksidasyondan
farklı bir yolla kırarlar veya bu atomlar arasına
bir çift bağ ilave ederler. Yani iki bileşikten yeni
bir bileşik verme reaksiyonunu katalizlerler.
Piruvat dekarboksilaz, Sitrat sentaz, fumaraz
18

5. İzomerazlar: Bir molekül içindeki geometrik
ve yapısal değişiklikleri yani izomerizasyon
reaksiyonlarını (yeniden düzenlenme) katalize
ederler. Triozfosfat izomeraz, Glukoz-6-fosfat
izomeraz

6. Ligazlar (Sentetazlar): C-O, C-S, C-N ve C-C
arasında kovalent bir bağ oluşmasını sağlayan
enzimlerdir. Bu enzimler genellikle ATP'deki
yahut diğer trifosfatlardaki pirofosfatı hidrolize
ederek iki molekülün birbirine bağlanmasını
katalize ederler. Karboksilaz, DNA ligaz
19
Enzimlerin Çalışmasına Etki Eden
Faktörler :
1-SICAKLIK
Her enzim reaksiyonunun hızının maksimum
olduğu bir sıcaklık derecesi vardır ve buna
optimum sıcaklık denir. 0ºC de enzimler pasiftir.
Ancak yapıları bozulmaz. Ama genel olarak
enzimler 60ºC de bozulurlar ve bu sıcaklığın
üzerinde
etkisiz
hale
gelirler.
Enzim
tepkimelerinin hızı, sıcaklık yükselmesiyle artar.
20
Sıcaklık artışıyla enzimatik reaksiyonun hızındaki
artış, sıcaklık belli bir değere yükselinceye kadar
devam eder. Daha yüksek sıcaklıklarda enzim
denatüre olarak (bozularak) aktivitesini kaybeder
ve reaksiyon hızı azalır.
21
2-pH
Enzimler pH değişimine karşı çok duyarlıdırlar.
Genellikle çok fazla asidik ve bazik ortamlarda
etkisizdirler. Bazı hallerde enzimler en yüksek
etkinliği belirli bir pH derecesinde gösterirler. Bu
pH derecesine “optimum pH" denir. Her enzimin
maksimum aktivite gösterdiği belli bir pH değeri
vardır.
Pepsinın pH-aktivite grafiği
Glukoz-6-fosfatazın pH-aktivite grafiği
22
3- Enzim /Substrat konsantrasyonu
Biyokimyasal reaksiyonların hızı,
enzim konsantrasyonuyla doğru
orantılıdır. Bol substrat bulunan bir
ortama eklenecek enzim, son ürünün
miktarını da artıracaktır. Enzim
konsantrasyonunu sabit tutup
substrat konsantrasyonunu sürekli
arttırırsak, enzimin substrata
doyduğu, başka bir değişle ortamdaki
enzim molekülünün tamamının
substrat ile kompleksleştiği değere
ulaşılır. Böylece reaksiyon hızıda
maksimum değerine ulaşır.
23
4-Diğer Kimyasal Maddeler ve Suyun
Etkisi
Birçok
kimyasal madde enzimleri etkisiz hale getirir.
Bazı ilaçlar ve bir kısım kimyasal maddeler enzimlerin
katalitik etkilerine engel olurlar.
Enzimlerin
büyük bir kısmı işlevlerini su içerisinde
gösterdiklerinden, suyun miktarı da enzim işlevinde
etken bir koşuldur. Genellikle % 15'in altında su içeren
ortamlarda, enzimler işlev göstermezler. Biyokimyasal
olaylar için çözünür durumda olmaları gerekir.
24
ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ
1- Biyolojik reaksiyonların aktivasyon enerjisini düşürürler.
2- Enzimler aynı tür reaksiyonu bozulmadan tekrar tekrar
yapabilirler.
3- Enzimler gerçekleşecek olan reaksiyonun çabuk
dengeye ulaşmasını sağlarlar.
4- Enzimler cansız ortamlarda da görev yaparlar. Örneğin,
çamaşır deterjanlarında bulunan enzimler lekelerdeki
protein ve yağları parçalar.
5- Enzimler reaksiyonlarını daima etki ettiği maddenin dış
yüzeyinden başlatırlar.
Örneğin; sindirim esnasında eğer besinler ağızda ve
midede fiziksel olarak parçalanmasaydı, sindirim çok az
gerçekleşirdi. Çünkü enzimler dış yüzeyden reaksiyonu
başlatırlar.
-------------------
25