IV.ENZİMLER Aktivasyon Enerjisi: Bir tepkimenin gerçekleşmesi için sistemde bulunması gereken serbest enerji miktarıdır.(jul/mol) Biyokimyasal Tepkime: Canlı bünyesinde meydana gelen kimyasal tepkimelerdir. Endergonik Tepkime : Enerji alan biyokimyasal tepkimelerdir. Egzergonik Tepkime: Enerji veren biyokimyasal tepkimelerdir. Katalizör: Tepkimeye katılan fakat tepkimeden etkilenmeden çıkan ve tepkimeyi hızlandıran maddelerdir. A+B+CC+D (C burada katalizördür.) Katalizörler, aktivasyon enerjisini düşürür. Canlılar, protein yapılı doğaları gereği yüksek sıcaklıklara dayanamazlar.Ama aynı zamanda da, birçok endergonik ve ekzergonik tepkimeyi gerçekleştirmek zorundadırlar. Canlılar, Enzimleri kullanarak düşük sıcaklıkta gerçekleşmeyecek tepkimelerin gerçekleşmesini sağlarlar. Enzimler, biyolojik katalizörlerdir. ENZİMLERİN GENEL YAPISI 1.Basit enzimler: Sadece proteinden meydana gelmiştirler.Protein yapıları karmaşıktır.Protein yapıları üçüncül ve dördüncül yapı gözlenir. 2.Bileşik enzimler: Temel kısmı yine proteindir.Fakat protein yapıda olmayan yardımcı yapıları da bulunur.Bu yardımcı yapılar koenzim ya da kofaktördür. Kofaktörler, enzim yapısına katılan inorganik maddelerdir.(demir,çinko vb.) Koenzimler, enzim yapısına katılan organik maddelerdir.(çoğunlukla vitamin) Bileşik enzimlerde, enzim protein kısmına apoenzim,apoenzim ile yardımcı yapının(kofaktör,koenzim) beraberce oluşturduğu bütün yapıya ise holoenzim adı verilir. Bileşik enzim kısımları 1 ENZİMLER NASIL ÇALIŞIR Substrat : Enzimlerin etki ettiği maddelere substrat denir. Enzimler substrata etki ederek tepkime sonucu oluşan maddeyi yani ürünü oluştururlar. Her enzim belirli bir substrat’a etki eder.Yani her enzim belirli bir substrat’a karşı özelleşmiştir. Bir enzim ile substrat’ı karşı karşıya geldiğinde, enzimin protein kısmında bulunan AKTİF BÖLGE, substrat’ı tanır. Substrat, enzime yerleşir ve tepkime meydana gelir ve sonuçta ürün oluşmuş olur. Sadece proteinden oluşmuş enzimlerde tepkimeyi protein kısım gerçekleştirir. Kofaktör’e sahip enzimlerde ise proteinin tek görevi substratı tanıma ve tepkime noktasına yerleştirmedir.Tepkimeyi gerçekleştiren kofaktör kısmıdır. ENZİMLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ Her enzim belirli bir substrat’a özelleşmiştir.Bir enzim ancak belirli bir tepkimeyi gerçekleştirebilir. Bazı enzimler tersinir(çift yönlü) çalışabilir. Karbonik Anhidraz enzimi ortamdaki karbonik asit ve karbondioksit derişimlerine bağlı olarak reaksiyon yönünü belirler. H2O+ CO2 H2C O 3 (Karbonik anhidraz) H2CO 3 H2O + CO2 (Karbonik anhidraz) Enzimler, çok hızlı çalışır.Enzimler bir tepkimeyi milyarlarca kat daha hızlı gerçekleşmesini sağlayabilir. Bir enzim ancak bir kofaktör ile çalışabilir fakat kofaktörler bir enzime özel değildir.Bir kofaktör birçok farklı enzim ile çalışabilir. Bazı durumlarda enzimler bir ürünü oluşturmak için takımlar halinde beraberce çalışabilirler. Enzimler, tepkimeden etkilenmeden çıkarlar.Bu yüzden bir enzim tekrar tekrar kullanılabilir.Fakat, istenmediği bir durumda enzimler parçalanabilirler. Bir enzim etki ettiği maddeye göre isimlendirilir.Genellikle bir enzim –az son ekini alır. Örn: Maltaz, Amilaz, Katalaz, DNA polimeraz Bazı enzimler inaktif bir şekilde üretilir.Sonradan aktif hale getirilir. Örn: Pepsinojen Pepsin Tripsinojen Tripsin Enzimler hem hücre içinde hem de hücre dışına kullanılırlar. Tek bir enzimin bile çalışmaması, bir canlı için ölüm veya hastalık anlamına gelir. ENZİM ETKİNLİĞİNE ETKİ EDEN ETMENLER Çeşitli fiziksel ve kimyasal koşullar enzimlerin çalışmasına etki eder.Enzimlerin etkinliği tepkime hızı ile belirlenir. Sıcaklık : O0C suyun içerisinde, enzimler çalışmaz.Çünkü su molekülleri hareket özelliğini kaybetmiştir.Su molekülleri hareket etmedikçe suda bulunan substratların ve enzimlerin birbirleriye çarpışma olasılığı yoktur. 2 Sıcaklık arttıkça enzimlerin tepkime hızı artar, çünkü enzimin bulunduğu sulu ortamdaki moleküllerin hızı artmıştır.Bu durum ise birim zamanda, meydana gelen enzim-substrat karşılaşmasını arttırır. Sıcaklık daha da yükseldikçe enzimin protein kısmı bozulmaya ve en sonunda denatüre olmaya başlar.Aktif bölgesi işe yaramaz hale gelmiş enzimin etkinliği tamamen durur. pH değeri: Her enzim belirli bir pH aralığında çalışır. Canlıların iç ortamlarındaki pH değerini korumasının ve dengede tutmasının sebebi de budur. SICAKLIĞ SICAKLIĞIN ENZİ ENZİM ÇALIŞ ALIŞMASINA ETKİ ETKİSİ pH DEĞ DEĞERİ ERİNİN ENZİ ENZİM ÇALIŞ ALIŞMASINA ETKİ ETKİSİ Enzim derişimi: Ortamda yeterince substrat olduğu müddetçe , enzim derişimi arttıkça tepkime hızı da artar. Substrat derişimi: Substrat derişimi arttıkça tepkime hızı artar.Fakat bir süre sonra enzimler substrat’a doyacağı için tepkime hızı sabitlenir. Substrat yüzeyi: Eğer enzim, bir arada duran bir substrat yığınına etki ediyorsa; substrat yüzeyi arttıkça tepkime hızı artar. 3 Substat yüzeyine her durumda bakılmaz. Suda çözünen substratlar için substrat yüzeyinden bahsedemeyiz. Ancak yağ gibi suda çözünmeyen maddeler veya bir parça ekmek gibi bütün halinde bulunan substratlar için, substrat yüzeyi kavramı bir anlam ifade eder. Suyun varlığı: Enzim , etkinliğinin meydana gelmesi için suyun belirli bir miktarda bulunması gerekir. Aktivatör madde : Enzim etkinliğini arttıran maddelerdir. Örn: Pepsinojen Pepsin (HCl varlığında ) İnhibitör madde: Enzim etkinliğini azaltan maddelerdir. Örn: kurşun, siyanür , ağır metaller Takımlar halinde çalışan bir enzim grubunda, son ürünün ortamda fazla birikmesi sonucu, son ürünün reaksiyon zincirini oluşturan enzimlerden birisinin çalışmasını inhibe etmesidir. Bu durumda reaksiyon zinciri durur ve böylece ortamdaki son ürün miktarının daha fazla artması engellenmiş olur. Bu olaya Geri Bildirim Mekanizması(Feed-Back) adı verilir. Geri Bildirim mekanizması ile enzimlerin çalışması denetlenmiş olur. www.biyolojikutusu.com 4