Enzimler

1) Enzim Nedir?

Enzimler biyolojik katalizörlerdir. Biyokimyasal reaksiyonların aktivasyon enerjisini düşürürler.

2) Enzimlerin En Çok Bilinmesi Gereken Özellikleri

• Enzimler tekrar tekrar kullanılabilir
• Enzimler reaksiyonlardan etkilenmezler
• Enzimler harcanmazlar, tükenmezler.
• Enzimler protein yapılıdır
• Reaksiyonların çok daha hızlı gerçekleşmesini sağlarlar.

3) Substrat Nedir?

Enzimin etkidiği maddeye substrat denir. Yani bir enzim substrat ile birleşir ve onun reaksiyona girmesini kolaylaştırır. Örneğin pepsin enzimi proteinlerin daha küçük parçalara ayrılmasına yardımcı olur. Bu işlem sırasında enzim harcanmaz. Protein miktarı azalırken pepton miktarı artar, su miktarı azalır.

ÖNEMLİ NOT: Enzim sorularında gördüğünüz grafiklerde eğer değişmeyen bir grafik varsa (yatay kalan grafik) o grafik enzim miktarını gösteren grafiktir.

ENZİMLERİN EN ÖNEMLİ ÖZELLİĞİ

Kimyasal reaksiyonlarda aktivasyon enerjisini düşürmeleridir. Bu sayede çok düşük enerjilerde reaksiyonlar gerçekleşebilmektedir. Eğer enzimler olmasaydı bu reaksiyonlar milyarlarca yıl sürebilirdi dolayısıyla zamandan da kazanç sağlanmaktadır.

ENZİMLERİN YAPISI NASILDIR?

Enzimler ağırlıklı olarak proteinden oluşmaktadır. Bunun yanında bir enzimde yardımcı kısımlar da yer alabilmektedir.

1) BASİT ENZİM: Basit enzimler sadece proteinden oluşan, yardımcı kısım içermeyen enzimlerdir. Yani bu enzimlerin yapısında vitamin veya mineral yoktur. Bu şekilde sadece proteinden oluşan kısıma Apoenzim de denir.

2) BİLEŞİK ENZİM: Bileşik enzimlerin yapısında yardımcı kısım da bulunur. Bu yardımcı kısım eğer organik ise KOENZİM adını alır , eğer inorganik ise KOFAKTÖR adını alır.

Yardımcı kısım ve asıl kısım birlikte HOLOENZİM’i oluşturur (tam enzim)

ÖNEMLİ NOT: Her bir apoenzim belirli bir kofaktör veya koenzim ile ancak çalışabilir ama bir koenzim veya kofaktör başka aopenzimlerle de çalışabilir. (Apoenzim, kofaktör ve koenzimi yukarıda anlattım.)

Enzimlerde Aktif Bölge: Bir enzimin aktif bölgesi substrat ile etileşimde bulunduğu kısımdır. Buraya aktif merkez de denir.

Enzim – Substrat İlişkisi

Substratın tanımını daha önce de yapmıştık bu madde enzim tarafından etkilenen maddedir dolayısıyla enzim ve substrat birleşerek enzim-substrat kompleksini oluşturur.

Lütfen daha iyi anlamak için aşağıdaki resime bir bakın.

Enzim sonuçta hiç değişmeden çıkıyor çünkü enzimlerin en önemli özelliklerinden biri de budur. Tepkimelerden etkilenmezler sadece katalizörlük yaparak çıkarlar.

Bir diğer önemli nokta, enzimler genellikle çift yönlü çalışır yani enzimatik tepkimeler iki yönde de gerçekleşebilir bazen oluşan ürün tersine reaksiyon sonucu kendini oluşturan önceki bileşenlerine ayrılabilir.

Şimdiye Kadar Öğrendiklerimizi Tekrar Edelim ve Özetleyelim:

• Enzimler biyolojik katalizörlerdir
• Katalizörler reaksiyonları hızlandırır (enzim de katalizördür)
• Katalizörler reaksiyonların daha düşük enerjide gerçekleşmesini sağlar
• Enzimlerin etkidiği maddeler SUBSTRAT şeklinde isimlendirilir
• SUBSTRAT miktarı zamanla azalır ama ENZİM miktarı zamanla azalmaz
• ENZİMler harcanmazlar, işleri bittiğinde yeniden kullanılırlar.
• Koenzim , enzimin yardımcı kısımlarından biridir ve organik yapılıdır
• Kofaktör , enzimin yardımcı kısımlarından biridiri ve inorganik yapılıdır.
• Apoenzim, enzimin asıl kısmıdır ve proteinden oluşur
• Holoenzim , tam enzimdir ve Apoenzim ve yardımcı kısımdan oluşur.

Enzimlerin Birlikte Çalışması

• Enzimler birlikte takım olarak da çalışabilirler
• Çift yönlü (tersinebilir) çalışma özellikleri de vardır.
• Bir enzimin ürünü diğeri için substrat olur bunun ürünü de bir sonrakinin substratı olabilir bu şekilde zincirleme ilerleyebilir.

Enzimlerin Çalışmasına Hangi Faktörler Etki Etmektedir?

Buradaki her bir faktör üzerinde tek tek duralım..

1) Sıcaklık: Sıcaklık enzimlerin çalışması üzerinde etkili olan faktörlerden biridir. Enzimlerin en iyi çalıştığı sıcaklık değerine optimum sıcaklık adı verilmektedir. Her enzimde bu değer birbirinden farklıdır. Aşağıdaki grafikte reaksiyon hızı 35 derecede en iyi değerini almıştır demek ki bu sıcaklıkta reaksiyon hızı maksimumdur.

2) pH değeri: Her enzimin en iyi çalıştığı bir pH değeri vardır. pH değeri bir ortamın asidik veya bazik olduğunu gösterir.

3) Enzim yoğunluğu: Ortamda yeterli substrat olduğunda sürekli olarak enzim ilave ederseniz reaksiyon hızı da sürekli artar. Ama eğer substrat miktarı sınırlıysa reaksiyon bir yere kadar artar sonrasında ise sabit kalır. Sadece enzimin sürekli artması yeterli değildir substratın da sürekli artması (veya ortamda daima yeterli miktarda olması) gerekmektedir.

4) Substrat yoğunluğu: Enzim miktarını sabit tutarsak ve substrat yoğunluğunu sürekli artırırsak reaksiyon hızı artar ve sonunda sabit kalır.

5) Substrat yüzeyi

Substat yüzeyi büyüdükçe enzimlerin etkileşime geçeceği toplam alan arttığı için reaksiyon hızlanır. Birşeyi küçük parçalara ayırmak toplam yüzeyi artırır.

6) Su

Moleküllerin hareket edebilmesi için ortamda en az %15 su bulunması gerekir aksi halde enzimler çalışamaz. Bu özellik çok tuzlu besinlerin bozulmadan kalmasını açıklar.

Aynı şekilde çok şekerli olan helva, reçel gibi gıdalar da bozulmadan kalır. Kurutulan sebzelerin ve kurutulan gıdaların bozulmamasının nedeni de bozulmasına neden olan bakterilerdeki enzimlerin çalışamamasıdır.
7) Aktivatör – İnhibitör madde

Enzimin etkinliğini artıran maddelere aktivatör, enzimlerin çalışmasını engelleyen maddelere inhibitör denir. İnhibitör maddeler enzime bağlanır ve ayrılmaz böylece enzim kullanılmaz hale gelir.