Enzimler (Biyolojik Katalizörler)

Katalizör :Bir reaksiyona girerek aktivasyon enerjisini düşürüp,reaksiyonun daha düşük sıcaklıkta gerçekleşmesini sağlayan kimyasal moleküllerdir.

Canlılarda her kimyasal reaksiyonun başlangıcı için bir enerji engeli vardır. İşte reaksiyonun başlayabilmesi için gerekli olan en düşük enerji miktarına aktivasyon enerjisi denir.

Enzimler canlı hücrelerdeki bütün biyokimyasal reaksiyonları hızlandıran ve bu enerji engelini azaltan biyolojik katalizördürler.

Canlı hücrelerin en önemli aktivasyon enerjileri ATP ve sıçaklıktır. Enzimler reaksiyonu başlatmaz,ançak başlamış reaksiyonu hızlandırır.

Substrat olan H2O2 (Hidrojen peroksit),peroksizomda bulunan katalaz enzimi yardımı ile su ve O2’ye ayrıştırılır.

Enzimlerin etki ettiği maddeye substrat denir.Enzim isimlendirilmesinde enzim inaktif durumda substratının sonuna veya katalizlediği tepkimenin sonuna ‘Jen’ eki ile (tripsinojen),enzim aktif durumda ise substratının sonuna az eki getirilerek yapılır(Selülaz).

Enzimler 2’ye ayrılır:

a-)Basit Enzim :Sadece proteinden oluşmuş enzimlerdir.(Pepsin,Üreaz)

b-)Bileşik Enzim:Proteine ilave olarak koenzim(Vitamin) veya kofaktör (Mineral) ile çalışırlar.

Apoenzim :

Enzimin protein yapıdaki kısmına apoenzim denir.Enzim çeşitliliği apoenzim kısmı ile sağlanır.Dolayısı ile enzimin türünü ve etkileyeceği substrat maddesini apoenzim kısmı belirler.Apoenzim tek başına iş göremez.Enzimin hangi maddeye etki edeceğini protein kısım belirler.

Apoenzim üzerinde substratın bağlanacağı ‘aktif bölge bulunur.Apoenzim yardımcı kısımdan daha büyüktür.

Not : Bir apoenzim sadece bir koenzim ile çalışırken ; Bir koenzim birden fazla apoenzim ile çalışabilir.

Koenzim :Apoenzimin aktifleşerek reaksiyonu gerçekleştirmesini sağlayan ve substratın kimyasal bağlarına etki edecek moleküllerdir.Bunlar NAD,FAD, NADP ve özellikle B grubu vitaminlerdir.

Kofaktör :Apoenzime bağlanan aktifleştirici kısım minarelerden oluşmuş ise kofaktör adını alır.Ca,Mg ,Zn K…..vb.

Holoenzim :

Apoenzim ile koenzimin birlikte oluşturduğu gruba tam enzim anlamına gelen Holoenzim denir.

Enzimlerin özellikleri :

1-)Enzimler genellikle spesifiktirler.Yani her enzim belli bir reaksiyonu katalizler.Enzimin etki ettiği maddeye ‘substrat’ denir.Her enzim ançak bir çeşit substrata etki edebilir.Enzim substrat ilişkisi anahtar kilit uyumuna benzer.

2-)Enzimler genellikle çift yönlü çalışırlar.Yani tersinirdirler.

ADP+P+ATPaz <---------> ATP+H2O+ATPaz

3-)Enzimler reaksiyondan etkilenmezler,girdikleri gibi çıkarlar.Bu yüzden tekrar tekrar kullanılırlar.

4-)Enzimler etkinliklerini maddenin dış yüzeyinden başlatırlar.(Bu yüzden kıyılmış et aynı miktar parça et den daha kolay sindirilir.

5-)Enzimler hücre içi ve hücre dışında da etkilidir.

6-)Enzimler genellikle takım halinde çalışırlar.

7-)Her enzim belli bir koenzim ile çalışır.Ançak koenzimler farklı enzimler ile çalışabilir.

8-)Etki ediği maddenin sonuna ‘az’ eki getirilir.

9-)Her hücrede tepkime çeşidi kadar enzim çeşidi vardır.

Enzimatik Tepkimelerin hızına etki eden faktörler :

a-)Sıcaklık

Enzimler 0 C derece altında ve 55 C derece’nin üstünde çalışamazlar. Yüksek Sıçaklıkta proteinin yapısı bozulur (Denatürasyon). 0 C derecenin altında enzimin yapısı bozulmaz sadece işlevi dondurulur.En ideal 20-40 C derece ‘de çalışırlar.

b-) pH

Her enzimin en iyi çalıştığı bir pH aralığı vardır.Aşırı asidik ve bazik ortamlardan etkilenirler.Örneğin ;Midedeki pepsin pH=2 de çalışırken,ince bağırsaktaki tripsin pH=8,5’de işgörür.Genellikle nötr ortamlarda çalışırlar.

c-)Su

Enzimlerin iş görebilmesi için ortamdaki su miktarı %15’den fazla olması gerekir.Eğer %15’in altında ise enzimler çalışmaz.Reçel ve pekmez buna örnektir.

d-)Aktivatörler

Enzim reaksiyonlarını hızlandıran maddelere aktivatör denir. Koenzim ve kofaktörlerdir.(B grubu vitaminler, Optimum Sıçaklık ve pH)

e-)İnhibitörler

Enzim realsiyonlarını yavaşlatan veya engelleyen maddelere inhibitör denir.(Bazı ilaçlar ve zehirler).

f-)Enzim/Substrat yoğunluğu

1-Ortamda yeterli substrat varsa enzim yoğunluğu arttıkça tepkimenin hızı da artar.

2-Enzim miktarının sabit tutulduğu bir ortamda substrat yoğunluğu arttıkça tepkimenin hızı bir noktaya kadar artar sonra sabit gider.

3-Substrat Yüzeyi ; Enzim etkinliği substratın dış yüzeyinden başladığı için substart yüzeyi arttıkça tepkimenin hızı da artar.

Gen-Enzim ilişkisi ;Her enzim bir gen tarafından sentezlenir.

Enzimatik reaksiyonlar dizisi sonucu oluşan son ürünler,belli bir konsantrasyona erişince enzim faaliyeti durur.Ortamda aşırı miktarda ürün olduğunda bu ürün enzim ile reaksiyona girerek (Feed-Back) reaksiyonu durdurur.

Tek hücre proteini :

Tek hücre proteini alg, bakteri,maya ve küflerin büyük miktarda üretilmesi ve bu canlı hücrelerin kurutulması ile elde edilir.Tek hücre proteini,insan besinlerinden çorbalarda,hazır yemeklerde,vitamin ve diyet yiyeceklerinde katkı maddesi olarak kullanılır.