BİY 315 BİY 315 ENZİMLER

BİY 315
ENZİMLER
Yrd. Doç
Yrd
Doç. Dr
Dr. Ebru SAATÇİ
2008-2009 Güz Yarı Dönemi
ENZİMLER
„
Canlılarda meydana gelen biyokimyasal reaksiyonları gerçekleştiren
katalizörlere enzim denir.Enzimler yapı olarak iki kısımda
incelenir.Basit enzimler ve bileşik
ş enzimler.
Basit Enzimler:
„ Sadece proteinden meydana gelmiş enzimlerdir.Bunlara en iyi örnek
sindirim enzimleri ve üreyi parçalayan üreaz enzimleridir.Reaksiyon
direk olarak protein kısmı tarafından yürütülür.
Bileşik Enzimler:
„ Bileşik enzimler iki kısımdan meydana gelir.
Protein + Vitaminler (koenzim)
Protein + Mineral maddeler veya metal iyonları (kofaktör)
„
Bu enzimlerin protein kısmına apoenzim; apoenzim ve koenzimden
oluşan aktif enzime holoenzim denir.
Enzimler biyokatalizörlerdir.
Enzimlerin Sınıflandırılması
1 Ok
1.
Oksidoredüktazlar:
id dük l İki substrat
b
arasında
d oksidasyon-redüksiyon
k id
dük i
reaksiyonlarını
ki l
katalizlerler.
Sredüklenmiş + S’oksitlenmis
Soksitlenmiş + S’redüklenmiş
2. Transferazlar: Bir substrat çifti arasında (S ve A) fonksiyonel bir grubun (G)
(hidrojenden başka) transferlerini katalizlerler.
SS-G
G+A
S + A-G
AG
3. Hidrolazlar: Subsratın yapısına göre eter, ester, peptid, glikozit v.s bağları üzerine
hidroliz reaksiyonlarnı sağlayan enzimlerdir.
Üre + H2O
CO2 + 2NH3
4. Liyazlar: Hidrolizde olandan başka bir mekanizma ile substratların bazı gruplarını
ayıran
y
enzimlerdir.
L-Aspartat
L-Alanin + CO2
5. İzomerazlar: Subsratların izomerleşmesini sağlarlar.
L-Alanin
D-Alanin
6. Ligazlar: Daha büyük bir molekülü oluşturmak için iki metabolitin bağlanmasını
katalize eden enzimlerdir.
ATP + Asetat
A t t + CoA
C A
AMP + Pirofosfat
Pir f f t + Asetil
A til CoA
C A
Enzimlerin Spesifikliği
„
1. Bağıl grup spesifikliği: Enzim birden çok substrata etki
gösterir. Proteazlar, esterazlar, heksokinazlar
„
2. Mutlak grup spesifikliği: Enzim tek bir subsrata etki eder.
Üreaz Glukokinaz
Üreaz,
„
33. Stereospesifiklik: Cis
Cis-trans
trans ya da D-L
D L durumuna göre
enzimlerin spesifiklik göstermesidir. L-Amino asit oksidazlar
sadece L formundaki asitlere etki ederek, D-Amino asitlere etki
etmezler.
l Hem
H D
D-Amino
A i asitlere
il h
hem dde L
L-formlarına
f
l
etki
ki eden
d
enzimlere rasemaz (epimeraz) adı verilir.
Fumeraz enz.
enz fumarik asitin trans formuna H2O eklerken
eklerken, cis
izomeri olan maleik asite bu etkiyi yapmaz.
Enzim+Substrat İlişkisi
Enzim Aktivitesini Etkileyen Faktörler
Bir enzimin kataliz hızı, birim zamanda oluşan
ürün yada kaybolan substrat miktarıdır.
1. Sıcaklık
2 pH
2.
H
3. Enzim Konsantrasyonu
4. Substrat Konsantrasyonu
5 İnhibitörler
5.
Sıcaklık
„
Enzimle katalizlenen bir
reaksiyonda
sıcaklığın
yükselmesi
k l
i reaksiyon
ki
h
hızını
arttırmaktadır. Enzimin en
yüksek
ük k aktivitesine
kti it in sahip
hip
olduğu ısı derecesi optimum
temparatür dür.
temparatür’dür
p
pH
„
Enzimatik reaksiyonlar
ortamın
H+
iyonu
konsantrasyonundan
(pH) etkilenirler. Enzim
aktivitesinin en yüksek
y
olduğu pH, optimum
ppH’dır. Her enzimin etki
ettiği pH farklıdır.
Enzim Konsantrasyonu
y
„
Enzimle katalizlenen
reaksiyonlarda substrat
konsantrasyonu yüksek
miktarlarda ise, reaksiyonun
başlangıç
ş g ç hızı (Vi ) enzim
konsantrasyonu ile doğru
orantıda artar, belli bir
düzeye vardığı zaman ise
azalır.
Substrat Konsantrasyonu
y
Enzimlerin İnhibisyonu
Kompetetif İnhibisyon
Kompetetif inhibitör, enzimin aktif bölgesi için substratla
yarışırlar. İnhibitör, aktif bölgeyi işgal ettiğinde, substratın
enzime bağlanması engellenmektedir (Şekil a).
„ Substrat ve inhibitör derişimleri kıyaslanabilir olduğu
durumlarda, substrat için Km büyüyecektir.
„ Burada artan inhibitör derişimi ile doğrunun eğimi değişir,
değişir
ancak 1/v ekseni üzerinde bulunan 1/Vmax kesim noktası
aynı
y kalır (Ş
(Şekil b).
)
Örn: Suksinat dehidrogenaz için malonat bir kompetetif
inhibitördür. Ç
Çünkü malonat,, enzimin substratı olan
suksinata yapı olarak benzerlik gösterir
„
(a)
Un-kompetatif İnhibisyon
„
„
„
İnhibitör aktif bölgenin dışında bir yere bağlıdır ve
kompetetif inhibitörden farklı olarak inhibitör yalnız
ES kompleksine bağlanır.
İnhibitör, ES’ye bağlandığından hem Km hem de
Vmax değişir. Linewever-burke
Linewever burke çizimleri, farklı
inhibitör derişimleri için birbirine paralel doğrular
oluşturur.
oluşturur
Bu tür inhibisyon tek substratlı tepkimelerde seyrek,
çokk substratlı
b
l tepkimelerde
ki l d ise
i daha
d h sıkk görülür.
ö ülü
Non-kompetetif İnhibisyon
„
İİnhibitör aktif bölge dışında bir yere bağlanır ,
ancak inhibitör serbest enzime yada ES
kompleksine bağlanır. Bu durumda substrat
için
ç Km değişmez
ğş
ancak Vmax değeri
ğ değişir
ğş
(düşer).
Alosterik Enzimler
„
„
„
Aktif bölge dışında bir yere (regülatör bölge) nonkovalent olarak bağlanan effektör (modilatör)
molekül tarafından düzenlenirler.
Allosterik enzimler; genellikle birden fazla alt birimi
vardır (oligomeriktir) ve çoğunlukla 4 alt birimden
oluşur.
B l genellikle
Bunlar
llikl metabolik
b lik yolun
l başlarındaki
b l d ki bir
bi
anahtar basamağı katalizlerler.
„
„
„
Allosterik enzimlerde,
substrat ile hız arasındaki
hiperbolik eğri, sigmoidal
k k kazanır.
karakter
k
Substratın kendisinin
aktivatör
kti tö yada
d inhibitör
i hibitö
olarak davranmasının
sonucunda homotropik etki
ortaya çıkar.
Kendi substratından başka
ş
bir effektör tarafından aktive
veya inhibe edilmekte ise
h
heterotropik
ik etkiden
kid
bahsedilir.
All
Allosterik
ik enzimler
i l metabolizmada
b li
d FeedBack
F dB k inhi.sağ.
i hi ğ
A
E1
B
E2
C
E3
D
E4
P
KOENZİMLER
„
Koenzime gereksinim duyan enzimlerde enzimin etki edecegi substrat
enzimin apoenzim denen protein kısmı tarafından tayin edilir. Ancak
reaksiyonun oluşabilmesi koenzime bağlıdır.
Hidrojen
Hidr
j n ve elektron
l ktr n transfer
tr n f r eden
d n koenzimler:
k nziml r
„ NAD+ - NADH
„ NADP+ - NADPH
„ FAD - FADH2
„ FMN - FMNH2
„ Koenzim Q
„ Demir porfirinler
„ Demir-kükürt
D i kükü t proteinleri
t i l i
„ α-Lipoik asit
Fonksiyonel grup transfer eden koenzimler:
„ Piridoksal-5-fosfat (PLP)
„ Tiamin pirofosfat (TPP)
„ Koenzim A (CoA⋅SH)
„ Biotin (vitamin H)
„ Tetrahidrofolat (H4 folat)
„ Koenzim B12 ((5'-deoksiadenozil kobalamin))