Enzim kullanılan tepkimenin aktivasyon enerjisi Enzim
advertisement
ENZİMLER Enzimler Canlı sistemlerde meydana gelen tüm yapım ve yıkım reaksiyonlarına metabolizma denir Metabolizma faaliyetleri birer biyokimyasal tepkimedir. Ve bu tepkimelerin başlayabilmesi belirli bir enerjiye ihtiyaç vardır. Bir kimyasal tepkimenin başlayabilmesi için gerekli en düşük enerji miktarına aktivasyon enerjisi denir. Aktivasyon enerjisi genelde ısı olarak karşımıza çıkar. canlı sistemlerde çok fazla ısı yaşamı tehlikeye sokar. Kimyasal tepkimelerde aktivasyon enerjisini düşüren, tepkimeyi hızlandıran ve tepkime sonunda değişmeden çıkan maddelere katalizör denir. Canlı hücrelerdeki bütün biyokimyasal reaksiyonların aktivasyon enerjisini düşüren, reaksiyonu hızlandıran ve reaksiyondan değişmeden çıkan biyolojik katalizörlere "enzim" denir. Aktivasyon enerjisi Girenlerin toplam enerjisi ürünlerin toplam enerjisi Serbest kalan enerji Enzim kullanılmayan tepkimenin aktivasyon enerjisi Enzim kullanılan tepkimenin aktivasyon enerjisi Aktivasyon enerjisini düşürür. Reaksiyon Reaksiyonun hızını ilerlemesi artırır. oluşan ürün miktarına etki etmez. ENZİMLERİN YAPISI Enzimler basit ve bileşik yapılı olmak üzere iki gruba ayrılır. 1. Basit enzimler: Yalnızca proteinden oluşurlar. DNA’daki genetik bilgiye göre sentezlenirler. Etki edilecek maddeyi belirler ve yapılması gereken işi yardımcıya ihtiyaç duymadan gerçekleştirirler. Basit enzimlere pepsin,lipaz, üreaz gibi enzimler örnek verilebilir. 2. Bileşik yapılı enzimler ise protein ve protein olmayan iki farklı kısımdan oluşur. a. Apoenzim (Protein kısmı): proteinden oluşur. enzimin hangi maddeye etki edeceğini belirler. DNA’ya göre sentezlenir. Yani enzimin özelliğini sağlayan apoenzimdir ve enzimden enzime farklılık gösterir. b. Yardımcı kısım: Aktifleştirici kısım olarak da bilinen bu kısım enzimin asıl işi yapan kısmıdır. Proteinlere göre daha küçük moleküllüdür. Yardımcı kısım, organik veya inorganik maddelerden meydana gelir. Eğer enzimin yardımcı kısmı vitaminler gibi organik bir maddeden oluşuyorsa buna koenzim denir. Koenzimleri oluşturan organik moleküller genellikle vitaminler, NAD, FAD’dır. Eğer enzim yardımcı kısmı Ca++, Mg++, Zn++, K+ gibi inorganik maddelerden(minerallerden) oluşuyorsa buna kofaktör bu maddelere de kofaktörler denir. Bileşik enzimlerin yapısını oluşturan protein ve yardımcı kısımlar ayrı ayrı etkili olamaz. Yani enzimin etkinlik gösterebilmesi için iki kısmında bir arada bulunması gerekir. Enzimin, protein kısmı (apoenzim) ile yardımcı kısmının birlikte oluşturdukları aktif yapıya holoenzim denir Enzimlerin apoenzim kısmı proteinden yapılı olduğu için her enzimin sentezinden bir gen sorumludur. gen koenzim apoenzim koenzim apoenzim Aktif enzim gen kofaktör apoenzim kofaktör apoenzim ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ Enzimlerin etki ettiği maddelere substrat denir. Her enzim ancak bir substrata etki eder. Enzimler substrata dış yüzeylerinden etki ederler. Enzimlerin substratla birleştiği bölgelerine aktif bölge denir. Enzimle substratı arasındaki ilişki anahtar-kilit uyumuna benzetilmektedir. enzim substrat Enzimsubstrat enzim ürünler Enzimler reaksiyondan değişmeden çıktıkları için aynı tip reaksiyonlarda tekrar tekrar kullanılabilir. Genellikle reaksiyonları çift yönlü olarak etkilerler. Yani moleküllerin parçalanmasını veya birleşmesini sağlar. enzim substrat Enzimsubstrat enzim ürünler Enzimler tepkimeleri (reaksiyonları) hızlandırır. enzimler hücre içinde üretilmelerine rağmen, hücre içinde ve hücre dışında çalışabilir. Örnek, bağırsaktaki enzimler hücre dışında çalışır. Solunum enzimleri hücre içinde Enzimler takım halinde çalışırlar. Yalnız her basamakta farklı bir enzim görev yapar. Enzimler aktif iseler substrat yada tepkime sonuna – az eki alırlar. Maltaz, hidrolaz, ATPaz gibi. Bazı enzimler aktif olduklarında – az eki almazlar. Pepsin, tripsin gibi Enzimler pasif iseler substrat yada tepkime sonuna –jen eki alırlar. Pesinojen, tripsinojen gibi (not: glikojen bir pasif enzim değildir. polisakkarittir. –jen le bitmesi sizi yanıltmasın) Enzimlerin çalışmasına etki eden faktörler Sıcaklık : Enzimler protein yapıda olduklarından sıcaklıktan etkilenir. Enzimlerin çalışabileceği en uygun sıcaklığa optimum sıcaklık denir. Bu sıcaklık 35-37 0C dir. Sıcaklık 0 0C dereceye doğru indiğinde enzimlerin çalışması yavaşlar . 0 0C derece ve altında ise çalışmaları durur, fakat yapıları bozulmadığından sıcaklık 0 0C derecenin üstüne çıktığında yeniden çalışmaya başlarlar. Enzimler protein yapıda olduklarından yüksek sıcaklıklarda yapıları bozulur. (50-55 0C) Sıcaklık normale dönse de artık çalışamazlar. Tepkime hızı 0 0C 36 0C 55 0C Sıcaklık pH: Her enzimin çalışabileceği en uygun pH’a optimum pH denir. Pepsin pH:2 de amilaz pH: 7 de gibi Tepkime hızı pH=2 pH=7 pH 3. enzim yoğunluğu: ortamda yeteri kadar substrat var ise, enzim miktarı arttıkça tepkime hızıda artar. Tepkime hızı Enzim yoğunluğu Substrat yoğunluğu: Ortamda belli miktarda enzim varsa, substrat miktarı arttıkça tepkime hızı önce artar , sonra sabit bir hızda devam eder. Nedeni enzimin substrata doymasıdır Tepkime hızı Substrat miktarı Substrat yüzeyi: enzimler substrata dış yüzeylerinden etki ederler. Bu yüzden yüzey arttıkça tepkime hızı da artar. Substrat küçük parçalara bölündüğünde toplam yüzey arttığından enzimin etkinliğide artar. Bu yüzden küçük parçalara ayrılmış moleküller üzerinde enzimlerin etkisi daha hızlıdır. Tepkime hızı Substrat yüzeyi Su: Hücre içinde su miktarı %15’in altında olması enzimlerin çalışmasını durdur. Bu sayede biz evlerimizde kuru gıdaları uzun süre saklayabiliriz. 7. Aktivatör madde: Enzimleri aktifleştiren ve etkinliğini arttıran maddelere aktivatör madde denir. Ca++, K+, HCl Pepsinojen + HCl Pepsin 8. İnhibitör madde: Enzimlerin aktivitesini durduran maddelere inhibitör madde denir. Siyanür, kurşun, cıva gibi.
