ENZİMLER www.biyolojiportali.com

ENZİMLER -Aktivasyon enerjisi: Bir tepkimenin başlayabilmesi için gerekli olan en düşük enerji düzeyidir. -Katalizör: Reaksiyonlara girerek reaksiyonları hızlandıran ve hiçbir değişikliğe uğramadan reaksiyondan çıkan maddelere denir. -Katalizör, aktivasyon enerjisini düşürerek tepkimeyi hızlandırır. -Canlı hücrelerde aktivasyon enerji engelini düşürerek tepkimeleri hızlandıran biyolojik katalizörlere enzim denir. -Hücredeki tüm metabolik tepkimeler enzimlerle gerçekleşir. www.biyolojiportali.com

www.biyolojiportali.com

ENZİMLER -Canlı hücrelerde enzimler kullanılmasaydı biyokimyasal tepkimeler çok yavaş ve uzun zamanda gerçekleşirdi. -Örneğin vücudumuzda üreaz enzimi varlığında protein metabolizması sonucu oluşan üre molekülleri kolaylıkla parçalanmaktadır. -Eğer üreaz enzimi olmasaydı bir üre molekülü ancak yüz yılda parçalanmaktadır. www.biyolojiportali.com

ENZİMLERİN YAPISI Enzimler canlılarda DNA şifresine uygun üretilen özel protein yapıda moleküllerdir. ENZİMLER Basit enzimler Bileşik enzimler (holoenzim) Sadece proteinden oluşan enzimlerdir. Enzimin protein kısmına apoenzim denir. Pepsin ve üreaz gibi enzimler basit enzimdir. Protein kısım -Apoenzim denir. Protein olmayan yardımcı kısım Organik olabilir İnorganik olabilir Koenzim denir. Kofaktör denir. Genellikle B grubu vit. Metal iyonları www.biyolojiportali.com

ENZİMLERİN YAPISI -Yardımcı kısım protein kısma göre daha küçüktür. -Protein kısmına kofaktör yada koenzim bağlanması ile aktifleşen enzime holoenzim denir. -Koenzim olarak çoğunlukla B grubu vitaminleri, NAD, NADP ve FAD görev yapar. -Fe , Mn , Mg , Zn , Na ,ve Cu gibi elementler ise kofaktör olarak olarak kullanılır. ++ ++ ++ ++ ++ ++ -Bir koenzim veya kofaktör birden fazla enzim çeşidinin yapısına katılabilir. www.biyolojiportali.com

www.biyolojiportali.com

SORU Cevap: I-III-V Hasarlı bir enzimi hidroliz eden hücrede, I. Amino asit II. Yağ asidi III. Vitamin IV. Glikoz V. Mineral moleküllerinden hangilerinin oluşması beklenir. Cevap: I-III-V www.biyolojiportali.com

ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ 1. Enzimlerin etki ettiği maddeye substrat denir. Enzimin substratı tanıyan kısmı protein kısımdır. Enzim ile substratı arasında yüzey uyumu vardır. (anahtar-kilit uyumu gibi)Bu nedenle sadece belirli substratlara etki ederler. Enzim, aktif bölgesinden substratına bağlanır ve geçici bir bileşik (enzim-substrat kompleksi) oluşur. Enzim, substrat üzerinde değişiklik yaparak onu ürünlere dönüştürürken kendisi hiç bir değişime uğramadan reaksiyondan çıkar. S + E ↔ SE → A+ B + E (Substrat) (Enzim) (Substrat+Enzim) (ürün) (Enzim) www.biyolojiportali.com

anahtar-kilit uyumu www.biyolojiportali.com E ÖNAL

ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ 2. Enzimler kimyasal tepkimelerden değişmeden çıkar ve defalarca kullanılır. Bir süre sonra yapısı bozulan enzimler parçalanır ve hücrede yeniden üretilir. 3. Her hücrede tepkime çeşidi kadar enzim çeşidi vardır. 4. Enzimler, belirli bir koenzim ya da kofaktörle birlikte çalışır. Fakat bir koenzim ve kofaktör, birden fazla enzim ile çalışabilir. Bu nedenle enzim çeşidi, kofaktör ve koenzim çeşidinden daha fazladır. 5. Enzimler genellikle çift yönlü çalışır yani rol aldığı tepkimeler tersinirdir. Sindirim enzimleri bu genellemenin dışında tepkimeyi tek yönlü yürütecek biçimde çalışır.   E ÖNAL www.biyolojiportali.com

ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ 6. Enzimler çok hızlı çalışır. Örneğin vücutta hücresel solunum faaliyetleri sonucu oluşan hidrojen peroksidin (H2O2) beş milyon molekülü, katalaz enziminin varlığında bir saniyede parçalanırken aynı sayıda molekül demir atomunun katalizörlüğünde vücut dışında üç yüz yılda parçalanır. 7. Enzimler hücrede takım hâlinde çalışır. Bir enzimin etki ettiği tepkimenin ürünü, kendinden sonra gelecek enzimin substratı olabilir. -Örneğin nişasta parçalanırken amilaz enziminin ürünü olan maltoz, maltaz enziminin substratını oluşturur. E ÖNAL www.biyolojiportali.com

ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ 8. Takım hâlinde iş gören enzimlerin çalışmaları geri besleme mekanizması ile düzenlenir. Miktar yeterli düzeye ulaştığında son ürün ilk enzime bağlanarak enzimin çalışmasını durdurur. Takımdaki diğer enzimler de çalışamaz. Hücrede son ürün tükendiğinde takımdaki enzimler yeniden çalışmaya başlar. Yeteri düzeyde son ürün oluşunca bu ürün ENZİM1’e bağlanarak reaksiyonu durdurur. E ÖNAL www.biyolojiportali.com

ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ 9. Enzim inaktif (pasif) durumda iken substratın sonuna ya da katalizlediği tepkimenin sonuna “jen” eki getirilerek adlandırılır (kimotripsinojen, pepsinojen gibi). -Enzim aktif durumda ise adlandırmada genellikle substratınınsonuna ya da katalizlediği tepkimenin sonuna “az” eki getirilir (oksidaz, proteaz, lipaz, ribonüklaz, vb) 10. Enzim ribozomda üretilir, endoplazmik retikulumla golgi aygıtına taşınır,buradan da hücre zarından dışarı salgılanır. www.biyolojiportali.com

ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ 11. Enzimler hücrede üretilir, hücre içinde ve hücre dışında da çalışır. Yapay olarak da üretilebilir. 12. Hücrelerde ATP’nin kullanıldığı bütün reaksiyonlarda enzim kullanılır. Ama enzimlerin kullanıldığı reaksiyonlarda ATP kullanılmayabilir. Not: Vücutta hangi tip enzimlerin sentezleneceğine ilişkin bilgileri genler taşır. Hücrede DNA, RNA ve ATP sentezi için gerekli olan enzimlerin üretilmemesi hücrenin ölümüne neden olur. Biliyor musunuz? -Bazı insanlar süt içtiklerinde şişkinlik, rahatsızlık hissederler. -Bunun sebebi ise süt içinde bulunan laktozu sindirememeleridir. -Böyle kişiler için laktaz enzimi katkısıyla süt içindeki laktozun glikoz ve galaktoza parçalandığı laktozsuz süt üretilir. www.biyolojiportali.com

ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ 13.-Farklı enzimlerin substratı aynı olabilir. Ancak, enzim değiştikçe aynı substrattan farklı ürünler oluşabilir. Örnek: Substrat Enzim Ürünler . Glikoz A CO2 + Etil alkol + Enerji Glikoz B Laktik asit + Enerji (Glikoz)n X Nişasta (Glikoz)n Y Glikojen www.biyolojiportali.com

SORU Enzimlerin özellikleri ile ilgili aşağıdakilerden hangileri doğrudur? Tepkimeye özgüdürler Tüm enzimler tersinirdir. Bileşik enzimlerin yapısındaki kofaktör veya koenzimin eksikliği enzimin çalışma hızını etkilemez. IV. Bir çok enzim takım halinde çalışır. CEVAP: I ve IV www.biyolojiportali.com

Enzimlerin Çalışmasına Etki Eden Faktörler Sıcaklık: Enzimler protein yapısında olduğu için ortamdaki sıcaklık değişmelerinden etkilenir. -Enzimin en iyi çalışabileceği sıcaklığa optimum sıcaklık denir. Memelilerin vücudunda enzimler en iyi optimum sıcaklıkta (37 °C’da) çalışır. -Daha düşük ve daha yüksek sıcaklık, enzimlerin çalışma hızını azaltır. -Enzimlerin yapısı yüksek sıcaklıkta tamamen bozulurken düşük sıcaklıkta bozulmaz. -Soğuk ortamlarda enzimler inaktif olduğu için besinler dondurularak saklanabilir. www.biyolojiportali.com

Enzimlerin Çalışmasına Etki Eden Faktörler pH değeri: Her enzimin en iyi çalıştığı bir pH aralığı vardır. Genellikle enzimler en iyi pH’nin 7 olduğu ortamlarda çalışırken bazıları farklılık gösterir. Örneğin insanda pepsin en iyi pH=2 olan ortamda, tripsin ise pH=8,5’te, amilaz pH=7’de çalışır. www.biyolojiportali.com

Enzimlerin Çalışmasına Etki Eden Faktörler 3. Enzim-substrat miktarı grafikleri: www.biyolojiportali.com

Enzimlerin Çalışmasına Etki Eden Faktörler Substrat yüzeyi: Enzim etkinliği substratın dış yüzeyinden başladığı için substrat yüzeyi genişledikçe tepkimenin hızı da artar. www.biyolojiportali.com

Enzimlerin Çalışmasına Etki Eden Faktörler Su: Enzimler etkinliklerini suyun varlığında gerçekleştirir. Hücrede su kaybının olması enzimlerin faaliyetlerini engelleyeceğinden bunların ilişkili olduğu biyokimyasal olaylar da durur. -Taze fasulye, patlıcan, biber gibi sebzeler buzdolabında sadece birkaç hafta bozulmadan durabilir. -Oysa bu sebzelerin kuruları kış boyunca saklanabilir. www.biyolojiportali.com

Enzimlerin Çalışmasına Etki Eden Faktörler Kimyasal Maddeler: Bazı maddeler, enzimlerin etkinliğini arttırır. Bu maddelere aktivatör madde denir. Aktivatör madde, kimyasal madde ya da enzim olabilir. Örneğin mide hücreleri tarafından üretilen pepsinojen, ancak hidroklorik asit (HCI) ile aktifleşirse çalışabilir. www.biyolojiportali.com E ÖNAL

Enzimlerin Çalışmasına Etki Eden Faktörler -Bazı maddeler de enzimlerin etkinliğini durdurur. Bunlara inhibitör madde denir. -Siyanür, kurşun, civa gibi ağır metal iyonları inhibitör maddelerdir. www.biyolojiportali.com

NOT: Hücrede gerçekleşen bir biyokimyasal olay sırasında zamana bağlı olarak substrat, serbest enzim, enzim-substrat kompleksi, ürün konsantrasyonlarındaki değişimlerini grafikle ifade edelim:

ERGÜN ÖNAL BİYOLOJİ ÖĞRETMENİ OSMAN ULUBAŞ ANADOLU LİSESİ www.biyolojiportali.com