ENZİMLER NEDİR?

Enzimsiz reaksiyon laktoz Glikoz + galaktoz Enzimsiz aktivasyon enerjisi Laktozun parçalanması ile oluşan serbest enerji Figure 6.7 Enzymes Accelerate Chemical Reactions How is lactose split into glucose and galactose? Without an enzyme, the amount of energy necessary to activate this reaction is high. In the presence of the enzyme lactase, however, a low activation energy is sufficient to get the process started. The energy released from the splitting of lactose is the same in both cases.

Enzimli reaksiyon Glikoz+ galaktoz laktaz laktoz Enzimli aktivasyon enerjisi Açığa çıkan enerji Figure 6.7 Enzymes Accelerate Chemical Reactions How is lactose split into glucose and galactose? Without an enzyme, the amount of energy necessary to activate this reaction is high. In the presence of the enzyme lactase, however, a low activation energy is sufficient to get the process started. The energy released from the splitting of lactose is the same in both cases.

Bir kimyasal reaksiyonun başlayabilmesi için gerekli olan en düşük enerji miktarına aktivasyon enerjisi ( eşik enerjisi ) denir.Yani aktivasyon enerjisi kimyasal reaksiyonun başlamasını önleyen bir enerji engelidir.

Reaksiyonlarda moleküllerin Kinetik enerjisi önemlidir. Neden? Katalizör denilen kimyasal maddeler ise hücreye hiç bir zarar vermeden kimyasal reaksiyonların hızını arttırabilmektedir.

Enzimler aktivasyon enerjisini düşüren biyolojik katalizörlerdir. Katalizör kimyasal reaksiyona girerek olayı hızlandıran ve reaksiyon sonunda herhangi bir değişikliğe uğramadan çıkan maddelerdir. Reaksiyon ortamında katalizör bulunduğu zaman ilgili molekülleri fazla ısıtmaya gerek kalmadan birbirleriyle reaksiyona girebilmektedir. Canlı hücrelerdeki katalizörler ise “Enzim” dir. Enzimler aktivasyon enerjisini düşüren biyolojik katalizörlerdir. Enzimler protein yapılıdır.

ENZİMLERİN YAPISI NASILDIR? Enzimler protein yapıda moleküllerdir ve canlı hücrede sentezlenirler. BASİT ENZİMLER BİLEŞİK ENZİMLER Protein(apoenzim) Protein(apoenzim) + Yardımcı kısım(koenzim-vitamin Kofaktör-mineral)

Basit enzimler sadece proteinden meydana gelir Basit enzimler sadece proteinden meydana gelir. Bunlara en iyi örnek sindirim enzimleri ve üreyi parçalayan üreaz enzimleridir. Reaksiyon direk olarak protein kısmı tarafından yürütülür. APOENZİM

BİLEŞİK ENZİMLER (HOLOENZİM) APOENZİM ( PROTEİN ) YARDIMCI KISIM KOENZİM VİTAMİN KOFAKTÖR MİNERAL

Bileşik enzimler protein ( ana kısım ) ve yardımcı ( aktifleştirici ) kısımdan oluşmaktadır. Proteinden oluşan kısma apoenzim denir. Aktifleştirici kısım vitaminden oluşmuş ise koenzim, mineralden oluşmuş ise kofaktör adını alır.

Apoenzim + Koenzim ya da Holoenzim Kofaktör (Aktif Enzim) Koenzimler özellikle B grubu vitaminlerden meydana gelir. Kofaktörlere Fe, Ca, Mg, Zn, K gibi mineraller örnek olarak verilebilir. Apoenzim ile koenzim ya da kofaktör birlikte Holoenzim denilen aktif enzimi oluşturur Apoenzim + Koenzim ya da Holoenzim Kofaktör (Aktif Enzim)

Holoenzim Enzimin koenzim ya da kofaktör kısmı apoenzime göre daha küçüktür. Enzimin hangi maddeye etki edeceğini protein kısmı yani Apoenzim saptar. Koenzim ya da kofaktör ise iş yapan yani reaksiyonu gerçekleştiren kısımdır.

Apoenzim Çeşidi > Koenzim yada Bir apoenzim belirli bir enzim ya da kofaktörle çalışır. Fakat bir koenzim ya da kofaktör birden fazla apoenzimle çalışabilir. Bu nedenle apoenzimlerin çeşidi kofaktör ya da koenzim çeşinden fazladır Apoenzim Çeşidi > Koenzim yada Kofaktör çeşidi

ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ Canlı sistemlerde gerçekleşen temel olaylar enzimler olmadan gerçekleşemez. Enzimlerin etkilediği maddeye substrat denir. Enzimler reaksiyon sırasında hiçbir değişikliğe uğramazlar. Dolayısıyla aynı reaksiyon çeşidinde tekrar tekrar kullanılabilirler. 4. Anahtar kilit ilişkisi : Enzim , aktif bölge denilen özel bölümünü ile substratına geçici olarak bağlanır.

c. b. a. d. f. e. substrat Aktif bölge Apoenzim Enzim substrat kompleksi d. Ürünler f. Enzim substrat kompleksi e. 16

5. Enzimler reaksiyonun türüne özgüdür 5. Enzimler reaksiyonun türüne özgüdür. Yani her enzim ancak bir çeşit substrata etki edebilir,ona özgüdür. Bu nedenle hücrede genellikle reaksiyon çeşidi kadar enzim çeşidi vardır. !! Koenzimler ise birden fazla enzimle beraber çalışabilir.

6.Enzim reaksiyonlarının çoğu tersinirdir. (Sindirim enzimleri hariç) 7.Enzimler etkinliklerini maddelerin dış yüzeyinden başlatır. A + B C Enzim X Enzim X

8.Enzimler sadece hücre içinde değil,uygun ortam sağlandığında hücre dışında da çalışabilirler. 9. Enzimler çok az miktarlarıyla dahi etkilidir.

Ör: Sığır karaciğerinden elde edilen katalaz enzimi , bir dakikada 5 milyon Hidrojen Peroksit ( H2O2 ) molekülünü su ve oksijene parçalayabilir. ( Bazı tepkimelerde yan ürün olarak oluşan hidrojen peroksit ,vücut için zehirli olduğundan katalaz enzimi tarafından parçalanarak etkisiz hale getirilir.) H2O2 H2O + 1/2 O2

10. Enzimler sitoplazmada serbest olarak bulunabildikleri gibi ,belirli hücre organellerine ( Mitokondri , Ribozom vb ) bağlanmış olarak bulunabilirler.

11. Enzimler hücrede genellikle takım halinde çalışırlar 11. Enzimler hücrede genellikle takım halinde çalışırlar. Bir enzimin son ürünü ,kendisinden sonraki enzimin substratı olabilir. 12. Enzimler genelde ya etkiledikleri substratın ya görev yaptığı reaksiyon çeşidinin ya da etkilediği kimyasal bağın sonuna –az eki getirilerek isimlendirilirler ( Ör :Lipaz,peptidaz vb) X Y Z Enzim 1 Enzim 2

13.Enzimler protein yapıdan olduğundan, her enzim bir gen tarafından sentezlettirilir. Reaksiyonlarda genlerden biri bozulursa ilgili enzim yapılamaz. Reaksiyonu devam etmesi için yapılamayan maddeyi ortama hazır vermek gerekir.

Ör: Organizmada bir tek enzim eksikliği bile önemli sorunlara yol açabilir. Örneğin Albinizm denilen ve pigment eksikliği sonucu deri ve saçların bembeyaz olmasına yol açan hastalık ,hücredeki enzimlerden yalnızca bir tanesinin bulunmaması sonucunda ortaya çıkar.

ENZİMLERİN ÇALIŞMASINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER

1.SICAKLIK Enzimler protein yapıda oldukları için ,proteinleri etkileyen sıcaklık değişimlerine duyarlıdırlar. Enzimlerin en fazla aktivite gösterdiği sıcaklık derecesine optimum sıcaklık denir.

Düşük ısı : Kinetik enerji azalır. Reaksiyon yavaşlar Düşük ısı : Kinetik enerji azalır. Reaksiyon yavaşlar.Geri dönüşümlüdür. Yüksek ısı : Enzimin protein yapısını bozar. Geri dönüşümsüzdür. ( Denatürasyon )

2.pH DERECESİ Her enzim belli bir pH derecesinde çalışır. Enzimler pH değişimlerine karşı çok duyarlıdırlar. Güçlü asit ve bazlar enzimin yapısını bozar. Ör:Midede protein sindirimi Pepsin enzimi : pH=2

İncebağırsakta protein sindirimi ( Pankreastan gelen Tripsin pH 8.5 )

3.ENZİM YOĞUNLUĞU Belli oranda substrat bulunan ortama enzim ilave edildikçe reaksiyon hızlanır. Substrat bittiği anda reaksiyon durur.

4. SUBSTRAT YOĞUNLUĞU Enzim miktarı sabit tutulup substrat miktarı arttırıldıkça reaksiyon hızlanır. Enzimlerin doygunluk anından sonra reaksiyon belirli bir hızla devam eder ve biter.

5. SUBSTRAT YÜZEYİ : Enzimler substrata dış yüzeyden etki etmeye başlarlar.Dolayısıyla substrat yüzeyi arttıkça enzim etkinliği artar. ( Enzim miktarı yeterliyse ) Substrat yüzeyi

Ör: Kıyılmış et aynı miktar parça etten daha kolay sindirilir. Enzim etkinliği

6. SU Moleküllerin birbirine çarparak reaksiyonu gerçekleştirebilmesi için hareketi sağlayacak sıvı bir ortamın olması gerekir. Bu nedenle ortamda en az %15 oranında su bulunmalıdır. Ör:Kuru ortamda çimlenme gerçekleşmez Besinlerin kurutularak saklanması Sulandırılan balın-reçelin bozulması

7. AKTİVATÖRLER : Enzime bağlanarak reaksiyonu hızlandırır. Ca, Mg Ör: Pepsinojeni aktifleştiren HCl

8. İNHİBİTÖRLER : Enzime bağlanarak reaksiyonu yavaşlatır veya durdurur.Aktif bölgeyi bozabilir veya enzime tutunarak substratına bağlanmasını engelleyebilirler. Ör: Pb,Hg