Enzim Nedir? | Konu Anlatımı | Çeşitleri | Özellikleri

Enzim nedir? Enzimler konu anlatımı, Enzim çeşitleri nelerdir? Enzim Özellikleri nelerdir? Biyoloji enzimler hakkında bilgi.

Enzim Nedir?

Enzimler; canlılarda gerçekleşen biyokimyasal reaksiyonların aktivasyon enerjisini düşürerek reaksiyonları hızlandıran ve reaksiyonlardan değişmeden çıkan biyolojik katalizörlerdir.

Hücrelerde enzimlerin kullanılmaması durumunda biyolojik reaksiyonlar gerçekleşmez. Çünkü reaksiyonların gerçekleşmesi için yüksek sıcaklık gerekir.

Enzimlerin gerçekleştirdiği en önemli olay reaksiyonların aktivasyon enerjisini düşürmektir.

Aktivasyon enerjisi: Kimyasal reaksiyonların başlamasını sağlayan enerji düzeyine aktivasyon enerjisi denir. Kimyasal bir tepkimenin gerçekleşebilmesi için ortamın ısısını artırmak tepkimeye girecek maddeleri aktivasyon enerjisine ulaştırır. Dolayısıyla da sıcaklık artışı tepkimeyi hızlandırır.

Yüksek sıcaklık hücreye zarar verdiğinden canlı sistemlerde kimyasal tepkimelerin hızlandırılması için ısı etkisinden yararlanılamaz.

Enzimlerin Yapısı

Enzimler ikiye ayrılır. Bunlar:

·         Basit Enzimler (sadece proteinden oluşur)

·         Bileşik Enzimler (Proteinin yanında vitamin veya mineral de bulundurur.   

Basit Enzimler

Sadece proteinden meydana gelen enzimlerdir. Yardımcı grup bulundurmazlar. Sindirim enzimleri basit yapılı enzimlerdir.

Bileşik Enzimler

Proteinin yanında ilave olarak yardımcı grup olarak mineral veya vitamin bulunduran enzim çeşitleridir. Bileşik enzimler holoenzim olarak bilinir.

Bileşik enzimlerdeki protein kısma apoenzim denir. Yardımcı kısım; vitamin, NAD veya FAD gibi organik bir molekül ise koenzim, mineral ise kofaktör olarak isimlendirilir. Yardımcı kısım apoenzime göre daha küçük yapılıdır. 

Enzimlerin büyük çoğunluğu bileşik enzim yapısındadır. Bir bileşik enzimin çalışabilmesi için iki kısmının da bir arada bulunması gerekir.

Protein kısım enzimin etki edeceği maddeyi (substrat) belirlerken, yardımcı kısım substrat üzerinde değişim yapar.

Bir apoenzim çeşidi ancak belirli bir yardımcı kısım çeşidi ile çalışabilir. Bir yardımcı kısım çeşidi ise farklı apoenzim çeşitleri ile çalışabilir.

Tüm enzimlerde protein kısım olduğundan enzimlerin sentezlenmelerinde ribozom organeli görev yapar. Bileşik enzimlerin sentezi için endoplazmik retikulum yardımıyla taşınan proteinlere golgide yardımcı kısımlar ilave edilir.

Enzimlerin Çalışması

 Enzimlerin etki ettiği maddelere genel olarak substrar denir. Enzimler ile etki ettikleri maddeler arasında anahtar-kilit ilişkisi benzer bir uyum bulunur. Enzimlerin çalışması sırasında önce enzim substarı tanır ve geçici olarak ona bağlanır. Bu şekilde enzim-substar kompleksi oluşur.

Enzimin protein kısmında aktif bölge adı verilen cep veya oluk şeklinde özel bi bölüm bulunur. Enzim substratına aktif bölgeden bağlanır.

Enzimlerin Genel Özellikleri

·         Aktivasyon enerjisini düşürerek reaksiyonları hızlandırırlar.

·         Enzim substrat ilişkisi anahtar ile kilit uyumuna benzer.

·         Enzim substrata geçici aktif bölgesinden bağlanarak görev yapar.

·         Enzimler reaksiyonlara özeldir. Bir enzim bir çeşit reaksiyona etki eder.

·         Enzimlerin tümünde protein kısım bulunur.

·         Her enzim çeşidi bir gen tarafından üretilir.

·         Reaksiyonu başlatmazlar. Başlamış olan reaksiyonu hızlandırırlar.

·         Reaksiyonlardan değişmeden çıktıklarından tekrar tekrar kullanılabilirler.

·         Zamanla yapısı bozulan enzimler parçalanırlar ve yeniden üretilir.

·         Sıcaklık ve pH değişimleri gibi çevresel faktörlerden etkilenirler.

·         Enzimler hücre sitoplazmasında serbest olarak bulunabilecekleri gibi hücredeki bazı yapılara bağlı olarak da bulunabilirler.

·         Enzimler ancak sulu ortamda çalışlar. Suyun olmadığı veya yetersiz oranda bulunduğu ortamlarda çalışamazlar.

·         Bazı enzimler ilk üretildiklerinde inaktif haldedirler. Daha sonra aktif hale getirilerek subsratlarına etki ederler.

·         Bir enzim ürünü diğer bir enzimin substratı olabilir. Bu nedenle bazı enzimler takım halinde çalışırlar. Takım halinde çalışan enzimlerin çalışmaları geri besleme mekanizması ile düzenlenir.

·         Enzimler etkilerini etkinen maddenin (substar) dış yüzeyinden başlatırlar. Bundan dolayı substrat yüzeyi genişliği ile enzim etkinliği doğru orantılıdır.

Enzimler hücre içerisinde üretilmelerine rağmen hücre içinde veya hücre dışında çalışabilirler. Mide ve bağırsakta besinlerin sindirimini sağlayan enzimler, saprofitlerin enzimleri hücre dışında çalışmaktadırlar.   

Enzimlerin Çalışmasına Etki Eden Faktörler

A-) Enzim – Subsrat Miktarı

Enzim miktarı sabitken, subsrat miktarı sürekli artılacak olursa reaksiyon önce hızlanır sonra sabit hızla devam eder. Enzim miktarının sabit olması reaksiyon hızının sabitlenmesine neden olur.

Subsrat ve enzim miktarı birlikte artırılırsa reaksiyon hızı doğru orantılı olarak artar.

Subsrat miktarı sınırlı iken, enzim miktarı arttırılırsa reaksiyon önce hızlanır, daha sonra sınırlı miktardaki substrat azalarak biteceğinden dolayı reaksiyon yavaşlar ve durur.

B-) Subsrat Yüzeyi

Enzimler subsrata dış yüzeyinden etki etmeye başlarlar. Subsrat yüzeyi artırılırsa reaksiyon hızlanır.

C-) Sıcaklık

Sıfır santigrat dereceden itibaren sıcaklığın artması enzimlerin çalışma hızını belirli bir dereceye kadar artırır.

Belirli dereceden itibaren enzimin yapısı bozulmaya başlayacağından reaksiyon hızı önce azalmaya başlar ve bir süre sonra tamamen durur.

Proteinlerin yapısı yüksek sıcaklıklarda (genellikle 55-60 °C ve üzeri sıcaklıklarda) görev yapamazlar.

Düşük sıcaklık derecelerinde de enzimin etkinliği azalır. Çok düşük sıcaklık, enzimlerin çalışmasını engellerken yapısını etkilemez. Enzimlerin en iyi çalıştığı sıcaklığa optimum sıcaklık denir.

Ç-) pH Değeri

Enzimler pH değişimlerine karşı çok duyarlıdırlar. Genellikle enzimler bazik ve nötr ortamlarda etkilidirler. Fakat bazı enzimler asidik ortamda da görev yaparlar.

Proteinleri sindiren pepsin enzimi, mide pH sının 2 (asidik) olması durumunda optimum çalışır. Tripsin enzim ise ancak pH 5,5 de (bazik) optimum olarak çalışabilir.

Ortamın pH değerinin değişmesi enzim yapısının bozulmasına neden olabilir.

D-) Ortamdaki Su Miktarı

Enzimlerin çalışması için sulu ortama gereksinim vardır. Su oranı hücrede %15’in arlında olursa enzimler görev yapamaz. Bitki tohumlarının kuru ortamda çimlenmemesinin nedeni bu durumdur.

E-) Kimyasal Maddeler

Bazı kimyasal maddeler enzimlerin etkisini hızlandırır. Bu maddelere aktivatör maddeler denir.

Bazı kimyasal maddeler ise enzimlerin çalışmasını yavaşlatır veya durdurur. Bu tür maddelere de inhibitör maddeler denir.

Siyanür, kurşun, cıva gibi ağır metaller inhibitör özellik gösterir.

Birçok reaksiyonda ürün miktarının belli bir değerin üzerine çıkması, ilgili enzimin çalışmasını engellemektedir. Bu durumda artan ürün, enzim için inhibitör etki yapmaktadır.