Enzimler, canlı hücreler tarafından genetik kontrol altında hücre içinde sentez edilen organik katalizörler(tepkime hızlandırıcılar)dir. Kataliz deyimi Yunanca “kimyasal reaksiyonlarda etkili olan, reaksiyonu hızlandıran ve kolaylaştıran” anlamında kullanılır. Enzimler genel olarak belirli maddeler arasındaki tepkimeleri katalize eder.
Tüketilen besin öğelerinin sindirilmesi enzimlerin yardımıyla gerçekleşir. Dolayısıyla yaşamsal olayların gerçekleştirilebilmesi için enzim gerekir. Enzimler vücudumuzda nükleik asitlerden DNA(deoksiribonükleik asit) denetiminde sentezlenir. DNA’nın yapısında oluşabilecek olan küçük bir değişiklik bile bazı enzimlerin sentezlenememesine ya da bozuk sentezlenmesine sebep olabilir. Bozuk sentezlenen enzim ise görevini tam anlamıyla yerine getiremez ve böylece vücut çalışmasında çeşitli sorunlar oluşur.
Besin öğelerinin sindiriminin yanında, solunum, büyüme, kas kasılması vb. bir çok fiziksel ve kimyasal olayların oluşumunda etkilidir.
Enzimler aktif yada inaktif olmalarına göre iki şekilde adlandırılır;
- Enzim inaktif durumdaysa substratının sonuna “-jen” eki getirilir; sindirim enzimlerinden pepsinojen, kimotripsinojen vb.
- Enzim aktif durumdaysa, etki ettikleri maddenin sonuna “-az” eki getirilerek adlandırılır; maltoza etki eden, maltaz enzimi, üreye etki eden üreaz enzimi, lipidlere etki eden lipazlar, proteinlere etki eden proteinazlar vb.
Enzimlerin Yapısı
Bazı enzimler yalnızca proteinden oluşurken çoğunluğu yapı ve görev bakımından farklı olan “apoenzim” ve “koenzim-kofaktör” olarak adlandırılan iki ayrı gruptan meydana gelir.
Apoenzim; enzimin sadece özel bir tepkimeyi hızlandırma ve başka bir reaksiyonda görev yapma özelliğini sağlayan kısımdır. Isıyla kolayca “denatüre” olabilir. (Denatüre: proteinin doğal özelliğini kaybetmesi.)
Koenzim (kofaktör); enzimin yardımcı ve etkin biçimidir. Tek başına bir etki gösteremediğinden apoenzime ihtiyaç duyar. Organik ya da inorganik maddelerden oluşabilir. Örneğin vitaminler en önemli yardımcı enzimlerdir. Eğer bir koenzim, apoenzime kolay ayrılamayacak şekilde sıkıca bağlıysa koenzime “prostetik grup” adı verilir. Apoenzim ile koenzimin birlikte oluşturduğu gruba tam enzim anlamına gelen haloenzim (aktif enzim) adı verilir.
Enzimlerin Genel Özellikleri
Enzimler yapım, yıkım veya biyokimyasal dönüşümleri hızlandırır, katalize eder. Bir enzim belli bir substrat veya substratlar grubu üzerinde etkili olup belli bir reaksiyonu katalizler. Difüzyon, ozmos ve fotosentez gibi bir kaç reaksiyon dışında bütün reaksiyonlar enzimler sayesinden gerçekleşir. Enzimler bir reaksiyonu başlatmaz ancak başlamış olan reaksiyonu hızlandırırlar. Hücrede bir kaç saniyede gerçekleşen reaksiyonların enzimsiz olarak gerçekleşmesi yıllarca sürer.
Bir reaksiyonu başlatan şey aktivasyon enerjisidir. Canlı hücrelerin en önemli aktivasyon enerjisi ATP ve sıcaklıktır. Canlının vücut sıcaklığının yeterli olduğu durumlarda ATP harcanmaz ancak ortam ısısının yetmediği reaksiyonlarda ATP aktivasyonu gerçekleştirilir. Her reaksiyonun başlayabildiği bir enerji seviyesi ve sıcaklık vardır. Enzimlerin varlığında reaksiyonlar daha düşük enerji seviyelerinde gerçekleşir; cansız ortamda ancak 200-300°C’de gerçekleşebilen bir reaksiyon, aynı reaksiyon bütün canlıların hücrelerinde enzimlerin sayesinde en fazla 40°C’de 1 saniyenin altında gerçekleşmektedir.
- Genellikle renksiz olup suda çözünürler.
- Etki ettikleri maddeler substrat olarak adlandırılır.
- Reaksiyon sonunda oluşan maddeye ürün adı verilir.
- Enzim-substrat ilişkisi anahtar ile kilidin uyumuna benzer, enzimin etki ettiği substrat enzime özeldir. Bir enzim sadece bir substrata etki edebilir.
- Enzim molekülünde aktif bölge adı verilen özel bir bölge vardır. Aktif bölgede enzim substratına geçiçi olarak bağlanır ve substrat-enzim bileşiği oluşur. Daha sonra substrat ürüne veya ürünlere parlaçalanır.
- Enzimler reaksiyondan değişmeden çıkarlar ve tekrar tekrar kullanılabilirler.
- Enzimler genelde çift yönlü çalışırlar. Bu sayede moleküllerin parçalanmasını yada birleşmesini sağlarlar; lipaz yağı parçalayabildiği gibi gliserin ile yağ asidinin birleşmesini de sağlar.
- Enzimler çok hızlı çalışır. Öyle ki üre enzim olmadan yüzyılda parçalanır ancak kenüreaz enziminin varlığında saniyede 30.000 üre molekülü parçalanabilir.
- Her hücrede tepkime çeşidi kadar farklı enzim vardır.
- Enzimler takım halinde çalışırlar. Yani bir enzimin etki ettiği tepkimenin ürünü başka bir enzimin substratı olabilir; amilaz enzimi nişastayı maltoza parçalar, burada oluşan maltoz, maltaz enziminin substratıdır.
- Enzimlerin bazıları tek bir substrata etki eder; L-laktatdehidrogenaz enzimi laktik asidin yalnızca L-izomerine etki etmekte D-laktikasidisubstrat olarak kullanmamaktadı
- Bazı enzimler ise çeşitli substratlara etki ederler; hekzokinaz enzimi hem glikoza hem de mannoza etki ederek ürüne dönüştürür.
Ayrıca bakın;
- Protein
- Yağ
- Karbonhidrat
- Canlıların Yapısında Bulunan Bileşikler Nelerdir? (Organik ve İnorganik Bileşiklerin Özellikleri) – Ogreniyo.com
Kaynak ve ileri okuma için;