Enzimler

Kimyasal bir reaksiyonun başlayabilmesi için gerekli olan en düşük enerji miktarına aktivasyon enerjisi denir. Canlı vücudunda tepkimelerin gerçekleşmesi için aktivasyon enerjisinin düşürülmesinde ısı etkisinden yararlanılamaz. Çünkü yüksek sıcaklık proteinlerin yapısını bozarak hücreye zarar verir. Isı etkisinden yararlanılmadığı için tepkimeleri hızlandıracak başka maddelere ihtiyaç vardır. Kendisi harcanmaksızın tepkime hızını artıran kimyasal moleküllere katalizör denir.

Canlı hücrelerinde aktivasyon enerji engelini düşürerek tepkim hızını değiştiren biyolojik katalizörlere ise enzim denir.

Enzimlerin Yapısı

Enzimler çoğunlukla protein yapısındadır. Bazı enzimlerin etkinlik gösterebilmeleri için ek bir moleküle ihtiyaçları yoktur. Böyle enzimlere basit enzim denir. Basit enzimlerin proteinden oluşmuş yapısına apoenzim denir. Protein sindiriminde görev alan pepsin ve tripsin, üreyi parçalayan üreaz basit enzimlerdir.

Birçok enzim etkinlik gösterebilmek için apoenzim adı verilen proteinden oluşmuş kısım ile birlikte protein olmayan yardımcı kısma ihtiyaç duyar.

Yardımcı kısım inorganik yapıda ise kofaktör; organik yapıda ise koenzim adını alır.

Mg⁺², Zn⁺² , Fe⁺², Mn⁺² iyonları kofaktör olarak; B grubu vitaminlerin çoğu ise koenzim olarak görev yapar.

Enzimlerin Özellikleri

Enzimler aktivasyon enerjisini düşürürler. Reaksiyonu hızlandırırlar.

Canlı organizmalarda gerçekleşen hemen hemen tüm reaksiyonlar enzim varlığında gerçekleşir. Sentez, hidroliz, solunum, fotosentez gibi temel reaksiyonlar için enzimler gereklidir.

Enzimlerin etkilediği maddeye substrat denir. Enzimin substratı tanıyan bölgesi protein kısmıdır. Protein bölgesinde aktif bölge olarak adlandırılan özel bir bölüm bulunur. Enzim substratına geçici olarak aktif bölgeden bağlanır. Bu olayın sonucunda enzim – substrat bileşiği meydana gelir. Enzimin etkinliği ile substrat ürüne dönüşür. Enzim eski şekline döner ve yeni bir substrata bağlanmaya hazır hale gelir.

Enzimler hücre içinde üretilir, hücre içinde veya hücre dışında çalışabilirler. Yapay olarak da üretimi yapılabilmektedir.

Her hücrede tepkime çeşidi kadar enzim bulunur.

Apoenzim ve yardımcı gruplar tek başlarına görev yapamazlar. Çünkü apoenzim etkilenecek maddeleri tanırken yardımcı gruplar tepkimeyi gerçekleştirir.

Enzimler substratına özeldir. Bazı çeşitleri substratının sonuna —az eki getirilerek adlandırılır. Örneğin; maltozun sindiriminde görev alan enzime maltaz, sukrozun sindiriminde görev alar enzime sukraz denir. Bazı enzimler aktif ya da inaktif durumda olmalarına göre adlandırılır. Enzim inaktif durumda iken sonuna —jen eki getirilir. Örneğin pepsinojen > pepsin ve tripsinojen > tripsin gibi ..

Enzimler reaksiyonda harcanmazlar. Tekrar tekrar kullanılırlar.

Karmaşık yapılı enzimlerde yardımcı kısım enzimin kendisine özeldir ve bir enzim her seferinde aynı yardımcı kısım ile çalışır. Koenzim ve kofaktörler ise birden fazla enzim çeşidi ile çalışabilirler.

Enzimlerden sindirim enzimleri hariç çoğu reaksiyonları çift yönlü gerçekleştirebilirler.

Örneğin kaslarda oksijen azaldığında pirüvatın laktik asite dönüşümünü sağlayan enzim, oksijen varlığında laktik asiti pirüvata dönüştürebilmektedir.

Her enzim özel bir gen tarafından sentezlenir ve enzimin çalışması ilgili gen tarafından kontrol edilir.

Bu şema enzimlerin takım halinde çalışabildiğini ve bir enzimin ürününün başka bir, enzimin substratı olabileceğini göstermektedir.

Çözümlü Örnek Test Soruları: Enzimler

1. Enzimlerin kimyasal yapısında temel olarak hangi molekül bulunur?

• A) Karbonhidrat
• B) Protein
• C) Yağ
• D) Nükleik asit

Çözüm: Enzimler, protein yapısında olan biyolojik katalizörlerdir. Doğru yanıt B şıkkıdır.

2. Enzimlerin hücre içindeki işlevlerinden biri aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Enerji üretmek
• B) Reaksiyon hızını artırmak
• C) Hücre zarını korumak
• D) Genetik bilgi aktarmak

Çözüm: Enzimler, reaksiyonların hızını artırarak hücre içi metabolizmayı düzenler. Doğru yanıt B şıkkıdır.

3. Enzimlerin çalışma hızını etkileyen faktörlerden biri aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Hücre sayısı
• B) Ortamın sıcaklığı
• C) Hücre çekirdeği
• D) Ribozom sayısı

Çözüm: Enzimlerin etkinliği ortamın sıcaklığına bağlıdır; optimum sıcaklık enzim aktivitesini artırır. Doğru yanıt B şıkkıdır.

4. Aşağıdakilerden hangisi enzimlerin görev yaptığı biyolojik süreçlerden biri değildir?

• A) Solunum
• B) Fotosentez
• C) Protein sentezi
• D) Genetik bilgi aktarımı

Çözüm: Enzimler genetik bilgi aktarımı dışındaki metabolik süreçlerde görev alır. Doğru yanıt D şıkkıdır.

5. Enzimler ile ilgili “kilit-anahtar” modeli neyi açıklar?

• A) Enzimlerin enerji üretimini
• B) Enzimlerin substratına özgül olduğunu
• C) Enzimlerin her ortamda aynı şekilde çalıştığını
• D) Enzimlerin yalnızca hücrede üretildiğini

Çözüm: Kilit-anahtar modeli, enzimlerin belirli bir substratla çalışmasını açıklayan bir modeldir. Doğru yanıt B şıkkıdır.

6. Aşağıdakilerden hangisi enzimlerin yapısını bozarak işlevlerini kaybetmesine neden olur?

• A) Optimum sıcaklık
• B) pH dengesi
• C) Düşük substrat yoğunluğu
• D) Yüksek sıcaklık

Çözüm: Enzimler yüksek sıcaklıkta yapısını kaybeder, bu duruma denatürasyon denir. Doğru yanıt D şıkkıdır.

7. Bir enzimin etkinliğini artırmak için aşağıdaki durumlardan hangisi gereklidir?

• A) Ortamın pH dengesinin optimum olması
• B) Sıcaklığın çok yüksek olması
• C) Substrat miktarının azaltılması
• D) Enzim miktarının azaltılması

Çözüm: Enzimlerin çalışabilmesi için ortamın pH dengesinin optimum seviyede olması gereklidir. Doğru yanıt A şıkkıdır.

8. Enzimlerin tepkime sonucunda yapısının değişmemesi aşağıdaki özelliklerden hangisini sağlar?

• A) Enzimlerin tepkimeye sürekli katılabilmesini
• B) Enzimlerin substratlarına özgül olmamasını
• C) Enzimlerin pH değişiminden etkilenmemesini
• D) Enzimlerin enerji üreten moleküller olmasını

Çözüm: Enzimler tepkime sonucunda yapısal değişime uğramadığı için tekrar tekrar kullanılabilir. Doğru yanıt A şıkkıdır.