Prof.Dr.Gül ÖZYILMAZ
ENZİMLER; Tüm canlıların yapısında bulunan, Esas olarak proteinden oluşmakla beraber, organik-inorganik maddeleri de bünyesinde barındıran, Biyokimyasal tepkimeleri gerçekleştiren BİYOKATALİZÖRLERDİR.
KATALİZÖR; Termodinamik açıdan olası bir tepkimeyi, farklı bir mekanizma üzerinden gerçekleştirerek reaksiyon hızını arttıran ve reaksiyona girdiği gibi değişmeden çıkan maddelerdir.
Katalizör ancak ve ancak TERMODİNAMİK AÇIDAN OLASI bir tepkimeyi hızlandırabilir. Termodinamik parametreler değişmez, reaksiyon süresi değişir.
Bir canlı hücrede aynı anda yüzlerce tepkime meydana gelir, çoğu ardışık olan tepkime dizisi olana bu metabolik süreçlerin her basamağında, mutlaka özgül bir enzim işlev görür.
Metabolik yollarda kullanılan bütün enzimler yine hücre içinde canlı tarafından sentezlenir. Metabolik faaliyetlerin düzenli bir şekilde gerçekleşebilmesi görevli enzimin yeterli düzeyde olmasına bağlıdır. Canlıdan izole edilen bir enzimin etkinlik gösterdiği reaksiyon şartları in vitro ortamda, mesela bir deney tüpünde oluşturulursa, o ortamda da enzim katalitik etkinlik gösterir. Bu durum enzimlerin endüstriyel ve analitik amaçlı kullanımlarını mümkün kılmıştır. Şuan dünyada, birçok enzim (tonlarca = milyonlarca dolar) bu amaçla oldukça geniş bir uygulama alanı bulmaktadır.
ENZİMLERİN KİMYASAL KATALİZÖRE GÖRE AVANTAJLARI: Enzimlerle katalizlenen reaksiyonlar katalizlenmemiş karşıtlarına göre 10 7-10 16 kez daha hızlı gerçekleşir. Ilımlı şartlarda (nötral ph, 37 o C v.b.) etkinlik gösterirler Enzimler belirli bir molekül veya bağ türü ile spesifik olarak etkileşir. Yani substratlarına karşı özgüdürler. Enzimler stereoözgüldürler. Aynı molekülün belirli bir stereoizomeri ile etkileşir ve belirili bir stereoizomer oluştururlar. Enzimlerde tek bir ürün meydana gelir. Yan ürün oluşmadığından reaksiyon sonrasında ekstra saflaştırma yapmaya gerek yoktur. Ancak kimyasal reaksiyonlarda yan ürün meydana gelme olasılığı yüksektir. ENZİMLERİN KİMYASAL KATALİZÖRE GÖRE DEZAVANTAJLARI: Sadece canlılar tarafından, çok düşük miktarlarda sentezlendiği için, çok zahmetli ve pahalı ayırma teknikleri ile saflaştırılırlar. BU NEDENLE ÇOK PAHALIDIRLAR Enzimler zamanla, kullanılamasalar bile etkinliklerini kaybedebilirler; KARARLI DEĞİLDİR. Ilımlı şartlarda aktivite göstermeleri, uç ph, yüksek sıcaklık, hızlı
Enzimler çoğunlukla protein yapısında olsa da yapılarında çoğunlukla protein dışı moleküller içerirler. Bu moleküller olmaksızın enzim aktivite gösteremez Bu bileşik Zn +2, Fe +2, K + gibi inorganik bir iyonsa KOFAKTÖR Bu bileşik FAD, NAD+, koenzim A gibi organik bir molekülse KOENZİM Kofaktör veya koenzim enzime kovalent olarak bağlıysa PROSTETİK GRUP Enzimin sadece protein kısmı APOENZİM Protein + Koenzim/Kofaktör (Aktif form) HOLOENZİM
İndüklenmiş uyum modeli Anahtar-kilit modeli
A-) Geleneksel Adlandırma: Enzimler etkili oldukları substratın sonuna az eki getirilerek (ÜREAZ, AMİLAZ, ARJİNAZ, PROTEAZ, LİPAZ) veya katalizledikleri tepkimeyi tanımlayan (Laktat Dehidrogenaz, Adenilat Siklaz) isimleri kullanılarak adlandırılmıştır.
B-) Sistematik Adlandırma: Uluslar arası biyokimya ve moleküler biyoloji birliğinin (IUBMB) göre; enzim adlandırmaları, enzimin etkilediği tepkimenin türüne ve mekanizmasına göre yapılmaktadır. Tepkimeler ve bu tepkimeleri katalize eden enzimler 6 ana gruba ayrılmıştır. Bu 6 grubun 4-13 arasında değişen alt sınıfları bulunmaktadır. Her enzime 4 sayı ile belirlenen bir kod numarası verilmiştir.
ENZİMLERİN SINIFLANDIRILMASI 1-) Oksidoredüktazlar 2-) Transferazlar 3-) Hidrolazlar 4-) Liyazlar 5-) İzomerazlar 6-) Ligazlar OTHALİL
İSİMLENDİRME VE NUMARALANDIRMA 1961 yılında enzim komisyonu, kod numaralı sistemi geliştirdi. 4 element bazı farklarla ayrılarak işlem yapıldı. A-)Birinci numara altı ana bölümden birisini simgeler. B-)İkinci numara subklası gösterir. C-)Üçüncü numara subsubklası ifade eder. D-)Dördüncü numara ise subsubklastaki enzimin seri numarasını gösterir.
Örnek verecek olursak; 1.1.1.1 a b c d a: Ana sınıf b: Subklas c: Subsubklas d: Subsubklas seri no
Tepkimenin tipini birinci sayı, vericinin etkilediği grubu ikinci sayı, alıcı olarak yararlanılan grubu üçüncü sayı ve adlandırılan enzimi dördüncü sayı belirlemektedir. Örnek : EC(Enzim komisyonu).2.7.1.1 2 Transferaz türü tepkimeyi 7 Fosfat transferini 1 Fosfat alıcısının bir alkol olduğunu gösterir, 1 ATP molekülünden glikozun altıncı karbonundaki hidroksil grubuna fosfat transferi yapan enzimi, ATP-D-Heksozaltıfosfotransferazı (hekzokinaz) tanımlamaktadır.