Enzim Aktivitesini Etkileyen Faktörler

Enzimler, biyokimyasal reaksiyonları katalize eden biyolojik polimerler olarak tanımlanabilir. Enzimlerin çoğu, farklı işlemleri gerçekleştirmek için çok önemli olan katalitik yeteneklere sahip proteinlerdir. Hücredeki metabolik işlemler ve diğer kimyasal reaksiyonlar, yaşamı sürdürmek için gerekli olan bir dizi enzim tarafından gerçekleştirilir.
Metabolik sürecin ilk aşaması, bir molekülle reaksiyona giren ve substrat olarak adlandırılan enzimlere bağlıdır. Enzimler, substratları diğer farklı moleküllere dönüştürür ve ürün olarak adlandırılır. Enzimlerin düzenlenmesi, yaşam süreçlerini sürdürmedeki rolleri nedeniyle klinik tanıda anahtar bir unsur olmuştur. Tüm enzimlerin makromoleküler bileşenleri, ribozimler adı verilen RNA katalizörleri sınıfı dışında, proteinden oluşur. Ribozim kelimesi ribonükleik asit enziminden türemiştir. Pek çok ribozim, kendi bağlarından birinde veya diğer RNA’lar arasında reaksiyonları katalize eden ribonükleik asit molekülleridir.
Enzimler vücudun tüm doku ve sıvılarında bulunur. Metabolik yollarda gerçekleşen tüm reaksiyonların katalizasyonu hücre içi enzimler tarafından gerçekleştirilir. Plazma zarındaki enzimler, hücresel sinyallere yanıt olarak hücrelerdeki katalizi yönetir ve dolaşım sistemindeki enzimler kanın pıhtılaşmasını düzenler. Kritik yaşam süreçlerinin çoğu, enzimlerin işlevleri üzerine kurulmuştur
İnsan vücudu, farklı hücre, doku ve diğer karmaşık organ türlerinden oluşur. Vücut, sağlıklı bir yaşamı sürdürmek için solunum, sindirim, boşaltım ve diğer birkaç metabolik faaliyet gibi biyolojik süreçleri hızlandırmak için bazı kimyasalları serbest bırakır. Bu nedenle, enzimler, tüm biyolojik süreçleri yöneten tüm canlı varlıklarda çok önemlidir. Enzimlerin neler olduğunu, türlerini, yapılarını, mekanizmalarını ve aktivitesini etkileyen çeşitli faktörler hakkında biilgiler bulunmaktadır.

Enzim Aktivitesini Etkileyen Faktörler

Reaksiyon koşulları, enzimlerin aktivitesi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Enzimler, sıcaklık, pH, substrat konsantrasyonunda değişiklik, vb. Gibi reaksiyonlar için sağlanan optimum koşullar konusunda özeldir.
Tipik olarak, enzim aktiviteleri artan sıcaklıklarla hızlanır. Enzimler hücrelerde işlevsel olduğundan, neredeyse tüm enzimler için uygun koşullar orta dereceli sıcaklıklardır. Daha yüksek sıcaklıklarda, belirli bir nokta verildiğinde, enzimlerin denatürasyonu ile aktivitede ciddi bir azalma olur. Seyreltilmiş çözeltilerde saflaştırılmış enzimler, ham özütlerdeki enzimlere kıyasla hızla denatüre olur. Enzimlerin denatürasyonu, enzimler uzun süre inkübe edildiğinde de gerçekleşebilir. Daha uygun olanı, bu tür enzim reaksiyonlarının başlangıç hızlarını ölçmek için inkübasyon süresi söz konusu olduğunda daha kısa bir süre kullanmaktır.
Uluslararası Biyokimya Birliği, standart test sıcaklığının 30 ° C olmasını önermektedir. Hemen hemen tüm enzimler pH değişimine son derece duyarlıdır. Sadece bazı enzimler 9’un üzerinde ve 5’in altındaki pH değerlerinde uygulanabilir bir şekilde çalışır. Çoğu enzimin pH’ı vardır, optimum nötrlüğe yakındır. Herhangi bir pH değişikliği, amino asit kalıntılarının iyonik durumunun tüm proteinde ve aktif bölgede değişmesine neden olur. İyonik durumdaki modifikasyonlar, katalizi ve substrat bağlanmasını değiştirebilir. Substrat konsantrasyonunun tercihi, daha düşük konsantrasyonlarda kritiktir, hız konsantrasyonla belirlenir, ancak yüksek konsantrasyonlarda hız substratın konsantrasyonundaki herhangi bir artışa bağlı değildir.

Aktif Kompleks

Enzimatik kataliz, aktif merkezde birleştirilmiş amino asit yan zincirlerinin aktivitesine bağlıdır. Enzimler, substratı bir ara yapıda aktif kopmleksin bir bölgesine bağlar. Çoğu zaman aktif bölge, kataliz ve substrat bağlanmasında rol alan amino asitler tarafından üretilen bir yarık veya ceptir. Bir enzimin aktif bölgesini oluşturan amino asitler, birincil amino asit dizisi boyunca diğerine bitişik değildir. Aktif bölge amino asitleri, birincil amino asit sekansının 3 boyutlu katlanmasıyla doğru konformasyonda kümeye birleştirilir. Proteini oluşturan 20 amino asitten en sık görülen aktif bölge amino asit kalıntıları polar amino asitler, aspartat, sistein, glutamat, histidin, Serin ve lisindir. Tipik olarak, ürünün oluşumuna neden olan bağda sadece 2-3 temel amino asit kalıntısı doğrudan yer alır. Glutamat, Aspartat ve histidin, aynı zamanda bir proton alıcısı veya donörü olarak da hizmet eden amino asit kalıntılarıdır.

Sıcaklık ve pH

Enzimler, eylemleri için optimum bir sıcaklık ve pH gerektirir. Bir bileşiğin maksimum aktivitesini gösterdiği sıcaklık veya pH, sırasıyla optimum sıcaklık veya optimum pH olarak adlandırılır. Daha önce bahsedildiği gibi, enzimler protein bileşikleridir. Optimumdan daha yüksek bir sıcaklık veya pH, enzimlerin moleküler yapısını değiştirebilir. Genel olarak, enzimler için optimum bir pH’ın 5 ile 7 arasında değiştiği kabul edilir.

Konsantrasyon ve Yüzey Tipi

Enzimlerin bir doyma noktası vardır, yani eklenen tüm enzimler substrat molekülleri tarafından işgal edildiğinde aktivitesi sona erecektir. Reaksiyon başladığında, enzim etkisinin hızı, substratın daha fazla eklenmesiyle artmaya devam eder. Bununla birlikte, substrat moleküllerinin sayısının serbest enzimden daha fazla olduğu bir doygunluk noktasında hız aynı kalır. Substrat tipi, enzim etkisini etkileyen başka bir faktördür. Enzimin aktif bölgesine bağlanan kimyasallar enzimin aktivitesini inhibe edebilir ve bu tür substrata inhibitör adı verilir. Rekabetçi inhibitörler, aktif bölge için enzimin spesifik substratı ile rekabet eden kimyasallardır. Yapısal olarak enzimin spesifik substratına benzerler ve enzime bağlanarak enzimatik aktiviteyi inhibe ederler. Bu konsept, bakteriyel bulaşıcı hastalıkların tedavisinde kullanılır.

Tuz konsantrasyonu

Tuzluluktaki değişiklikler: Katyonlar (+) ve anyonlar (-) ekler veya çıkarır
• Bağları bozar, 3 boyutlu şekli bozar
• Yüklü amino asitler arasındaki çekiciliği bozar
• 2 ° ve 3 ° yapıyı etkiler
• Denatüre protein
• Enzimler aşırı tuzluluğa toleranssızdır
Ölü denize bu nedenle ölü denmektedir.

Enzimlerin İşlevleri

Enzimler vücutta bir dizi işlevi yerine getirir. Bunlar şunları içerir:
• Enzimler sinyal iletiminde yardımcı olur. İşlemde kullanılan en yaygın enzim, proteinlerin fosforilasyonunu katalize eden protein kinazı içerir.
• Büyük molekülleri, vücut tarafından kolayca emilebilen daha küçük maddelere ayırırlar.
• Vücutta enerji üretmeye yardımcı olurlar. ATP sentaz, enerjinin sentezinde yer alan enzimlerdir.
• Enzimler, iyonların plazma zarı boyunca hareketinden sorumludur.
• Enzimler, besleyici olmayan maddeleri vücuttan uzaklaştırmak için oksidasyon, redüksiyon, hidroliz vb. Dahil olmak üzere bir dizi biyokimyasal reaksiyon gerçekleştirir.
• Hücresel aktiviteleri düzenlemek için hücrenin iç yapısını yeniden düzenleme işlevi görürler.

Kaynakça:
http://www.worthington-biochem.com/introbiochem/factors.html
https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zwnstv4/revision/2
https://www.britannica.com/science/enzyme/Factors-affecting-enzyme-activity

Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu