Enzim
Enzim-substrat bağlanmasının uyarılmış uyum teorisinde, bir substrat bir enzimin yüzeyine yaklaşır (kutu A, B, C'deki adım 1) ve enzim şeklinde katalitik grupların doğru hizalanmasıyla sonuçlanan bir değişikliğe neden olur ( üçgenler KİME ve B ; çevreler C ve D katalitik aktivite için gerekli olan enzim üzerindeki substrat bağlama gruplarını temsil eder). Katalitik gruplar, ürünler oluşturmak için substrat ile reaksiyona girer (adım 2). Ürünler daha sonra enzimden ayrılarak diziyi tekrar etmesi için serbest bırakılır (adım 3). D ve E kutuları, uygun katalitik hizalama için çok büyük veya çok küçük molekül örneklerini temsil eder. F ve G kutuları, bir inhibitör molekülünün bağlanmasını gösterir ( ben ve ben ′) bir allosterik bölgeye, böylece enzimin substrat ile etkileşimini önler. Kutu H, bir allosterik aktivatörün bağlanmasını gösterir ( X ), enzimle reaksiyona girebilen substrat olmayan bir molekül. Ansiklopedi Britannica, Inc.
En Çok Sorulan Sorular
enzim nedir?
- Bir enzim, bir madde olarak işlev gören bir maddedir. katalizör hızını düzenleyen canlı organizmalarda kimyasal reaksiyonlar süreçte kendisi değiştirilmeden ilerleyin.
- Tüm canlı organizmalarda meydana gelen biyolojik süreçler kimyasal reaksiyonlardır ve çoğu enzimler tarafından düzenlenir.
- Enzimler olmadan, bu reaksiyonların çoğu algılanabilir bir hızda gerçekleşemezdi.
- Enzimler, hücre metabolizmasının tüm yönlerini katalize eder. Bu, büyük besin moleküllerinin (proteinler, karbonhidratlar ve yağlar gibi) daha küçük moleküllere ayrıldığı gıdaların sindirimini içerir; kimyasal enerjinin korunumu ve dönüşümü; ve daha küçük öncülerden hücresel makromoleküllerin yapımı.
- Albinizm ve fenilketonüri gibi birçok kalıtsal insan hastalığı, belirli bir enzimin eksikliğinden kaynaklanır.
Enzimler nelerden oluşur?
- Geniş bir protein enzim molekülü bir veya daha fazla amino asit polipeptit zincirleri adı verilen zincirler. Amino asit dizisi, enzim spesifikliği için gerekli olan protein yapısının karakteristik katlanma modellerini belirler.
- Enzim, sıcaklık veya pH dalgalanmaları gibi değişikliklere maruz kalırsa, protein yapısı bütünlüğünü (denatüre) ve enzimatik yeteneğini kaybedebilir.
- Bazı enzimlere bağlı, katalitik olaya doğrudan katılan ve dolayısıyla enzimatik aktivite için gerekli olan, kofaktör adı verilen ek bir kimyasal bileşendir. Bir kofaktör, ya bir koenzim (bir vitamin gibi bir organik molekül) ya da bir inorganik metal iyonu olabilir. Bazı enzimler her ikisini de gerektirir.
- Bir zamanlar tüm enzimlerin protein olduğu düşünülüyordu, ancak 1980'lerden beri ribozimler (veya katalitik RNA'lar) olarak adlandırılan belirli nükleik asitlerin katalitik yeteneği, bu aksiyomu çürüterek kanıtlandı.
Enzim örnekleri nelerdir?
- Pratik olarak hayvanlarda, bitkilerde ve mikroorganizmalarda meydana gelen sayısız ve karmaşık biyokimyasal reaksiyonların tümü enzimler tarafından düzenlenir ve bu nedenle birçok örnek vardır. Daha iyi bilinen bazı enzimler arasında hayvanların sindirim enzimleri bulunur. Örneğin pepsin enzimi, mide sularının kritik bir bileşenidir ve midedeki yiyecek parçacıklarının parçalanmasına yardımcı olur. Aynı şekilde tükürükte bulunan amilaz enzimi de nişastayı şekere dönüştürerek sindirimin başlamasına yardımcı olur.
- Tıpta, trombin enzimi yara iyileşmesini desteklemek için kullanılır. Diğer enzimler bazı hastalıkları teşhis etmek için kullanılır. Hücre duvarlarını yok eden enzim lizozim bakterileri öldürmek için kullanılır.
- Katalaz enzimi, hidrojen peroksitin su ve oksijene ayrıştığı reaksiyonu meydana getirir. Katalaz, hücresel organelleri ve dokuları, metabolik reaksiyonlarla sürekli olarak üretilen peroksitin zarar görmesinden korur.
Enzim aktivitesini hangi faktörler etkiler?
- Enzim aktivitesi, substrat konsantrasyonu ve inhibe edici moleküllerin varlığı dahil olmak üzere çeşitli faktörlerden etkilenir.
- Bir enzimatik reaksiyonun hızı, artan substrat konsantrasyonu ile artar ve enzim moleküllerinin tüm aktif bölgeleri birleştiğinde maksimum hıza ulaşır. Böylece enzimatik reaksiyon hızı, aktif bölgelerin substratı ürüne dönüştürme hızı ile belirlenir.
- Enzim aktivitesinin inhibisyonu farklı şekillerde gerçekleşir. Substrat moleküllerine benzer moleküller aktif bölgeye bağlandığında ve gerçek substratın bağlanmasını engellediğinde rekabetçi inhibisyon meydana gelir.
- Rekabetçi olmayan inhibisyon, bir inhibitör enzime aktif bölge dışında bir yerde bağlandığında meydana gelir.
- Enzim aktivitesini etkileyen diğer bir faktör, enzim etkisinin yanı sıra inhibisyonun uyarılmasını içerebilen allosterik kontroldür. Allosterik stimülasyon ve inhibisyon, gerektiğinde hücre tarafından enerji ve malzeme üretimine izin verir ve arz yeterli olduğunda üretimi engeller.
Bunu enzimlerin kısa bir tedavisi izler. Tam tedavi için, görmek protein: Enzimler .
Tüm canlı organizmalarda meydana gelen biyolojik süreçler, kimyasal reaksiyonlar ve çoğu enzimler tarafından düzenlenir. Enzimler olmadan, bu reaksiyonların çoğu algılanabilir bir hızda gerçekleşemezdi. Enzimler, vücudun tüm yönlerini katalize eder. hücre metabolizma . Bu, büyük besin moleküllerinin (örneğin, proteinler , karbonhidratlar , ve yağlar ) daha küçük moleküllere parçalanır; kimyasal enerjinin korunumu ve dönüşümü; ve daha küçük hücrelerden hücresel makromoleküllerin inşası öncüler . Albinizm ve fenilketonüri gibi birçok kalıtsal insan hastalığı, belirli bir enzimin eksikliğinden kaynaklanır.
Enzimlerin ayrıca değerli endüstriyel ve tıbbi uygulamaları vardır. Şarabın mayalanması, ekmeğin mayalanması, peynirin kesilmesi ve biranın demlenmesi çok eski zamanlardan beri uygulanıyordu, ancak bu reaksiyonların enzimlerin katalitik aktivitesinin sonucu olduğu 19. yüzyıla kadar anlaşılamadı. O zamandan beri enzimler, organik kimyasal reaksiyonları içeren endüstriyel işlemlerde artan bir önem kazanmıştır. Enzimlerin kullanım alanları ilaç hastalığa neden olan mikroorganizmaları öldürmeyi, yara iyileşmesini teşvik etmeyi ve bazı hastalıkları teşhis etmeyi içerir.
enzim; peynir yapımı Peynir yapımı sırasında süte proteaz enzimi kimozin içeren Rennet eklenir. Fedecandoniphoto/Dreamstime.com
Kimyasal doğa
Bir zamanlar tüm enzimlerin protein olduğu düşünülüyordu, ancak 1980'lerden beri ribozimler (veya katalitik RNA'lar) olarak adlandırılan belirli nükleik asitlerin katalitik yeteneği, bu aksiyomu çürüterek kanıtlandı. Çünkü enzimatik işleyişi hakkında henüz çok az şey biliniyor. RNA , bu tartışma öncelikle protein enzimler.
Büyük bir protein enzimi molekül bir veya daha fazlasından oluşur amino asit polipeptit zincirleri adı verilen zincirler. Amino asit dizisi, enzim spesifikliği için gerekli olan protein yapısının karakteristik katlanma modellerini belirler. Enzim sıcaklık veya pH dalgalanmaları gibi değişikliklere maruz kalırsa protein yapısı bozulabilir. bütünlük (denatüre) ve enzimatik yeteneği. Denatürasyon bazen, ancak her zaman değil, tersine çevrilebilir.
Bazı enzimlere bağlı, katalitik olaya doğrudan katılan ve dolayısıyla enzimatik aktivite için gerekli olan, kofaktör adı verilen ek bir kimyasal bileşendir. Bir kofaktör, ya bir koenzim (bir vitamin gibi organik bir molekül) ya da inorganik bir metal olabilir. iyon ; bazı enzimler her ikisini de gerektirir. Bir kofaktör enzime sıkı veya gevşek bir şekilde bağlı olabilir. Sıkıca bağlanırsa, kofaktör protez grubu olarak adlandırılır.
isimlendirme
Bir enzim, belirli bir tür reaksiyonu katalize etmek için substrat adı verilen yalnızca bir tür madde veya madde grubu ile etkileşime girer. Bu özgüllükten dolayı, enzimler genellikle substratın ismine -az son eki eklenerek isimlendirilirler. üreaz parçalanmasını katalize eden üre ). Bununla birlikte, tüm enzimler bu şekilde adlandırılmamıştır ve enzim isimlendirmesini çevreleyen karışıklığı kolaylaştırmak için enzimin katalize ettiği reaksiyon tipine dayalı bir sınıflandırma sistemi geliştirilmiştir. Altı ana kategori ve bunların reaksiyonları vardır: (1) elektron transferinde yer alan oksidoredüktazlar; (2) bir kimyasal grubu bir maddeden diğerine aktaran transferazlar; (3) hidrolazlar , ki bölmek bir su molekülünün alınmasıyla (hidroliz) substrat; (4) bir kimyasal grup ekleyerek veya çıkararak çift bağlar oluşturan liyazlar; (5) bir izomer oluşturmak üzere bir molekül içindeki bir grubu transfer eden izomerazlar; ve (6) adenosin trifosfat veya benzeri bir pirofosfat bağının bozulmasına çeşitli kimyasal bağların oluşumunu bağlayan ligazlar veya sentetazlar. nükleotid .
Enzim etki mekanizması
Çoğu kimyasal reaksiyonda, reaksiyonun gerçekleşmesi için aşılması gereken bir enerji bariyeri vardır. Bu bariyer, proteinler ve nükleik asitler gibi karmaşık moleküllerin kendiliğinden bozulmasını önler ve bu nedenle yaşamın korunması için gereklidir. Ancak bir hücrede metabolik değişiklikler gerektiğinde, bu karmaşık moleküllerden bazılarının parçalanması ve bu enerji bariyerinin aşılması gerekir. Isı, ihtiyaç duyulan ek enerjiyi sağlayabilir ( aktivasyon enerjisi ), ancak sıcaklıktaki artış hücreyi öldürür. alternatif kullanarak aktivasyon enerji seviyesini düşürmektir. katalizör . Enzimlerin oynadığı rol budur. Reaksiyonun ilerlemesi için daha az enerji gerektiren bir ara kompleks (bir geçiş durumu) oluşturmak üzere substratla reaksiyona girerler. Kararsız ara bileşik reaksiyon ürünleri oluşturmak için hızla parçalanır ve değişmeyen enzim, diğer substrat molekülleri ile reaksiyona girmekte serbesttir.
Aktif bölge adı verilen enzimin yalnızca belirli bir bölgesi substrata bağlanır. Aktif bölge, proteinin katlanma modeli tarafından oluşturulan bir oluk veya ceptir. Aktif bölge içindeki amino asitlerin ve kofaktörlerin kimyasal ve elektriksel özellikleri ile birlikte bu üç boyutlu yapı, bölgeye yalnızca belirli bir substratın bağlanmasına izin vererek enzimin özgüllüğünü belirler.
enzim; aktif bölge Bir enzimin aktif bölgesi, belirli bir substratı bağlayan bir oluk veya ceptir. Ansiklopedi Britannica, Inc.
Enzim sentezi ve aktivitesi, bir hücredeki genetik kontrol ve dağılımdan da etkilenir. Bazı enzimler belirli hücreler tarafından üretilmez, bazıları ise sadece gerektiğinde oluşur. Enzimler bir hücre içinde her zaman tek tip olarak bulunmazlar; genellikle çekirdekte bölümlere ayrılırlar. hücre zarı veya hücre altı yapılarda. Enzim sentezi ve aktivite hızları ayrıca hormonlardan, sinir salgılarından ve hücrenin iç yapısını etkileyen diğer kimyasallardan etkilenir. çevre .