Enzimlerin hemen hemen tamamı protein yapısındadır n4000’den fazla biyokimyasal reaksiyonu katalizleyerek 8 hızlandırırlar (10 – 1020). Aktivasyon enerjisi enzimler bir kimyasal reaksiyonun aktivasyon enerjisini düşürerek etki gösterirler http://www.wiley.com/college/boyer/0470003790/animations/animations.htm Aktif bölge n Hem bağlanma hem de katalitik etki burada gerçekleşir
Koenzim, kofaktör, prostetik grup n Enzimin aktivite göstermesi için protein dışı bir gruba ihtiyaç olabilir n Bunlar organikse koenzim, inorganikse kofaktör denilir, n Eğer koenzim enzime kovalent olarak bağlıysa buna prostetik grup denilir. n Kofaktör gerektiren ancak buna bağlı olmayan enzime apoenzim denir. n Kofaktörü ile birlikte olan enzime haloenzim denilir. Enzimler geri dönüşümlüdür, spesifiktir, yeniden kullanılabilir ve denatüre olabilir. n http://www.learnerstv.com/animation/biol ogy/Enzymeactivity.swf Enzimlerin isimlendirilmesi n Genellikle enzimin ismi etkilediği substratın sonuna –az ekinin getirilmesiyle elde edilir. n Mesela: Laktoz ® Laktaz n Resmi isimlendirmede ise öncelikle enzimin dahil olduğu grubun belirlenmesi gerekmektedir.
Oksidoredüktazlar n Elektron alışverişini katalizlerler – – n A + B → A + B şeklindeki reaksiyonları katalizler + n P + gliseraldehit-3-fosfat + NAD → NADH + i + H + 1,3-bisfosfogliserat Transferazlar n Moleküller arası fonksiyonel grup transferini sağlarlar n A–X + B → A + B–X Hidrolazlar n Bir kimyasal bağın hidrolizini katalizleyen enzimlerdir n A–B + H O → A–OH + B–H 2
Liyazlar n Hidroliz ve yükseltgenme dışındaki yollarla moleküldeki bağları kıran enzimlerdir n ATP → cAMP + PP i n Diğer enzimlerden farklı olarak liyazlar, reaksiyonun bir yönü için bir substrat, ama ters yönü için iki substrat kullanırlar. İzomerazlar n Molekülü izomerine çeviren enzimlerdir n A → B Ligazlar n İki büyük molekül arasında bir kimyasal bağ oluşturarak onları birleştiren bir enzimdir; genelde reaksiyonu sırasında bu büyük moleküllerden birine ait küçük bir kimyasal grup hidroliz olur. n Ab + C → A–C + b veya n Ab + cD → A–D + b + c
Enzim substrat uyumu n Anahtar&kilit modeli : Enzim ve substratın uzaydaki konformasyonu birbirine uyacak şekildedir n İndüklenmiş uyum modeli: enzim substratı ile buluşunca uygun konformasyonu kazanır n http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/04 70003790/animations/enzyme_binding/enzy me_binding.htm Enzimlerin denatürasyonu n Denatüre olan enzim doğal halinden uzaklaşır n Bu durumda aktivite gösteremez n Denatürasyonun geri dönüşümüne renatürasyon denir n Sıcaklık, pH, organik solventler vs. denatürasyona sebep olabilir Enzim kinetiği ve inhibisyonu n http://www.wiley.com/college/pratt/04713938 78/student/exercises/index.html
Enzim aktivatörleri n Bazı faktörler ise enzimin substrata olan affinitesini artırırlar Active Site Activator X Binding Substrate Site
Günümüzde bu tür karışıklıkları önlemek amacıyla Uluslararası Biyokimya
Birliğinin (IUB) Enzim Komisyonu tarafından Sistematik isimlendirmeönerilmiştir. Bu sistemde her enzim, katalizlediği reaksiyon tipine ve mekanizmasına göre isimlendirilmektedir.
Günlük kullanımda önerilen kısa isme ilaveten daha detaylı sistematik ismin kullanılması öngörülmüştür.
SİSTEMATİK İSİMLENDİRMENİN TEMEL ÖZELLİKLERİ
1. Reaksiyonlar ve bu reaksiyonları katalizleyen enzimler, reaksiyon mekanizmalarına göre 6 sınıfa bölünürler. Bu sınıflarında alt sınıfları vardır.
2. Her enzimin bir kod numarası vardır (EC). Bu kod, dörtlü sayı grubu ile gösterilir.
•ULUSLARARASI ENZİM SINIFLAMASININALTI ANA SINIFI
1.OKSİDOREDÜKTAZLAR
Oksidasyon (yükseltgenme) ve redüksiyon (indirgenme) reaksiyonlarını katalizleyen enzimlerdir. Dehidrogenaz ve oksidazlar, substrat olarak, hidrojen ve elektron vericileri kullanırlar.
AYÜK +
BİND AİND +
BYÜK
Bir molekülden H+kopararak, o molekülün yükseltgenmesini; bir başka moleküle H+’i aktararak o molekülün indirgenmesini katalizlerler.
Örnek:
CH3 CH COO־ + NAD+ CH3C COO־+ NADH +H+
• 2.TRANSFERAZLAR
Molekülden H+ dışında, başka grupları (C, N ve fosfor taşıyan gruplar) aktaran enzimlerdir.
AB + C A + BC
Örnek:
CH2 CH COO־ + THF CH2 COO־+ THF CH2
• 3.HİDROLAZLAR
Değişik bağların hidrolizini sağlayan enzimlerdir. Bağlara su ekleyerek koparılmalarını katalizlerler.
AB + H2O AOH + BH
Örnek:
NH2 C NH2 + H2O CO2 + 2NH3
• 4.LİYAZLAR
C-C, C-O, C-N ve C-S bağlarını yükseltgeme ve hidroliz dışında bir mekanizma ile kıran enzimlerdir.
AB A + B
Örnek:
CH3 C COO– CH3 CH + CO2
• 5.İZOMERAZLAR
Optik ve geometrik izomerlerin rasemizasyonunu katalizleyen enzimlerdir.
ABC ACB
Molekül-içi düzenleme yaparlar.
–OOC CH C CoA –OOC CH2 CH2 C CoA
• 6.LİGAZLAR
Yüksek enerjili fosfatların enerjisini kullanarak, karbon ile C,O,S,N arasında bağ oluşumunu katalizleyen enzimlerdir.
A + B + ATP AB + ADP + Pİ
ATP ve benzeri trifosfatları
kullanarak iki molekülü birleştirirler.
CH3 C COO– + CO2HOOC CH2 C COO–
Sistematik İsimlendirme:
Örn:
ATP + D-Glukoz ADP + D-Glukoz-6-Fosfat
Önerilen kısa isim: Hekzokinaz
Enzim kodu: EC
(2.7.1.1)
Sistematik isim: ATP:
glukoz fosfotransferaz
EC
(2.7.1.1):
İlk sayı:
Reaksiyon tipini açıklar (Major sınıf)
Transferaz sınıfı
İkinci sayı:
Alt sınıf
Fosfotransferaz
Üçüncü sayı:Alt alt sınıf
Hidroksil grubunun alıcı olduğu fosfotransferaz
Dördüncü sayı:Enzim için spesifiktir. Fosfat grubunun D-glukoza aktarıldığını açıklar. Enzimin listeye girdiği seri numarasıdır.
•IV.ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ
1.Enzimler protein yapısında maddelerdir:
•Protein yapısına istisna olarak bazı RNA tipleri gösterilebilir.
•Bunlar, fosfodiester bağlarının yıkımı ve sentezi esnasında enzim gibi davranabilirler.
Katalitik etkiye sahip RNA’yaRibozimdenir.
ØEnzimler kolaylıkla denatürasyona uğrarlar:
Denatürasyon,proteinlerin doğal yapılarının bozulması sonucunda aktivitelerinin kaybolmasıdır. Enzim denatüre olduğunda aktif bölgesi de denatürasyona uğrayarak substratını bağlayamaz, bundan dolayı da etkili olamaz.
• Başlıca denatürasyona yol açan faktörler:
§Isı
§ Işınlar (X ışınları, UV ışınları, vs)
§ Çalkalama
§ Dondurup eritme
§ Derişik asid ve baz
§ Alkol, eter, benzen, vs gibi organik çözücüler
§ Üre, guanidin çözeltileri
• 2.Enzimler özgül moleküllerdir.
Enzimler yalnız belirli reaksiyonları katalizledikleri ve sadece substratları ile etkileştiklerinden dolayı spesifik (özgül)maddelerdir.
3.Enzimler katalitik etkinliğe sahiptir.
§Enzimle katalizlenen reaksiyonların çoğu katalizlenmeyen reaksiyonlara göre 103 –108 kere daha hızlı olarak gerçekleşmektedir.
§Bir enzim molekülü saniyede ortalama 100-1000 substrat molekülünün ürüne dönüşümünü sağlamaktadır.
Enzimin dönüşüm sayısı (Turnover sayısı):
Enzim molekülü tarafından bir saniyede ürüne çevrilen substratmolekülü sayısıdır.
4.Substrat-ürün dönüşümleri çift yönlü olabilmektedir.
C
Bu iki madde arasındaki izomerizasyon glikoliz yolunda rastlanır.
Enzim iki yöne doğru reaksiyon hızını arttırmaktadır.
5.Enzim moleküllerinde aktif bölge ismi verilen özel bir boşluk ya da cep kısmı bulunur.
§Aktif bölgedeki aminoasidlerin yan zincirleri, substratın yapısına uyumlu, üç boyutlu bir yapı oluşturmaktadır.
§Aktif bölgenin substratı bağlamasıyla oluşan enzim-substrat kompleksi (ES), önce enzim-ürün kompleksine, daha sonra ise serbest enzim ve ürüne dönüşmektedir.
E
+ S ES EÜ E + Ü
§Enzim ile substrat biribirlerine hidrojen, elektrostatikve Van der Waals bağları gibi non kovalent (zayıf) bağlarla bağlanır.
§Zayıf bağlar ve bazı kuvvetli bağlar, aktif bölgelerin aminoasidlerini biribirlerine yanaştırmada önemli rol oynarlar.
Birçok enzimin katalitik bölgesinde aşağıdaki aminoasidler yer alır:
Serin, sistein, histidin, tirozin ve lizin
RİBONÜKLEAZ:
§Bu enzim RNA molekülündeki nukleotidleri hidroliz yapar.
§Yapısı 4 disülfür bağı ile sağlamlaşmıştır.
§Katalitik bölgede 2 histidin kalıntısı yer alır.
Histidin 12 ve Histidin 119
§His 12, ribozun hidroksil grubu üzerine etki eder.
§Molekülün taranmış kısmı ise 5 aminoasidin yer aldığı bazik bir bölgedir.
§Bu bölge RNA‘yı bağlar.
§Enzimlerin substrat bağlama yeri olan aktif bölgedeki aminoasidler,substratın ürüne dönüşmesini sağlayan pek çok kimyasal mekanizmayı kullanır.
§Bu aminoasidlerden bazıları substratın aktif merkeze bağlanmasını, bazıları ise kataliz olayını sağlamaktadır.
§Aktif merkezde yer alan iki bölgeden birincisi bağlanma bölgesi, diğeri ise katalitik bölgeyi oluşturur.
•Enzim ile substrat bağlanmasında iki model ileri sürülmektedir.
1.Model: Anahtar-kilit modeli
2.Model: Katalitik bölgenin “uyum oluşturma modeli”
1.MODEL:
§Kilit anahtara olan benzerliğe dayanılmıştır.
§Bu modelde enzimin aktif merkezindeki bir bölge ile substrat yapılarının biribirini tamamlayıcı olmaları gerekmektedir.
2. MODEL:
§Katalitik bölgenin “Uyum-oluşturma” modelidir.
§Başlangıçta enzim ve substrat biribirlerine uygun değildirler.
§Ancak substrat enzimin aktif bölgesine yaklaştıkça, enzim buna uymaktadır.
§Substrat, enzimde biçimsel değişiklik meydana getirir.
6.Bazı enzimler, enzimatik reaksiyon içingerekli olan bir non-protein kofaktör ile birleşirler.
§Sıklıkla karşılaşılan kofaktörler arasında metal iyonları (Zn2+,Fe2+,Cu2+, Mn+2 …vs) ve koenzim olarak adlandırılan bir organik molekül, genellikle vitamin türevleri (NAD+, FAD,CoA..gibi) yer alır.
§Koenzimlerin pek çoğu genellikle B grubu vitaminlerden türevlenmektedir.
§Kofaktörle birleşik durumda olan ve katalitik aktivite gösteren enzim holoenzim olarak bilinmektedir.
§Bir kimyasal reaksiyon ortama enerji salıyor ise, tranzisyon durumuna geçebilmesi için, önce aktivasyon enerjisinden enerji borç alır, sonra bu enerjiyi sarfeder.
§Sarfedilen enerjiden geri kalanı ise ortama serbest enerji şeklinde salınır.
Ea= Tranzisyon durumu serbest enerjisi – substrat serbest enerjisi
§Aktivasyon enerjisi düşük olan reaksiyonların hızı yüksek olmaktadır.
“ Enzimle katalizlenen reaksiyonlarda, enzimler aktivasyon enerjisini azaltarak reaksiyonları hızlandırırlar. Böylece enzim ve substratı, tranzisyon enerjisi daha düşük olan yeni bir reaksiyon yolu oluşturur.”
qSpontan reaksiyon
qKimyasal katalizör varlığındaki reaksiyon
qSpesifik enzim
V.ENZİMLERİN KATALİZ HIZINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER
KatalizHızı,birim zamanda oluşan ürün ya da kaybolansubstrat miktarıdır.
§ Enzimle katalizlenen reaksiyonlarda substrat konsantrasyonu yüksek miktarlarda ise, reaksiyonun başlangıç hızı (Vİ),enzim konsantrasyonu ile doğru orantılı olarak artmaktadır.
2.SUBSTRAT KONSANTRASYONU
§Enzimle katalizlenen bir reaksiyonun hızı (V), ortamda enzim konsantrasyonunun sabit olması koşuluyla, substrat konsantrasyonu ile [S] birlikte hızla artar ve maksimal hız (Vmax) değerine varıncaya kadar artış devam eder.
§Ancak Vmax’ta substrat konsantrasyonu ne kadar artarsa artsın, kataliz hızı artmaz.
§Yüksek substrat konsantrasyonlarında reaksiyon hızının yavaşlaması, enzim üzerindeki substrat bağlama bölgelerinin doygunluğa ulaşmasını
göstermektedir.
§Enzimlerin çoğu Michaelis-Menten Kinetiği gösterirler.
§Belli sıcaklıkta ve sabit enzim konsantrasyonunda, bu kinetiğe uyan enzimler, değişen substrat konsantrasyonu ile başlangıç hızı (VO) arasında hiperbolik bir eğri çizerler (A).
§Buna karşılık allosterik enzimlerde, bu eğri sigmoidalözellik taşımaktadır (B).
3.SICAKLIK
§Kimyasal reaksiyonlarda ısının artması moleküllerin hareketini arttırarak reaksiyon hızının da artmasına yol açar.
§Reaksiyon hızının sıcaklık ile artışı,belli bir enerji düzeyini aşabilecek molekül sayısı ile ilgilidir.
§Bu durum, enzimlerle katalizlenen reaksiyonlar için de geçerlidir.
“Enzimle katalizlenen bir reaksiyonda sıcaklığın yükselmesi reaksiyon hızını arttırmaktadır.”
Ancak enzimler protein yapısında maddeler olduklarından,belirli bir ısı derecesinden itibaren (genelde 45ºC) enzimin denatürasyonu söz konusu olacağından, reaksiyon hızında da bir azalma meydana gelecektir.
Optimum Temperatür:
§Enzimin en iyi etkilediği ısı derecesidir.
§Bu ısı derecesi, reaksiyon hızını maksimal arttırırken, daha ilerisinde enzimin denatürasyonuna yol açar.
“Enzim etkinliği düşük ısıda az, tepe noktasında en fazla, sıcaklık arttığında ise hızla düşer.”
Genellikle, başlangıçta sıcaklığın her 10 ºC artışı, reaksiyon hızının iki katına çıkmasını sağlamaktadır.
§Reaksiyon hızı, gerek spontan gerekse katalizör varlığında, sürekli olarak artar (mavi eğri).
§Belirli bir ısı derecesinden sonra, enzim proteini denatüre olur (siyah eğri).
Termik İnaktivasyon:
Enzim çözeltisi hazırlandıktan sonra enzim aktivitesi ölçülür (Eo). Daha sonra çözelti termostata konarak her 2-3 dakikada bir ısı derecesi arttırılır ve çözeltiden bir kısım alınarak aktivite ölçülür (E). Isıtma süresi arttıkça aktivitede giderek azalma gözlenir. İnaktivasyon, zamanın logaritmik fonksiyonudur.
Enzimlerin katalizledikleri reaksiyonlarda genel kimyasal reaksiyon kinetikleri geçerlidir.
Michaelis ve Menten isimli araştırmacılar, enzimlerle gerçekleşen reaksiyonlar için basit bir tanımlama yapmışlardır.
Enzim kinetiklerinin kantitatif analizleri için geliştirilen bu model, tek substratlı reaksiyonlar için geçerlidir.
E+ S ES E + Ü
k1, k2 ve k3 : reaksiyonların hız sabitleri
§Tersinir olarak sabit bir hızla (k1)substratla [S] birleşen enzim [E], önce enzim-substrat [ES] kompleksini oluşturur.
[ES] kompleksi daha sonra başlıca 2 akıbete uğrayabilir:
1. Sabit bir hızla (k2) yeniden E ve S’a dönüşür.
2. Yahut k3 sabit hızıyla ürün [Ü] oluşurken enzim de serbestleşerek ilk yapısını kazanır.
ES oluşum hızı = k1[E] [S]
ES yıkılım hızı = (k2 +k3) [ES]
Reaksiyon hızı ile substrat konsantrasyonu arasındaki ilişkiyi tanımlayan
Michaelis-Menten denklemi kurulurken aşağıdaki varsayımlar gözönüne alınmıştır:
1. Substrat konsantrasyonu [S], enzim konsantrasyonun [E]’dan çok daha fazladır. Böylece belirli bir zamanda enzime bağlı olan substrat
miktarı ihmal edilebilir.
2. Reaksiyonun denge durumunda ES kompleksinin oluşumve yıkılım hızları biribirine eşittir.
Reaksiyonun denge durumunda :
k1 [E] [S] = [k2 + k3] [ES](1)
[ES] = (2)
Michaelis-Menten denklemi hiperbolik bir eğrinin denklemidir.
VMAX :
•Katalizin ulaşabileceği en yüksek hız değeridir.
•Enzim bölgeleri substrat ile tam doygunluğa geçince VMAX’a ulaşılır.
Km : (Michaelis-Menten Sabiti)
•En yüksek hız (VMAX)değerinin yarısına ulaşmak için gerekli substrat miktarıdır.
•Ortamda bulunan tüm enzim moleküllerinin aktif bölgelerinin yarısını dolduran substrat miktarıdır.
•Km değerini tam olarak bulabilmek için farklı konsantrasyonlarda substrat kullanılmalıdır.
•Km , bir enzime ve substratına özgüldür.
•Enzimin substratına ilgisini (affinitesi) ni yansıtır.
•Km ,enzim-substrat ilişkisinde bir ölçüdür.
•Km’i düşük olan bir enzim, substratınayüksek ilgi (affinite) gösterir.
•Enzim, aşağı substrat konsantrasyonunda doyar.
•Tersine büyük KM, enzimin substratına düşük ilgisini tanımlamaktadır.
•Km = mol/L olarak ifade edilir.
•Bir çok enzim için bu değer 10-3 – 10-5 mol/L arasında değişir.
Km =
§Enzim a’nın küçük Km ‘i, enzimin substrata ilgisinin yüksek olduğunu yansıtır.
§Enzim b’nin büyük Km’i, enzimin substrata olan ilgisinin az olduğunu yansıtır.
Belirli bir andaki kataliz hızı:
Vo = Michaelis-Menten Eşitliği
§Michaelis-Menten denklemi hiperbolik bir eğrinin denklemidir.
§Bu denklem tersine çevrildiğindedüz eğrielde edilir.
§Düz eğrinin (doğru) çizilmesi ile Km ve VMAX değerlerinin duyarlı bir biçimde belirlenmesi kolaylaşmaktadır.
§Bu doğru ayrıca enzim inhibitörlerinin etki mekanizmalarının saptanmasında da kullanılır.
Lineweaver-Burk çift-resiprok Eğrisi
Km Değerinin Bilinmesinin Önemi
§Enzimlerin Saflaştırılması
§Dokularda enzim aktivitesinin saptanması
§İlaç imalatında
§Enzim inhibitörlerinin belirlenmesi
VII.ENZİM AKTİVİTESİNİN İNHİBİSYONU
§Enzimle katalizlenen bir reaksiyonun hızını azaltan ya da engelleyen maddeyeinhibitöradı verilir.
İnhibitör, bir molekül yada iyon olabilir.
§Enzim katalizinin engellenmesi olayına ise inhibisyondenir.
Enzim Katalizinin İnhibisyonu (engellenmesi)
1.Enzimlerin yapısal özelliklerinin ve katalitik aktivitelerinin incelenmesinde önemli rol oynar.
2. Hücre içindeki metabolik yolların belirlenmesinde yol gösterir.
3. Biyolojik sistemlerin temel kontrol mekanizmasını oluşturur.
4. Pek çok ilaç ve zehirli bileşik tarafından ortaya çıkabilir.
Enzimlerin inhibisyonu;
§reversibl (tersinir, geriye dönüşümlü) veya
§irreversibl (tersinmez, geriye dönüşümsüz)
olarak iki grupta incelenir.
1-Geriye dönüşümlü (reversibl) inhibisyonlar:
Bu tip inhibisyonlarda substrat konsantrasyonunun ya da inhibitöre oranla enzim konsantrasyonunun arttırılması ile enzim inhibitör ilişkisi tersine çevrilebilmektedir.
a)Yarışmalı (kompetitif) inhibisyon:
§İnhibitör (İ) enzimin aktif bölgesine substratla (S) yarışarak bağlanmaktadır.
§İnhibitör molekülünün yapısı substratınkine benzediğinden dolayı enzim ile inhibitör kolaylıkla bağlanırlar, ancak ürün oluşamamaktadır. Bu tip inhibitörler, enzime asıl substratın bağlanmasını engelleyen maddelerdir.
§Bu tür inhibisyonda Vmax’a ulaşmak için daha fazla substrat gereklidir.
§Bu tip inhibisyonlarda aktif bölgeye kovalent olarak bağlanan inhibitör, enzim yapısını bozduğu için geriye dönüş olmamaktadır.
§Sinir gazlarından DIPF (diizopropil fosfofluoridat) asetilkolin isimli nörotransmittörü parçalayan asetilkolin esteraz’ ın tersinmez inhibitörüdür.
§Asetilkolin bir sinir hücresindeki uyarıyı diğer bir hücreye aktaran maddedir.
§Bu etkisi sona erdikten sonra, asetilkolin esteraz tarafından hidrolize uğrar.
§Asetilkolin esteraz’ın aktif bölgesinin DIPF tarafından tersinmez inhibe edilmesi hidroliz olayını engeller ve bunun sonucunda felç meydana gelir.
§Tarımda kullanılan insektisidler(böcek öldürücüler) de asetilkolin esterazın tersinmez engelleyicisidir.
§Birçok insektisidin bileşiminde bulunan fosforlu organik yapı aktif bölgesinde serinamino asidini içeren enzimlerle geriye dönüşümsüz inhibisyon yapar.
Kurşunzehirlenmesi
§Kurşun,proteinlerin yapısında yer alan sistein isimli aminoasidin sülfhidril grubuyla(-SH) kovalent bağlar oluşurur.
§Hemoglobin sentezinde, protoporfirin isimli maddeye Fe+2 girişini katalizleyen ferrokelataz ve yine bu sentezde yer alanδ-aminolevülinatdehidrazisimli enzimler kurşunun geri dönüşümsüz inhibisyonuna duyarlı enzimlerdir.
3-Bazı ilaçlar da enzim inhibitörü olarak etki ederler.
ØPenisilin ve amoxicillingibi yaygın olarak kullanılan antibiotikler,bakteri duvarı sentezine ait enzimleri inhibe ederek etki gösterirler.
ØACE(angiotensin-konverting enzim) inhibitörleri (captopril, enapril gibi) kan basıncını düşüren ilaçlardır.
ØBu etkilerini, angiotensin I’i vazokonstriktör (damar büzücü) etkili
angiotensinII’ye çeviren ACE’yi bloke ederek gösterirler.
Angiotensin I
Angiotensin II
VIII. ENZİM AKTİVİTESİNİ DÜZENLENMESİ
Bir metabolik yolun belli bir hızda ve yönde ilerleyebilmesi için kontrol altında tutulması gerekir, bu da enzimlerin sayesinde olur Enzim aktivitesi 2 şekilde kontrol edilebilir:
§Enzim proteinin sentezi ihtiyaca göre artabilir (indüklenme) ya da azalabilir(represyon, baskılanma).
§İndüksiyon ile enzim sentezi artar, represyon ile enzim sentezi azalır.
§Derepresyon ile enzim sentezi baskıdan kurtulup tekrardan artar.
Enzim sentezi indükleyici bir maddeye cevap olarak tetiklenebilir.
§Escherichia coli isimli mikroorganizma glukozun bulunduğu ortamda glukozu kullanır.
§Ancak bir disakkarid olan laktozu, β-galaktozidaz isimli enzimi bulunmadığından dolayı galaktoz ve glukoza hidrolizleyemez.
§Ortamdan glukoz çıkarılıp yerine laktoz ilave edildiğinde, mikroorganizma laktozu kullanır hale gelir.
§Laktoz (indüktör) protein yapısında olan β-galaktozidazın sentezlenmesini indüklemiştir. İndükleyici maddelerin çoğu, enzimlerin substratlarıdır. Ancak substrata yapısal bakımdan benzeyen bileşikler de indükleyici madde olabilirler fakat substrat olamazlar!
§Salmonellaisimli mikroorganizma histidin bulunan ortamda, kendisi histidin sentezleyemez ( represyon, baskı altına alma).
§Histidin korepresör’dür, yani kendi sentezi ile ilgili enzimlerin sentezini
engellemektedir.
§Histidin represyon etkisini bir proteine bağlanarak yapar.
§Bu proteine aporepresör denir.
§Aporepresör-korepresör, enzim sentezini kontrol altına alır.
§Ortamdan histidin çıkarılması yahut bu maddenin tükenmesi, enzim
biosentezinin tekrardan başlamasını sağlar (derepresyon, baskının ortadan kaldırılışı).
2-ENZİMİN
KATALİTİK ETKİNLİĞİNİN DEĞİŞİMİ
1. Enzim molekülünün
aktivasyon-inhibisyonu
(Allosterik enzimler)
2. Kovalent Modifikasyon
3. Zimojen Aktivasyonu
1.ALLOSTERİK
ENZİMLER
Allosterik “başka
yere ait” anlamına gelir.
§Aktif bölgeleri dışında bir yerenonkovalentolarak bağlanan
efektör
(modülatör)isimli moleküller tarafından düzenlenirler.
Foodelphi.com Science of Food Engineering