Ünite 10: Enzim Aktivitesini Etkileyen Faktörler ve pH

Pepsin Enziminin Asidik Optimumu

Mide öz suyunda yer alan pepsin enzimi, pH 1 ile 2 aralığında en kuvvetli katalitik etkiyi gösterir. Nötral ve alkali ortamlarda ise hiçbir aktivite gösteremez, bu da onun tipik asidik adaptasyonunu kanıtlar.

Tripsin Enziminin Alkalin Yapısı

Optimum pH değeri 8 olan tripsin enzimi bazik ve alkali ortamlarda en yüksek verimle çalışır. Buna karşın, asidik pH derecelerinde tripsin enzimi tamamen etkisiz hale gelmektedir.

Hayvansal ve Bitkisel Enzimlerin Sıcaklık Farkı

Hayvansal kaynaklı enzimlerin çoğu 35 ile 50°C arasında optimum sıcaklığa sahipken, bitkisel kaynaklı enzimler ısıya karşı daha dayanıklı olup optimum sıcaklıkları 50-60°C arasında değişmektedir.

Enzim Çalışmalarında İlk Dakikalar Kuralı

Reaksiyon ilerledikçe ürün birikmesi, substrat tükenmesi ve inhibitör oluşumu hızı düşürür. Bu nedenle güvenilir enzim kinetiği ölçümleri reaksiyonun ilk 1-3 dakikalık başlangıç aşamasında gerçekleştirilir.

Anahtar Kavramlar

Optimum pHBir enzimin katalitik aktivitesinin en yüksek seviyede olduğu pH derecesidir. Örneğin pepsin enzimi pH 1-2 aralığında en yüksek aktiviteyi gösterdiği için bu değer onun optimum pH'ıdır.

Isı KatsayısıSıcaklığın her 10°C artış göstermesi durumunda enzimatik reaksiyon hızında meydana gelen artış oranını ifade eden katsayıdır. Başlangıç aşamasında sıcaklık artışıyla aktivite belirgin şekilde yükselir.

DenatürasyonEnzimlerin optimum sıcaklık sınırları aşıldığında protein yapılarını kaybederek üç boyutlu formlarının bozulması ve katalitik etkilerini yitirmesidir. Protein yapılı oldukları için aşırı ısı denatürasyona yol açar.

Optimum SıcaklıkBir enzimin birim zamanda substrat ile enzim-substrat (ES) kompleksini en hızlı ve en verimli şekilde oluşturduğu sıcaklık derecesidir. Hayvansal enzimlerde genellikle 35-50°C arasındadır.

İnhibisyonEnzimlerin canlı içinde veya laboratuvarda bazı kimyasal bileşikler ve iyonlar aracılığıyla aktivitelerinin azaltılması veya tamamen ortadan kaldırılması sürecidir.

İnhibitörEnzim aktivitelerini yavaşlatan ya da tamamen durduran, genellikle küçük molekül ağırlığına sahip olan bileşikler veya iyonlardır. Enzime bağlanarak reaksiyonu engellerler.

Multienzim SistemiSağlam bir hücrede enzimlerin seri halinde ve uyum içinde çalışarak birinin ürününü diğeri için substrat yaptığı organize enzim topluluklarıdır. Glikoliz yolu buna örnektir.

DifüzyonSitoplazma gibi çözücü ortamlarda küçük substrat moleküllerinin ve ara ürünlerin bir enzimden diğerine rastgele hareket yoluyla ulaşması sürecidir.

Allosterik EnzimYer aldıkları metabolik yolun düzenli çalışmasını temin eden ve aktiviteleri yine bu metabolik yol tarafından denetlenen kontrol mekanizmalı enzimlerdir.

İzoenzim (İzozim)Aynı canlı türünde aynı kimyasal reaksiyonu katalize eden ancak kimyasal yapıları ve afiniteleri birbirinden farklı olan enzim çeşitleridir. Laktat dehidrogenaz (LDH) en bilinen örneğidir.

Diğer Önemli Bilgiler

Glikoliz ve Pentoz Fosfat Yolu Organizasyonu

Sitoplazma içinde çözünmüş ve birbirinden ayrı bulunan glikoliz ile pentoz fosfat yolu enzimleri en basit multienzim sistemi tipine örnektir. Burada ara ürünler enzimler arasında difüzyon yoluyla taşınır.

Laktat Dehidrogenaz (LDH) ve Beş İzozimi

Elektroforetik çalışmalar en çok incelenen izozim olan laktat dehidrogenazın beş farklı izoenzime sahip olduğunu kanıtlamıştır. Her biri dört polipeptit birimi içeren bu enzim H (kalp) ve M (iskelet kası) birimlerinden oluşur.

Sınavda Dikkat Et

Pepsin ve tripsin enzimlerinin optimum pH değerlerini ve çalışma aralıklarını karıştırmayın; pepsin asidik (1-2), tripsin ise alkali (pH 8) ortamda aktiftir.
Sıcaklık artışının her 10°C'de aktiviteyi %100 artırdığını ve buna 'ısı katsayısı' denildiğini unutmayın.
Hayvansal ve bitkisel enzimlerin optimum sıcaklık sınırları farklıdır; hayvansal 35-50°C, bitkisel 50-60°C arasındadır.
Enzim kinetiği çalışmalarının neden ilk 1-3 dakikada yapıldığını (ürün birikimi, substrat tükenmesi, inhibitör oluşumu) iyi kavrayın.
Multienzim sistemlerinin en basit tipinde glikoliz ve pentoz fosfat yolunun yer aldığını ve ara ürünlerin difüzyonla taşındığını unutmayın.
Laktat dehidrogenaz (LDH) enziminin 5 izoenzimi olduğunu, 4 polipeptit birimi içerdiğini ve H (kalp) ile M (iskelet kası) birimlerinden oluştuğunu ezberleyin.