Enzimlerin Görevleri Tepki hızının diri için kafi olması Reaksiyonun başlaması için lüzumlu aktivasyon enerjisinin dü...
Enzimin Yapıları ve Mekanizmaları
Enzimler genel anlamda küresel proteinlerdir, büyüklük olarak 62 amino asitten (4-oksalokrotonat totomeraz’ın monomeri) 2500 amino asitten fazlasına (hayvan yağ asit sentaz) kadar uzanırlar. Az sayıda RNA-temelli biyolojik katalizörler de mevcuttur, bunların en yaygın olanıribozomdur, bunlara ya RNA-enzim ya da ribozim denir.
Enzimlerin etkinliği onların üç boyutlu yapısı tarafınca belirlenir. Pek çok enzim tesir ettikleri substratlardan daha büyüktür ve enzimin bir tek küçük bir kısımı (3-4 amino asit kalıntısı) direkt kataliz ile direkt ilişkilidir. Bu katalitik amino asit kalıntıların bulunmuş olduğu, substrata bağlanan ve tepkimeyi yürüten bölge etken merkez (ya da etken bölge) olarak adlandırılır. Enzimlerde bununla birlikte kataliz için lüzumlu olan kofaktörlerin bağlandığı konumlar da mevcuttur. Bir takım enzimlerde bununla birlikte katalizlenen tepkimenin dolaylı substrat ya da ürünleri olan minik moleküllerin bağlandığı başka bölgeler vardır. Bu bağlanma enzimin aktivitesini artırabilir ya da azaltabilir, bu da geri beslemeli bir tanzim etme yoludur.
Pek çok protein şeklinde enzimler de uzun amino asit zincirlerinden oluşur, bu tür şeyler katlanır ve üç boyutlu bir yapı oluşturur. Her amino asit dizisi, kendine özgü özellikleri olan özgül bir yapı oluşturur. Tek başına protein zincirleri kimi zaman gruplanarak protein kompleksleri oluşturabilir. Pek çok enzim ısı ya da bir takım kimyasal etmenlerle denatüre olur, şu demek oluyor ki proteinin üç boyutlu yapısının bozulması sonucu katlanmış hali açılır ve inaktive olur. Enzime bağlı olarak denatürasyon tersinir olabilir ya da olmayabilir.
Enzimler genel anlamda hangi tepkimeleri katalizledikleri ve bu tepkimelerdeki substratlar mevzusunda çok özgüldürler. Enzim ve substratlarının birbirini tamamlayıcı biçim, yük ve hidrofilik/hidrofobik özellikleri bu özgüllüğü meydana getirir. Enzimler bununla birlikte steroizomerik, yönsel vekimyasal özgüllük de gösterebilirler.
En yüksek seviyede özgüllük ve doğruluk gösteren enzimler genomun kopaylanması ve ifadesi ile ilişkilidir. Bu enzimlerin “prova okuma” mekanizmaları vardır. DNA polimeraz şeklinde bir enzim, ilk aşamada bir reaksiyonu katalizler, ikinci aşamada da ürünün doğruluğunu denetim eder. Bu iki adımlı süreç yardımıyla yüksek sadakatli polimerazlarda averaj hata oranı 100 milyon reaksiyonda 1’den az olur. Benzer prova-okuma mekanizmaları RNA polimeraz, aminoasil tRNA sentetaz ve ribozomlarda da vardır.
İkincil metabolit üreten bir takım enzimler ayırım gözetmediği söylenir, çünkü göreceli olarak geniş bir substrat grubuna tesir edebilirler. Substrat spesifisitesindeki bu genişlik sayensinde yeni metabolik yolların evrimleşebildiği öne sürülmüştür.
Enzimler hangi tepkimeyi katalizledikleri ve bu tepkimeye hangi substratın girdiğine çok büyük bir özgüllük gösterirler. 1894’te Emil Fischer bunun sebebinin, enzim ve substratının birbirine tam uyan tamamlayıcı geometrik şekilleri olmasından dolayı bulunduğunu öne sürmüştür. Bu fikre sıkça “anahtar kilit” modeli olarak değinilir. Bu model enzim özgüllüğünü açıklasa da geçiş halinin enzim tarafınca stabilizasyonunu açıklamaz. “Anahtar ve kilit” modeli geriye kalan yetersiz sayılmaktadır, “indüklenmiş uyum” (İng. induced fit) modeli halen en yaygın kabul gören enzim-substrat-koenzim şeklidir.
1958’de Daniel Koshland anahtar ve kilit modelinin bir modifikasyonunu öne sürdü: enzimler göreli olarak esnek yapılar olduklarına bakılırsa, substrat enzimle etkileşirken etken merkezin şekli devamlı olarak substrat tarafınca değiştirilmektedir. Bunun sonucu olarak, substrat bir tek hareketsiz bir etken merkeze bağlanmıyor, etken merkezi oluşturan amino asit yan zincirleri şekil ile birlikte enzimin katalitik işlevini yerine getirmesini sağlıyorlar. Bir takım durumlarda, mesela glikozidazlarda, substrat molekül de etken merkeze girerken şeklini belli bir miktar değiştirir. Substrat tamamen bağlanana kadar etken merkez şeklini değişitirir, o noktada son olarak biçim ve yükü belirlenmiş olur.
Enzimler bir çok değişik yolla çalışırlar, bunların hepsi aktivasyon enerjisini azaltır:
[İNDİR ##eye##]
YORUMLAR