Enzim: Revizyonlar arasındaki fark
| [kontrol edilmiş revizyon] | [kontrol edilmiş revizyon] |
İçerik silindi İçerik eklendi
k (Script) Duplicate: File:Simple mechanism.svg.png → File:Simple mechanism.svg Exact or scaled-down duplicate: commons::File:Simple mechanism.svg |
k düzen |
||
4. satır:
Her katalizör gibi enzimler de bir tepkimenin [[aktivasyon enerjisi]]ni (''E''<sub>a</sub> veya Δ''G''<sup>‡</sup>) azaltarak çalışır ve böylece tepkime hızını çarpıcı şekilde artırır. Çoğu enzim tepkimesi, ona karşılık gelen ve katalizlenmeyen tepkimeden milyonlarca kere daha hızlıdır. Diğer katalizörler gibi enzimler de katalizledikleri tepkime sonucunda tükenmez, ve bu tepkimelerin [[kimyasal denge|dengesini]] değiştirmez. Ancak, diğer çoğu katalizörden farklı olarak enzimler çok daha özgüldür (spesifiktir). Enzimlerin 4000'den fazla biyokimyasal tepkimeyi katalizlediği bilinmektedir.<ref>{{Dergi kaynağı|url=http://www.expasy.org/NAR/enz00.pdf|author= Bairoch A.|year= 2000|title= The ENZYME database in 2000 |journal=Nucleic Acids Res|volume=28|pages=304–305|pmid= 10592255|doi= 10.1093/nar/28.1.304 }}</ref>
Enzimlerin büyük çoğunluğu protein olmakla beraber, [[ribozim]] adlı bazı [[RNA]] molekülleri de tepkimeleri katalizler, bunun en iyi bilinen örneği [[ribozom]]u oluşturan bazı RNA'lardır.<ref>{{Dergi kaynağı|author=Lilley D |title=Structure, folding and mechanisms of ribozymes |journal=Curr Opin Struct Biol |volume=15 |issue=3 |pages=313–23 |year=2005 |pmid=15919196 |doi=10.1016/j.sbi.2005.05.002}}</ref><ref>{{Dergi kaynağı|author=Cech T |title=Structural biology. The ribosome is a ribozyme |journal=Science |volume=289 |issue=5481 |pages=878–9 |year=2000 |pmid=10960319 |doi=10.1126/science.289.5481.878}}</ref>
Enzimlerin etkinliği başka moleküller tarafından etkilenebilir. [[Enzim inhibitörü|İnhibitörler]] enzim aktivitesini azaltan moleküllerdir, [[Enzim aktivatörü|aktivatörler]] ise enzim aktivitesi artıran moleküllerdir. Etkinlik ayrıca sıcaklık, kimyasal ortam (örneğin [[pH]]) ve substrat [[konsantrasyon]]u tarafından etkilenir. Bazı enzimler endüstriyel amaçla kullanılırlar, örneğin [[antibiyotik]] sentezinde. Ayrica bazı ev ürünlerinde biyokimyasal tepkimeleri hızlandırmak için enzim kullanılır (örneğin, [[çamaşır tozu]]nda bulunan enzimler lekelerdeki protein ve yağları parçalar).
39. satır:
==== "Anahtar kilit" modeli ====
Enzimler hangi tepkimeyi katalizledikleri ve bu tepkimeye hangi substratın girdiğine çok büyük bir özgüllük gösterirler. 1894'te [[Hermann Emil Fischer|Emil Fischer]] bunun nedeninin, enzim ve substratının birbirine tam uyan tamamlayıcı geometrik şekilleri olmasından dolayı olduğunu öne sürmüştür.<ref>{{Dergi kaynağı|author= Fischer E.|year= 1894|title= Einfluss der Configuration auf die Wirkung der Enzyme| journal=Ber. Dt. Chem. Ges.|volume=27|pages=2985–2993|url = http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90736r/f364.chemindefer|doi= 10.1002/cber.18940270364 }}</ref> Bu fikre sıkça "anahtar kilit" modeli olarak değinilir. Bu model enzim özgüllüğünü açıklasa da geçiş halinin enzim tarafından stabilizasyonunu açıklamaz. "Anahtar ve kilit" modeli artık yetersiz sayılmaktadır, "indüklenmiş uyum" (İng. ''induced fit'') modeli halen en yaygın kabul gören enzim-substrat-koenzim şeklidir.
==== İndüklenmiş uyum modeli ====
58. satır:
==== Dinamik ve işlevler ====
Yakın zamanlarda yapılan araştırmalar sonucunda enzimlerin iç dinamikleri ile kataliz mekanizması arasındaki ilişki daha iyi anlaşılmaya başlamıştır.<ref>Eisenmesser EZ, Bosco DA, Akke M, Kern D. ''Enzyme dynamics during catalysis.'' Science. 2002 February 22;295(5559):1520–3. PMID
Bir enzimin iç dinamikleri onun iç kısımlarının (örneğin bir grup amino asit, bir ilmik bölgesi, bir [[alfa sarmal]], komşu [[beta yaprak]]lar ve hatta bütün bir bölge) hareketleridir. Bu hareketler [[femtosaniye]]lerden saniyelere kadar uzanan zaman ölçeklerinde cereyena edebilir. Bir enzimin yapısının içinde yer alan protein kalıntılarının oluşturduğu ağlar, hareketleri ile katalize katkıda bulunabilirler.<ref>{{Dergi kaynağı|url=http://www.structure.org/content/article/abstract?uid=PIIS096921260500167X|author=Yang LW, Bahar I.|title=Coupling between catalytic site and collective dynamics: A requirement for mechanochemical activity of enzymes| journal=Structure.|year=2005|month=June|day=5|volume=13|pages=893–904|pmid=15939021 | doi = 10.1016/j.str.2005.03.015}}</ref><ref>{{Dergi kaynağı|doi= 10.1073/pnas.052005999|author=Agarwal PK, Billeter SR, Rajagopalan PT, Benkovic SJ, Hammes-Schiffer S.|title=Network of coupled promoting motions in enzyme catalysis| journal=Proc. Natl. Acad. Sci. U S A.|year=2002|month=March|day=5|volume=99|pages=2794–9|pmid=11867722}}</ref><ref>Agarwal PK, Geist A, Gorin A. ''Protein dynamics and enzymatic catalysis: investigating the peptidyl-prolyl cis-trans isomerization activity of cyclophilin A.'' Biochemistry. 2004 August 24;43(33):10605-18. PMID
=== Alosterik modülasyon ===
[[Alosterik]] enzimler, [[effektör]]lerine bağlanmaya cevaben yapılarını değiştirirler. Eğer effektör molekül doğrudan enzimdeki [[bağlanma yeri|bağlanma yerlerinden]] birine bağlanırak katalitik aktiviteye etki ederse modülasyon doğrudan olur, allosterik enzimle etkileşen başka protein veya [[protein alt birimi|protein alt birimlerine]] bağlanıyorsa modülasyon dolayı olur.
== Kofaktörler ve koenzimler ==
131. satır:
Yarışmalı inhibisyon, veya yarışmalı engellemede (İng. ''competitive competition''), inhibitör ve substrat enzim için yarısışırlar (yani, aynı anda ikisi birden bağlanamaz). Yarışmalı inhibitörler genelde enzimin asıl substratına benzer. Örneğin, [[metotraksat]], [[dihidrofolat redüktaz]] enziminin bir yarışmalı inhibitörüdür (bu enzim [[folik asit|dihidrofolat]]'ın [[folik asit|tetrahidrofolat]]'a indirgenmesini katalizler). Aşağıda sağdaki şekilde bu inhibitör ve folik asitin yapılarındaki benzerlik görülebilir. İnhibitörün bağlandığı yerin substrat bağlanma yeri olması (bazı metinlerde öyle belirtilmesine rağmen) şart değildir, eğer inhibitörün bağlanması enzimin biçimini değiştirip substratın bağlanmasına engel olursa, ve kezâ tersi de olabiliyorsa, bu inhibisyon da yarışmalıdır. Yarışmalı inhibisyonda maksimal tepkime hızı değişmez, ama belli bir hıza ulaşabilmek için daha yüksek substrat konsantrasyonu gerekir, dolayısıyla görünür K<sub>m</sub> artar.
;Sınırlı yarışmalı inhibisyon
Sınırlı yarışmalı inhibisyon, veya yarı-yarışmalı inhibisyonda (İng. ''noncompetitive competition''), inhibitör serbest enzime değil, ancak ES-kompleksine bağlanabilir. Oluşan EIS-kompleksi enzimatik bakımdan inaktiftir. Bu tür inhibisyona ender rastlanır ama çokbirimli (multimerik) enzimlerde olabilir.
;Yarışmasız inhbisyon
Yarışmasız inhbisyon, veya yarışma dışı engellemede (İng. ''uncompetitive competition''), inhibitör enzim ve substratla aynı zamanda bağlanabilirler, yani bu tanım icabı, aktif merkeze hiçbir zaman bağlanmazlar. Hem EI hem de EIS kompleksleri enzimatik bakımdan inaktiftir. Yarışmalı inhibisyondakinden farklı olarak, substrat konsantrasyonu artırılarak inhibitörün enzime bağlanmasını azaltmak mümkün değildir, bu yüzden görünür V<sub>max</sub> değişir. Ama substrat enzime hâlâ bağlanabildiği için K<sub>m</sub> aynı kalır.
;Karışık inhibisyon
144. satır:
Çoğu canlıda inhibitörler [[geri besleme]] mekanizmasının parçası olarak etkirler. Eğer bir enzim bir bileşikten çok fazla miktarda üretirse bu bileşik, kendizini üreten metabolik yolun başında yer alan diğer bir enzime inhibitör olarak etki edebilir. Böylece, miktarı yeterli seviyede olunca bu bileşik oluşumu için gerekli olan substratın üretimini azaltır veya durdurur. Bu bir [[negatif geri besleme]] şeklidir. Bu tür düzenlemeye tâbi olan enzimler genelde multimerikdir (çok altbirimlidir) ve düzenleyici bileşikler için allosterik bağlanma konumlarına sahiptirler. Substrat/hız eğrileri hiperbolik değil sigmoidaldır (S-şekillidir).
[[Dosya:Methotrexate and folic acid compared.png||thumb|400px|right|Folik asit koenzimi (solda) ve anti kanser ilacı metotraksat yapı olarak birbirlerine çok benzerler. Bunu sonucu olarak metotraksat, folat kullanan
[[Enzim inhibitörleri#Tersinmez inhibitörler|Tersinmez inhibitörler]] enzimle tepkir ve protein ile [[kovalent bağ|kovalent]] bir eklenti meydana getirir. Meydana gelen inaktivasyon tersinmez. Bu tür bileşiklerden olan [[eflornitin]], parazitik hastalık olan [[uyku hastalığı]]nın tedavisinde kullanılır.<ref name=Poulin>Poulin R, Lu L, Ackermann B, Bey P, Pegg AE. [http://www.jbc.org/cgi/reprint/267/1/150 ''Mechanism of the irreversible inactivation of mouse ornithine decarboxylase by alpha-difluoromethylornithine. Characterization of sequences at the inhibitor and coenzyme binding sites.''] J Biol Chem. 1992 January 5;267(1):150–8. PMID 1730582</ref> [[Penisilin]] ve [[aspirin]] de benzer şekilde etkirler. Bu ilaçlar aktif merkeze bağlanınca enzim bunları etkinleşmiş bir şekle dönüştürür, bu da enzimin bir veya birkaç amino asit kalıntısı ile tersinmez olarak tepkir.
=== Etkisizleştiricilerin kullanımı ===
154. satır:
== Biyolojik işlev ==
Enzimler canlıların içinde çok çeşitli işlevlere sahiptir. Hücredeki diğer işlevlerin düzenlenmesi ve [[sinyal iletimi]] başlıca [[kinaz]] ve [[fosforilaz]]lar aracılığıyla gerçekleşir.<ref>{{Dergi kaynağı|author= Hunter T.|year= 1995|title= Protein kinases and phosphatases: the yin and yang of protein phosphorylation and signaling|journal= Cell.|volume= 80(2)|pages= 225–236|pmid= 7834742|doi= 10.1016/0092-8674(95)90405-0}}</ref> Hareket sağlamak da enzimler sayesinde olur, [[miyozin]] tarafından ATP hidrolizi sonucunda kas kasılır, [[hücre iskeleti]] tarafından da hücre içinde yük taşınır.<ref>{{Dergi kaynağı|url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=11294886|author= Berg JS, Powell BC, Cheney RE.|year= 2001|title= A millennial myosin census|journal= Mol Biol Cell.|volume= 12(4)|pages= 780–794|pmid= 11294886}}</ref> Hücre zarında yer alan başka ATPazlar arasında [[aktif taşıma]] yapan [[iyon pompası|iyon pompaları]] sayılabilir. [[Ateş böceği|Ateş böceklerinde]] [[lüsiferaz]] tarafından ışık üretimi gibi daha egzotik işlevler de enzimler tarafından yürütülür.<ref>{{Dergi kaynağı|url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=2030669|author= Meighen EA.|year= 1991|title= Molecular biology of bacterial bioluminescence|journal= Microbiol Rev.|volume= 55(1)|pages= 123–142|pmid= 2030669}}</ref> [[Virüs]]ler hücreleri enfekte etmek için ([[AIDS]] virüsündeki [[HIV entegraz]] ve [[ters transkriptaz]] gibi) veya hücreden virüslerin salınması için ([[influenza virüsü]]ndeki [[nöraminidaz]] gibi) kendi enzimlerini kullanırlar.
Enzimlerin önemli bir işlevi hayvanların [[sindirim sistemi]]ndedir. [[Amilaz]] ve [[proteaz]] tipi enzimler, [[nişasta]] ve [[protein]] gibi büyük molekülleri parçalayarak bunların bağırsak tarafından emilimini sağlar. Nişasta molekülleri, örneğin, ince bağırsak tarafından absorblanamayacak kadar büyüktürler ama enzimler nişasta zincirini hidrolizleyerek [[maltoz]] gibi daha küçük şekerlere ve en sonunda [[glukoz]]a parçalarlar, bunlar da absorblanabilir. Farklı enzimler farklı gıda maddelerini sindirirler. [[Otobur]] olan [[gevişgetirenler|geviş getiren hayvanların]] bağırsaklarında bulunan mikroorganizmalar bitki liflerindeki [[selüloz]]lu hücre duvarlarını sindirmek için [[selüloz]] enzimini üretirler.<ref>{{Dergi kaynağı|author=Mackie RI, White BA |title=Recent advances in rumen microbial ecology and metabolism: potential impact on nutrient output |journal=J. Dairy Sci. |volume=73 |issue=10 |pages=2971–95 |year=1990 |pmid=2178174 |url=http://jds.fass.org/cgi/reprint/73/10/2971}}</ref>
Birkaç enzim beraberce, belli bir sıra içinde çalışarak [[metabolik yolak]]lar meydana getirir. Metabolik bir yolakta, bir enzimin ürünü, bir diğeri tarafından substrat olarak kullanılır. Bazen birden çok enzim türü aynı tepkimeyi paralel olarak yürütebilir, böylece daha karmaşık düzenleme mümkün olur: bir enzim düşük seviyeli ve sabit bir etkinlik sağlarken, diğeri ise tetiklenebilen (indüklenebilen) yüksek seviyeli bir etkinlik sağlar.
Bu metabolik yollardaki aşamalar enzimler tarafından belirlenir. Enzimler olmasa metabolizma ne bu aşamalardan geçebilir, ne de hücrenin gereksinimlerini sağlayacak kadar hızlı olur. [[Glikoliz]] gibi bir metabolik yol enzimler olmadan gerçekleşemez. Örneğin, glukoz ATP ile tepkiyerek bir veya daha çok karbon otumundan [[Protein fosforilasyonu|fosforlanabilir]]. Enzimler olmayınca bu tepkime anlamsız denecek derecede yavaş meydana gelir. [[Heksokinaz]] olunca bu yavaş tepkimeler gene devam eder ama karbon 6'daki fosforlanma o kadar hızlı gerçekleşir ki, kısa bir süre sonra karışım incelendiğinde [[glukoz-6-fosfat]]'ın anlamlı miktarda bulunan tek ürün olduğu görülür. Dolayısıyla, hücre içindeki metabolik yolların oluşturduğu ağ, mevcut olan enzimlerin kümesine bağlıdır.
182. satır:
== Adlandırma konvansiyonları ==
Bir enzimin adı çoklukla substratı veya katalizlediği reaksiyonun adından türetilir, sözcüğün sonuna '''''-az''''' eki getirilerek. Bunun örnekleri [[laktaz]], [[alkol dehidrojenaz]] ve [[DNA polimeraz]]dır. Bu adlandırma yöntemi ile, aynı tepkimeyi katalizleyen farklı enzimler aynı temel ada sahip olabilir, bunlara ''izoenzim'' denir. İzoenzimlerin amino asit dizileri birbirinden farklı olur, ve optimal pH'leri, kinetik özrllikleri ve immünolojik özellikleri ile ayırt edilebilirler. Ayrıca, yapay şartlar altında bir enzimin katalizlediği tepkime, fizyolojik şartlarda katalizlediğiyle aynı olmayabilir. Bu yüzden bazen aynı enzimin iki farklı adla tanımlandığı olur. Örneğin, endüstride [[glukoz]]u [[fruktoz]] tatlandırıcısına dönüştürmek için kullanılan [[glukoz izomeraz]], hücre ortamında (''in vivo'') ksiloz izomeraz olarak adlandırılır.
[[Uluslararası Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Birliği]], '''[[EC numarası|EC numaraları]]''' denen, enzimler için bir adlandırma sistemi geliştirmiştir; her enzim başında da "EC" olan ve dört sayıdan oluşan bir dizi ile betimlenir. İlk sayı enzimleri mekanizmalarına göre genel olarak sınıflandırır:
| |||
