Enzimler: Nasıl çalışırlar ve ne yaparlar?
Enzimler, insan vücudundaki kimyasal reaksiyonları hızlandırmaya yardımcı olur. Moleküllere bağlanırlar ve onları belirli şekillerde değiştirirler. Solunum, besinleri sindirmek, kas ve sinir fonksiyonları için gereklidirler, diğer binlerce rol arasında.
Bu yazıda, bir enzimin ne olduğunu, nasıl çalıştığını açıklayacak ve insan vücudundaki bazı yaygın enzim örneklerini vereceğiz.
Temeller
Enzimler, karmaşık şekillere katlanmış proteinlerden oluşur; vücudun her yerinde bulunurlar.
Bizi hayatta tutan kimyasal reaksiyonlar - metabolizmamız - enzimlerin gerçekleştirdiği işe dayanır.
Enzimler kimyasal reaksiyonları hızlandırır (katalize eder); bazı durumlarda enzimler, kimyasal bir reaksiyonu onsuz olacağından milyonlarca kat daha hızlı gerçekleştirebilir.
Bir substrat, bir enzimin aktif bölgesine bağlanır ve ürünlere dönüştürülür. Ürünler aktif bölgeden ayrıldıktan sonra enzim yeni bir substrata bağlanmaya ve işlemi tekrarlamaya hazırdır.
Enzimler ne yapar?
Sindirim sistemi - enzimler, vücudun daha büyük karmaşık molekülleri glikoz gibi daha küçük moleküllere ayırmasına yardımcı olur, böylece vücut bunları yakıt olarak kullanabilir.
DNA replikasyonu - vücudunuzdaki her hücre DNA içerir. Bir hücre her bölündüğünde, o DNA'nın kopyalanması gerekir. Enzimler, DNA bobinlerini çözerek ve bilgileri kopyalayarak bu sürece yardımcı olurlar.
Karaciğer enzimleri - karaciğer vücuttaki toksinleri parçalar. Bunu yapmak için bir dizi enzim kullanır.
Enzimler nasıl çalışır?
"Kilit ve anahtar" modeli ilk olarak 1894'te önerildi. Bu modelde, bir enzimin aktif bölgesi belirli bir şekildir ve sadece substrat, kilit ve anahtar gibi ona sığar.
Bu model şimdi güncellendi ve uyarılmış uyum modeli olarak adlandırıldı.
Bu modelde, aktif site, alt tabaka ile etkileşime girdikçe şekil değiştirir. Substrat tam olarak kilitlendiğinde ve tam konumunda olduğunda, kataliz başlayabilir.
Mükemmel koşullar
Enzimler ancak belirli koşullarda çalışabilirler.İnsan vücudundaki enzimlerin çoğu en iyi yaklaşık 37 ° C - vücut sıcaklığında çalışır. Daha düşük sıcaklıklarda, yine de çalışırlar, ancak çok daha yavaşlar.
Benzer şekilde, enzimler yalnızca belirli bir pH aralığında (asidik / alkalin) işlev görebilir. Tercihleri vücutta nerede bulunduklarına bağlıdır. Örneğin, bağırsaklardaki enzimler en iyi 7.5 pH'ta çalışır, oysa midede bulunan enzimler en iyi pH 2'de çalışır çünkü mide çok daha asidiktir.
Sıcaklık çok yüksekse veya ortam çok asidik veya alkali ise enzim şekil değiştirir; bu, aktif bölgenin şeklini değiştirir, böylece substratlar ona bağlanamaz - enzim denatüre olmuştur.
Kofaktörler
Bazı enzimler, kendilerine bağlı protein olmayan belirli bir moleküle sahip olmadıkça işlev göremezler. Bunlara kofaktör denir. Örneğin, vücudun pH'ını korumaya yardımcı olan bir enzim olan karbonik anhidraz, bir çinko iyonuna bağlanmadıkça işlev göremez.
İnhibisyon
Vücudun sistemlerinin düzgün çalışmasını sağlamak için bazen enzimlerin yavaşlatılması gerekir. Örneğin, bir enzim bir ürünü çok fazla üretiyorsa, üretimi azaltmanın veya durdurmanın bir yolu olmalıdır.
Enzimlerin faaliyeti çeşitli şekillerde engellenebilir:
Rekabetçi inhibitörler - bir molekül aktif bölgeyi bloke eder, böylece substrat enzime bağlanmak için inhibitör ile rekabet etmek zorundadır.
Rekabetçi olmayan inhibitörler - bir molekül, aktif bölge dışında bir yerde bir enzime bağlanır ve ne kadar etkili çalıştığını azaltır.
Rekabetçi olmayan inhibitörler - inhibitör, birbirlerine bağlandıktan sonra enzime ve substrata bağlanır. Ürünler aktif bölgeyi daha az terk eder ve reaksiyon yavaşlar.
Tersinmez inhibitörler - tersinmez bir inhibitör bir enzime bağlanır ve onu kalıcı olarak etkisiz hale getirir.
Spesifik enzim örnekleri
İnsan vücudunda binlerce enzim vardır, işte birkaç örnek:
- Lipazlar - bağırsaktaki yağları sindirmeye yardımcı olan bir enzim grubu.
- Amilaz - nişastaların şekere dönüşmesine yardımcı olur. Amilaz tükürükte bulunur.
- Maltaz - ayrıca tükürükte bulunur; şeker maltozunu glikoza böler. Maltoz, patates, makarna ve bira gibi yiyeceklerde bulunur.
- Tripsin - ince bağırsakta bulunur, proteinleri amino asitlere ayırır.
- Laktaz - ince bağırsakta da bulunur, laktozu, sütteki şekeri parçalayarak glikoz ve galaktoza dönüştürür.
- Asetilkolinesteraz - sinirlerde ve kaslarda nörotransmiter asetilkolini parçalar.
- Helikaz - DNA'yı çözer.
- DNA polimeraz - deoksiribonükleotidlerden DNA'yı sentezler.
Kısaca
Enzimler, insan vücudunun günlük işleyişinde büyük rol oynar. Bileşiklere bağlanarak ve değiştirerek, sindirim sisteminin, sinir sisteminin, kasların ve çok daha fazlasının düzgün çalışması için hayati öneme sahiptirler.
