Enzimin Yapısı ve İşlevi

Bir enzim, biyomoleküller arasındaki kimyasal reaksiyonları katalize etmek için aktivasyon enerjisi (Ea) seviyelerini düşürerek hücresel metabolik bir süreci kolaylaştıran bir proteindir. Bazı enzimler aktivasyon enerjisini, hücresel reaksiyonları tersine çevirecek kadar düşük seviyelere düşürür. Ancak her durumda, enzimler, yakıt kullanıldığında yanma şekli gibi, değişmeden reaksiyonları kolaylaştırır.

Kimyasal reaksiyonların meydana gelmesi için, moleküllerin enzimlerin oluşturmaya yardımcı olabileceği uygun koşullar altında çarpışması gerekir. Örneğin, uygun bir enzimin varlığı olmadan, glikoz-6-fosfat içindeki glikoz molekülleri ve fosfat molekülleri bağlı kalacaktır. Ancak, hidrolaz enzimi, glikoz ve fosfat molekülleri ayrılır.

Bir enzimin tipik molekül ağırlığı (bir molekülün atomlarının toplam atom ağırlığı) yaklaşık 10,000 ila 1 milyondan fazladır. Az sayıda enzim aslında protein değildir, bunun yerine küçük katalitik RNA moleküllerinden oluşur. Diğer enzimler, birden çok bireysel protein alt birimini içeren multiprotein kompleksleridir.

Çok iken enzimler reaksiyonları katalize eder kendileri için, Fe gibi inorganik iyonlar olabilen "kofaktörler" adı verilen ilave protein olmayan bileşenler gerekir²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺veya Zn²⁺veya "koenzimler" olarak bilinen organik veya metalo-organik moleküllerden oluşabilir.

Enzimlerin çoğu, katalize ettikleri reaksiyonlara dayanarak aşağıdaki üç ana kategoride sınıflandırılır:

• oksidoredüktazlar elektronların bir molekülden diğerine geçtiği oksidasyon reaksiyonlarını katalizler. Bir örnek: alkolleri aldehitler veya ketonlara dönüştüren alkol dehidrojenaz. Bu enzim, alkolü parçaladığı için daha az toksik hale getirir ve ayrıca fermantasyon sürecinde önemli bir rol oynar.
• Transferazlar fonksiyonel bir grubun bir molekülden diğerine taşınmasını katalize eder. Asal örnekler, amino gruplarını çıkararak amino asit yıkımını katalize eden aminotransferazları içerir.
• Hydrolase enzimler hidrolizi katalize eder, burada tekli bağlar suya maruz kaldığında parçalanır. Örneğin, glikoz-6-fosfataz, fosfat grubunu glikoz-6-fosfattan uzaklaştıran, glikoz ve H3PO4 (fosforik asit) bırakarak bir hidrolazdır.

Üç daha az yaygın enzim aşağıdaki gibidir:

• lizazlar çeşitli kimyasal bağların hidroliz ve oksidasyon dışındaki yollarla parçalanmasını katalize eder, genellikle yeni çift bağlar veya halka yapıları oluşturur. Piruvat dekarboksilaz, CO2'yi (karbon dioksit) piruvattan uzaklaştıran bir liyaz örneğidir.
• İzomerazlar moleküllerdeki yapısal değişimleri katalize ederek şekil değişikliklerine neden olur. Bir örnek: ribuloz-5-fosfat ve ksüloz-5-fosfatın karşılıklı dönüşümünü katalize eden ribuloz fosfat epimeraz.
• ligazlar ligasyonu katalize etmek - alt tabaka çiftlerinin kombinasyonu. Örneğin heksokinazlar, glikoz ve ATP'nin glikoz-6-fosfat ve ADP ile dönüşümünü katalize eden bir ligazdır.

Enzimler günlük hayatı etkiler. Örneğin, çamaşır deterjanlarında bulunan enzimler lekeye neden olan proteinlerin bozulmasına yardımcı olurken, lipazlar yağ lekelerinin çözülmesine yardımcı olur. Termotolerant ve kriotolerant enzimler aşırı sıcaklıklarda çalışır ve sonuç olarak endüstriyel yüksek sıcaklıkların gerekli olduğu veya sert şartlar altında meydana gelen, Kuzey Kutbu.

Gıda endüstrisinde, enzimler şeker kamışı dışındaki kaynaklardan tatlandırıcı yapmak için nişastayı şekere dönüştürür. Giyim endüstrisinde, enzimler pamuktaki safsızlıkları azaltır ve deri tabaklama işleminde kullanılan potansiyel olarak zararlı kimyasallara olan ihtiyacı azaltır.

Son olarak, plastik endüstrisi sürekli olarak biyolojik olarak bozunur ürünler geliştirmek için enzimleri kullanma yollarını arar.