Enzimlerin Çalışmasını Etkileyen Faktörler

Enzimlerin çalışmasını etkileyen faktörler; sıcaklık, pH değeri, su miktarı, enzim-substrat yoğunluğu, substrat yüzeyinin alanı, aktivatör ve inhibitör maddelerdir.

Sıcaklık: Enzimler protein yapılı oldukları için sıcaklık değişiminden etkilenir. Enzimlerin en verimli çalıştıkları sıcaklık derecesine optimum (en uygun) sıcaklık denir.

Organizma ve enzim çeşidine göre optimum sıcaklık değeri de değişir. Enzimler vücut dışında iken düşük sıcaklıklarda çalışmaz yani inaktif durumdadır. Fakat bu durumda protein yapıları bozulmaz ve ortam ısıtılırsa aktifleşerek tekrar çalışır. Ortam sıcaklığı optimum değerin üzerine çıktıkça enzimlerin yapıları bozulmaya başlar.

Üç boyutlu yapısı tamamen bozulan bir enzim ortam uygun sıcaklığa getirilse bile çalışamaz. Sıcaklığın enzimlerin çalışması üzerindeki etkisi günlük hayattaki bazı örneklerle açıklanabilir: Kaynatılan sütün içindeki mikroorganizmaların enzimleri bozulur, bu da sütün ekşimesini engeller. Yine 0 °C’nin altında mikroorganizmaların enzimleri çalışmayacağı için besinler dondurucuda bozulmadan uzun süre saklanabilir.

Tipik bir insan enzimi için optimum sıcaklık

Tipik bir insan enzimi için optimum sıcaklık

Su Miktarı: Enzimler belirli miktarda suyun bulunduğu ortamlarda aktiftir. Su miktarının değişmesi enzimin aktivitesini de etkiler. Hücrelerdeki su miktarı %15’in altına düşerse enzimler çalışmaz. Bu nedenle bal, reçel, kurutulmuş sebze ve meyveler bozulmadan uzun süre saklanabilir. Bu gibi ortamlarda su oranı %15’in altında olduğu için mikroorganizmalar yaşamını sürdüremez.

Küflenmiş domates

Küflenmiş domates

Su oranı %15’in üzerine çıkmaya başladığında ise enzimler aktif hâle gelir ve mikroorganizmalar çoğalmaya başlar. Böylece besinler bozulur.

Kuru patlıcan, biber, kabak

Kuru patlıcan, biber, kabak

pH Değeri: Her enzimin en iyi çalıştığı optimum pH aralığı vardır. Enzimler genellikle nötr ortamlarda daha iyi çalışırken bazı enzimler farklılık gösterir. Örneğin pepsin enzimi pH değeri 2 olan midede, tripsin enzimi ise pH değeri 8 olan ince bağırsak ortamında en iyi çalışır. Yani pepsin enzimi asitik, tripsin enzimi ise bazik ortamlarda aktiftir.

İnsanda pepsin ve tripsin enzimlerinin optimum pH değeri

İnsanda pepsin ve tripsin enzimlerinin optimum pH değeri

Enzim-Substrat Yoğunluğu: Enzimlerin etkinliği, etki ettiği substratın yoğunluğuyla ilişkilidir. Enzim substrat ilişkisi şeker fabrikasındaki üretim sistemine benzetilebilir: Fabrikadaki işçiler enzim, şeker pancarı substrat, şeker ise ürün gibi düşünülerek aşağıdaki şekiller incelenmelidir. Ortamda yeterli substrat varsa enzim yoğunluğu arttıkça birim zamanda oluşan ürün miktarı da artar (Fabrikadaki işçi sayısı ve şeker pancarının miktarı arttıkça şeker üretimi de artar.).

Enzim miktarının sabit tutulduğu bir ortamda substrat miktarı arttıkça birim zamanda oluşan ürün miktarı önce artar, sonra sabit hızla devam eder (İşçi sayısı sabit olup işçiler maksimum kapasitede çalışırken fabrikaya sürekli yeni şeker pancarının gelmesi, şeker üretim hızını artırmaz.).

Ortamda yeterli miktarda enzim varken substrat miktarı sınırlı ise substrat bitince reaksiyon da biter (Fabrikadaki işçilerin kullanacağı şeker pancarı azaldıkça şeker üretimi azalır, şeker pancarı bitince de iş biter.).

Substrat Reaksiyon

Substrat Yüzey Alanı: Enzimler substratını dış yüzeyinden etkilemeye başlar. Substrat yüzey alanı arttıkça enzimin bağlanacağı yüzey de artar. Dolayısıyla birim zamandaki reaksiyon sayısı artacağından ürün miktarı da artar. Kıyılmış etin yüzeyi doğranmış etten fazladır. Bu sebeple sindirim enzimleri köfteyi, kuşbaşı etten daha hızlı sindirir.

Substrat yüzey alanının reaksiyon hızı üzerine etkisi

Substrat yüzey alanının reaksiyon hızı üzerine etkisi

Aktivatör ve İnhibitör Etkisi: Enzimlerin etkinliğini artıran maddelere aktivatör denir. Mide öz suyunda bulunan hidroklorik asit ( HCI), mide boşluğundaki pasif enzimlerin aktivatörüdür. Enzimatik reaksiyonların gerçekleştiği ortamlarda su miktarındaki artış belli değerlere kadar aktivatör etki yapar.

Enzimlerin etkinliğini yavaşlatan ya da durduran maddelere ise inhibitör denir. İnhibitörlere cıva, kurşun, kadmiyum ve arsenik gibi ağır metaller; tarım ilaçları, yılan, akrep ve örümcek zehri örnek olarak verilebilir. Bunlardan kurşun; hemoglobin sentezinde görev alan enzimi, inhibe ederek kanda taşınan oksijen miktarının azalmasına neden olur.

İlginizi Çekebilir...

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir