ENZİMLER
TANIM
• Canlı hücrelerce sentezlenen ve kimyasal reaksiyonları spesifik olarak katalizleme yeteneğine sahip protein yapısındaki maddelerdir.
• Canlı hücreler tarafından oluşturulan enzimler hem in vivo hem de in vitro koşullarda aktivite gösterebilirler.
• Birçok enzim, substratlarının adına veya aktivitelerini tanımlayan bir kelime veya sözcük grubuna ‘az’ son eki ekleyerek adlandırılır.
• Substratı tanımlayan
• Tepkimeyi tanımlayan
TANIM
TANIM
Enzimlerin diğer katalizörlerden farkları:
1. Diğer katalizörlerden daha hızlıdırlar.
2. Biyolojik katalizörlerdir, biyokimyasal tepkimelerin fizyolojik koşullarda gerçekleşmesini sağlar.
3. Ribozimler hariç hepsi protein yapısındadırlar, proteinlerin özelliklerine sahiptirler.
4. Spesifikliği çok yüksektir.
ENZİMLERİN ÖNEMİ
1. Canlı organizmalardaki bütün biyokimyasal reaksiyonlar enzimlerin kontrolünde gerçekleşir.
2. Canlılığın devamı için elzemdirler.
3. Doğal enzimler besinlerin kalite özellikleri olan yapı, renk, tat, koku, aroma ve beslenme değeri üzerine istenen ve istenmeyen yönde bazı değişimlere neden
olabilmektedirler.
4. Mikrobiyal besin bozulmaları ve fermente besin üretimi, etken mikroorganizmanın sahip olduğu enzim
aktivitesine bağlıdır.
ENZİMLERİN ÖNEMİ
4. Ticari enzim preparatları besin endüstrisinde çeşitli amaçlarla yaygın olarak kullanılmaktadır.
5. Bazı besin analizlerinde enzimlerden yararlanılmaktadır.
6. Endüstriyel artık ve atıkların değerlendirilmesi amacıyla enzimlerden yararlanılmaktadır.
ENZİMLERİN ÖNEMİ
7. Bazı hastalıkların teşhisinde, bazı hastalıkların ise tedavisinde enzimler kullanılmaktadır.
8. Bazı belirli enzimlerin vücutta yetersiz sentezlenmesi, bazı genetik hastalıklara neden olmaktadır.
9. Rekombinant DNA teknolojisinde enzimlerden yararlanılmaktadır.
10. PCR (polimeraz zincir reaksiyonu) tekniğinin uygulanmasında enzimlerden yararlanılmaktadır.
ENZİM AKTİVİTESİ
Enzimlerin katalizledikleri tepkimelerde etki ettikleri madde veya maddeler karışımına enzimin substratı denilir.
Enzimin etkisi önce substrata bağlanıp bir kompleks oluşturması ile başlar.
Enzim + Substrat Kompleks Ürün + Enzim
ENZİM AKTİVİTESİ
ENZİM AKTİVİTESİ
ENZİM AKTİVİTESİ
ENZİMLERİN ÖZGÜLLÜĞÜ
ENZİMLERİN ÖZGÜLLÜĞÜ
• Özgül moleküllere etki eden katalizörlerdir.
• Hızlanmasına yol açtıkları reaksiyon ve bu reaksiyona giren substrat tipi itibarı ile özgüldürler.
ENZİMLERİN ÖZGÜLLÜĞÜ
• Substratın girebileceği çeşitli reaksiyonlardan sadece bir tanesini katalize ederler.
• Birçok optik izomerden sadece bir tanesine etki ederler.
ENZİM AKTİVİTESİNİ ETKİLEYEN ETMENLER
Enzim konsantrasyonu: enzim katalizörlü reaksiyonların hızı enzimin derişimi ile genellikle lineer olarak artar.
• Substrat miktarı: Substratın konsantrasyonu bütün diğer koşullar sabit tutulduğu halde artarsa, ölçülen reaksiyon hızı(v) maksimal bir değere(v) artar ve onu aşmaz.
ENZİM AKTİVİTESİNİ ETKİLEYEN
ETMENLER
Substrat
Konsantrasyonu
ENZİM AKTİVİTESİNİ ETKİLEYEN
ETMENLER
Ortamın pH: Ortamın pH’ına göre değişik yükte olurlar ve izoelektrik noktada en az yüklüdürler ve optimum etki gösterirler.
ENZİM AKTİVİTESİNİ ETKİLEYEN
ETMENLER
Isı: Enzim tarafından katalize olunan reaksiyonların hızı;
sınırları belli bir ısı alanı içinde, ısı yükseldikçe artar, maksimuma erişir.
ENZİM AKTİVİTESİNİ ETKİLEYEN
ETMENLER
Su aktivitesi: Substrattan ürün oluşumu(hidroliz), substrat ve ürünün çözünürlüğü ve enzim yapısının esnekliği için
önemlidir.
ENZİM AKTİVİTESİNİ ETKİLEYEN
ETMENLER
• İntibitörler
• Aktivatörler
Ayrıca;
• Su aktivitesi (aw)
• Basınç
• İyonize radyasyon
• Organik çözücüler
• Ortamda substrat ve/veya kofaktörün uzaklaştırılması
ENZİM AKTİVİTESİNİ ETKİLEYEN
ETMENLER
ENZİMLERİN SINIFLANDIRILMASI
Enzimler katalizledikleri reaksiyon tipine göre 6 sınıfa ayrılırlar.
1. Oksidoredüktazlar 2. Hidrolazlar
3. Transferazlar 4. Liyazlar
5. İzomerazlar 6. Ligazlar
• Oksidoredüktazlar
-Substratların oksidasyon-redüksiyon tepkimelerini katalizler.
- Besin kimyası açısından önemlidirler.
* Lipid oksidasyonu---Lipoksigenaz
* Kahverengileşme ---- Polifenol oksidaz
ENZİMLERİN SINIFLANDIRILMASI
• Hidrolazlar
-Substratların su varlığında hidrolizini katalizler.
-Besin kalitesi ve besin işleme süreci için çok önemlilerdir.
-Katalizledikleri bazı önemli tepkimelerden örnekler:
ENZİMLERİN SINIFLANDIRILMASI
• Transferazlar
-Bir kimyasal grubu(metil, açil, amino vb.) bir alıcıdan vericiye transfer ederler.
• Liyazlar
-Kimyasal bir grubun substrata bağlanması veya substrattan ayrılmasını katalizler.
ENZİMLERİN SINIFLANDIRILMASI
• İzomerazlar
- İntramoleküler düzenlemeleri katalizlerler.
• Ligazlar
- Substratların birleşmesini katalizlerler.
-
ENZİMLERİN SINIFLANDIRILMASI
OKSİDOREDÜKTAZLAR
• Bu sınıf enzimler, substratın okside veya redükte edildiği reaksiyonları katalizlerler.
• Substratları genellikle hidrojen ve elektron donörleridir.
OKSİDOREDÜKTAZLAR
A. Fenolaz (Polifenoloksidaz = Polifenolaz)
• Enzimatik esmerleşmede değişime uğrayan bileşikler Monofenol ve Orto-difenol yapıdadır.
• Enzimatik esmerleşmeyi katalize eden enzimler genellikle Fenolaz vbeya Fenol Oksidaz olarak adlandırılırlar.
A. Fenolaz (Polifenoloksidaz = Polifenolaz) Fenolazların Substratları:
• Tirozin
• Fenilalanin
• Dihidroksifenilalanin
• Kateşin
• Kafeik asit
• Protokateşik asit
• Klorojenik asit
• Kateşol, dikateşol
• Pirogallol
OKSİDOREDÜKTAZLAR
Bu bileşiklerin enzimatik oksidasyon hızı birbirinden farklıdır.
A. Fenolaz (Polifenoloksidaz = Polifenolaz)
Meyve ve sebzelerdeki esmerleşmede etkili iki fenolaz enzimi:
1. O-difenol oksidaz (O-DFO) 2. P-difenol oksidaz (P-DFO)
OKSİDOREDÜKTAZLAR
A. Fenolaz (Polifenoloksidaz = Polifenolaz)
• O-DFO: Monofenol yapıdaki bileşiklere etki eder.
OKSİDOREDÜKTAZLAR
A. Fenolaz (Polifenoloksidaz = Polifenolaz)
• P-DFO: Monofenol bileşiğe etki etmez
• Orto-difenol-okside eder
• Para-difenol-okside eder
OKSİDOREDÜKTAZLAR
ENZİMATİK ESMERLEŞME MEKANİZMASI(EEM)
• EEM çoğunlukla O-difenol bileşikten başlanarak açıklanır.
• Ancak önce monofenol’ün difenol’e dönüşmesi gerekir.
Hidrokinon Melanin
(Koyu kahverengi)
• İstenmeyen kahverengileşme: elma, muz, mantar, karides, ıstakoz vb.
• İstenen kahverengileşme: Çay, kahve, kakao, kuru üzüm, kuru erik, tütün
ENZİMATİK ESMERLEŞME
MEKANİZMASI(EEM)
Polifenol oksidaz enzim aktivitesinin önlenmesi:
• Oksijenin ortamdan uzaklaştırılması
• pH< 4.5 (limon suyu)
• Askorbik asit (vit-C) ilavesi
• Bisülfitler
• EDTA
