MAKALELER / ENZİMLERİN ÖZELLİKLERİ VE KULLANILDIKLARI ALANLAR
ENZİMLER
Enzimler, canlı dokuların bileşiminde az miktarda bulunan, fakat çok önemli rolleri olan organik katalizörlerdir.Yapılarını esas olarak proteinler oluşturduğu için, enzimlere metabolik proteinler de denmektedir.Canlı hücrenin bütün fonksiyonları enzimlerle sağlandığından ; yaşama, bir anlamda birbirini izleyen enzimatik tepkimeler bütünü de denilebilir.O halde,enzimler olmasaydı biyokimyasal değişmelerin hemen hepsi yaşa hızını ayak uyduramaz başka bir değişle canlılık olmazdı.
Bir biyolojik sistemde meydana gelen tepkimeleri ,laboratuarda oluşturmak istersek,karşımıza çok yüksek sıcaklık , basınç gibi birtakım fizikokimyasal yöntemlerin uygulanması gibi sorunlar ortaya çıkar. Bu fizikokimyasal yöntemlerin uygulanması halinde bile,reaksiyonların birçoğu izlenemeyecek derecede yavaş seyreder. Oysa ki biyolojik sistemlerde bu tepkimeler öylesine kolay ve hızlı olmaktadır ki; örneğin karbonhidrat ,protein ve yağlar ancak derişik asit, ya da bazik çözeltilerde kaynatılarak hidroliz edilmesine karşın; bu maddeler, sindirim sisteminde çok daha yumuşak koşullarda ve 370C hidroliz olabilmektedir. O halde biyolojik sistemlerde tepkimelerin kolay ve hızlı oluşmasına destek veren ya da aracı olan birtakım yapıların olması gerekir.
İşte bu işlevleri yürüten organik maddeler enzim adı verilen biyolojik katalizörlerdir. Enzimler reaksiyonları hızlandıran ve reaksiyon sonunda değişmeden çıkan maddelerdir. Katalizörlerin çok azı dahi çok iş görür ve bu moleküller tekrar tekrar kullanılabilir. Katalizörler reaksiyonların aktivasyon enerjisini düşürerek vücut sıcaklığında meydana gelmesini sağlar.
Su da önemli bir katalizördür. H+ ve Cl� kuru ortamda birleşmezler; sulu ortamda ise patlayarak birleşirler. Demir, platin, nikel, palladyum da endüstride katalizör olarak kullanılır (pamuk yağının doyurulması). Her kimyasal tepkimenin başlayabilmesi için bir enerji engeli vardır. Hatta enerji veren tepkimelerin dahil başlayabilmesi için belirli bir enerjinin verilmesi gerekir.
Bu enerjiye �aktivasyon enerjisi� denir.
Aktivasyon enerjisi, moleküllerin enerjisini yükselterek tepkimeye girmesini sağlar. Bu çoğunlukla ısıtma ile gerçekleşir. Ancak unutmamak gerekir ki, organizmaların ısıya karşı dayanma güçleri sınırlıdır. Canlı hücrelerde aktivasyon enerjisinin düşürülmesi, yüksek ısı kullanılarak gerçekleştirilemez. Aktivasyon enerjisinin düşürülmesinde katalizörler kullanılır.
Aktivasyon enerjisi, moleküllerin enerjisini yükselterek tepkimeye girmesini sağlar. Bu çoğunlukla ısıtma ile gerçekleşir. Ancak unutmamak gerekir ki, organizmaların ısıya karşı dayanma güçleri sınırlıdır. Canlı hücrelerde aktivasyon enerjisinin düşürülmesi, yüksek ısı kullanılarak gerçekleştirilemez. Aktivasyon enerjisinin düşürülmesinde katalizörler kullanılır.
1.Enzimlerin Sınıflandırılması:
Önceleri enzimlerin birçoğu, sadece substrat isimlerine göre �az� eki ilave edilerek tek grupta toplanırdı. Günümüzde ise 2000�den fazla farklı enzimin bilinmesi, böyle bir sınıflandırmayı yetersiz kılmaktadır. Bu sebeple, uluslar arası bilimsel sınıflandırma sistemine gidilmiştir. Bu sisteme göre; bir enzim ECS x.x.x.x şeklinde bir numara almaktadır. Örneğin, glikoz transferaz enziminin tanımlanması �ECS 2.7.1.1� şeklinde yapılmaktadır. İsmin sonundaki �az� eki enzim olduğunu;
�2� transferaz olduğunu;
�7� fosfotranferaz olduğunu;
�1� hidroksil grup taşıdığını;
�1� bir fosfat grubunu D-glikoza verdiğini ifade eder.
Bu sistem, bütün enzimleri 6 grupta toplamakta ve bu gruplar da kendi içlerinde alt gruplara ayrılmaktadır.
Enzim sınıfları aşağıda belirtildiği gibidir.
Enzimlerin Sınıflandırılması
Sınıf
Fonksiyonu
Oksido-redüktazlar
Elektron transferi yapan enzimlerdir. Yani oksidasyon-redüksiyon reaksiyonlarını(redoks tepkimelerini) katalizler.
redükte+ (B) redükte okside +(B) redükteTransferazlar
Grup transferi yapan reaksiyonları katalizleyen enzimlerdir. Hidrojen dışında herhangi bir atom veya atom grubunun (metil, karboksil, amino, fosfat grupları), bir molekülden diğerine aktarılmasını sağlarlar.
AX+B A+BX
Hidrolazlar
Su moleküllerini kullanarak kompleks moleküllerin bağlarını parçalayan enzimlerdir (sindirim reaksiyonları).
Liazlar
Bir molekülden su molekülü çıkarmadan bir grubu koparan enzimlerdir. Örneğin C-C bağı al dolaz veya karboksilaz enzimleriyle yıkılabilir. Ayrıca,C-O ve C-N bağını yıkan enzimler de bu gruba girerler.
İzomerazlar
İzomerik grupları vermek üzere, molekül içi grup transferi yapan enzimlerdir.
Ligazlar:
ATP yıkımı ile dehidrasyon reaksiyonlarını katalizleyen enzimlerdir. Enerji kullanarak substrat moleküllerinin birbirine bağlanmasını; örneğin aminoasitlerin ve yağ asitlerinin aktifleşmesini sağlarlar.
Enzim çeşitleri ve fonksiyonları tablosu
2.Enzimlerin Yapısı
Enzimler basit ve bileşik yapılı olmak üzere iki gruba ayrılır. Basit yapılı enzimler (üreaz ve pepsin gibi) sadece proteinden ve yardımcı kısımlardan meydana gelir.
a) Protein Kısım
Yalnızca proteinden meydana gelen bu kısım enzimlerin çok çeşitli olmasını ve enzimin hangi maddeye etki edeceğini belirler. Sindirim enzimleri gibi basit enzimler yalnızca proteinden oluşmaktadır.
b) Yardımcı Kısım
Yardımcı kısım, organik veya inorganik moleküllerden meydana gelir. Koenzimleri oluşturan organik moleküller genellikle B grubu vitaminler, NAD, FAD ve sitokromlardır. İnorganik moleküllere ise �kofaktörler� denir. Bunlara örnek olarak da Ca++,Mg++,Zn++,K+ gibi elementleri verebiliriz.
Yardımcı kısım, bileşik enzimlerin etkinlik gösterebilmesi için mutlaka gereklidir. Enzimin esas iş yapan kısmı olup, moleküllerin bağlarına etki eder (parçalama- birleştirme gibi). Ne protein kısmı, ne de yardımcı kısım ayrı ayrı etkili olamazlar. Yani bileşik enzimin çalışabilmesi için iki kısmın da bir arada bulunması gerekir. Apoenzimle yardımcı kısmın meydana getirdiği yapıya �holoenzim� denir. Apoenzime sıkıca bağlanan protein yapıda olmayan tüm yardımcı kısımlara da �prostetik grup� denir.
Bir apoenzim daima bir koenzim veya kofaktörle çalışabilmesine rağmen, aynı koenzim veya kofaktör bir çok apoenzimle çalışabilir.
3.Enzimlerin Özellikleri
Etki ettiği maddenin sonuna �az� eki getirilerek, ya da katalizlediği tepkimenin çeşidine göre adlandırılırlar. Örnek olarak kitine etki eden kitinaz enzimin, verebiliriz.
Enzimler reaksiyonları başlatmazlar, başlamış reaksiyonları hızlandırırlar. Reaksiyonları başlatan ise aktivasyon enerjisidir.
Enzimler, hücre içinde sentezlenirler; hücre içi ve hücre dışı ortamlarda çalışırlar.
Enzimler etkilerini maddenin dış yüzeyinden başlatırlar; maddelerin yüzeyi ne kadar geniş olursa etkinlikleri o kadar hızlı olur. Örneğin, kıyılmış ete enzimin etkisi aynı miktarda parça etten daha hızlıdır.
Enzimlerin etkinlikleri son derece hızlıdır. Örneğin sığır karaciğerinden elde edilen katalaz enzimi, bir saniyede 00C de 5,000,000 H2O2 (hidrojen peroksit) molekülünü parçalayabilir. Enzimin etkinlik değeri (=turnover sayısı); enzimin saniyede etki ettiği substrat sayısıyla belirlenir. Bu 00C de katalaz enzimi için 5,000,000�dir. Katalaz enziminin parçaladığı H2O2 �yi demir atomu yalnız başına ancak 300 senede parçalayabilir.
Enzimler genellikle spesifik olup, her enzim belli bir reaksiyonu katalizler. Enzimin etki ettiği maddeye �substrat� denir. Etkilenen madde enzimin yüzeyine anahtarın kilite uyması gibi yapı bakımından uygunluk gösterir. Reaksiyon sonunda çıkan madde üründür. Enzimler reaksiyon sonunda değişmeden çıkar ve aynı reaksiyon için tekrar tekrar kullanılabilirler.
Enzim substrat arasında ilişki anahtar ve kilit modeline benzetilmesine rağmen enzimin aktif bölgesinin sabit bir yapısı olmadığı bazı moleküller için şekil değişikliklerine uğradığı belirlenmiştir. Şekil 4�de gösterildiği substratlar enzimin aktif bölgesine tutunduklarında enzimle substrat arasında zayıf bağlar oluşur ve enzimin şekli değişir. Bu değişiklik substratla enzim arasındaki uyumu, bağlanma isteğini ve kuvvetini artırır. Reaksiyon sona erdiğinde enzim herhangi bir değişikliğe uğramaksızın açığa çıkar. Bu şekilde enzimin substratın durumuna göre şeklini ayarlamasına induced-fit hipotezi denmektedir.
Enzimler takım halinde çalışırlar. Birinin son ürünü kendisinden sonraki enzimin substratı (etkilediği madde) olabilir. Örneğin amilaz enzimi nişastayı iki glikozlu maltoza, maltaz enzimi de maltozu glikoza parçalar. Glikoz da bir seri enzim aracılığı ile laktik aside dönüştürülür. Yani, reaksiyonların her basamağında ayrı bir enzim görev alır.
Yukarıdaki reaksiyonlar dizisinde E3 bozulursa ürün oluşmaz. Ürünün oluşabilmesi için ortama E3 ilave edilmelidir.
Enzim tepkimeleri çift yönlü olup, moleküllerin parçalanmasını veya birleşmesini sağlarla. Enzimler, tepkimenin yönünü değil, dengenin oranını belirler. Örneğin lipaz yağı parçalayabildiği gibi; aynı zamanda gliserinle yağ asidinin birleşmesini de sağlar.
Denge noktası; yani, tepkimenin hangi yöne gideceği �termodinamik yasalarına� göre belirlenir. Çünkü denge bir tarafa doğru giderken enerji verir, tersine enerji alır. Dengenin yönünü belirleyen faktörleri; konsantrasyon, gerekli ısı ve basınç şeklinde sıralayabiliriz.
Enzimlerin protein kısmı ribozomlarda sentezlenir. Eğer DNA�nın enzimi sentezleten bölümü bozulursa (mutasyon) ilgili enzim yapılamaz. Sonuçta enzimin etkilediği reaksiyon gerçekleşmediği için hücre, ölüme dahi gidebilir.
4.Enzimlerin Çalışmasını Etkileyen Faktörler
Protein yapıda olan enzimlerin çalışmasını etkileyen birçok faktör bulunur.
a) Enzim Konsantrasyonu
Ortamda yeterli miktarda substrat var ise; reaksiyonun hızı, enzim konsantrasyonu ile doğru orantılı olarak artar.
b)Substrat Konsantrasyonu
Ortamda yeterli miktarda enzim bulunduğu durumda, substrat miktarını artırmaya devam ettiğimiz taktirde bir müddet sonra reaksiyonun hızı sabitleşir. Çünkü, ortamda bulunan enzimlerin tümü substratlarla reaksiyona girmiş olur.
c)Sıcaklık
Enzim reaksiyonları vücut sıcaklığında hızlıdır. Sıcaklığın düşmesi reaksiyonu yavaşlatır, ancak, enzimlerin yapısına tesir etmez. Sıcaklık yükseldikçe reaksiyonlar hızlanır, sıcaklığın belli bir dereceden (45-55 0C) sonra artması, enzimlerin yapısını bozacağından reaksiyon durur. Çünkü enzimler protein yapısında olduğundan yüksek sıcaklığa dayanamazlar.
d)Ortam pH�sı
Her enzimin en iyi çalıştığı bir pH aralığı vardır. Bu aralık genellikle nötr�e yakın değerlerdir. Ancak asidik veya bazik ortamlarda çalışan enzimler de vardır. Örneğin pepsin enzimin en iyi çalıştığı pH 1,2�dir. Düşük ve yüksek pH dereceleri enzimlerin çalışmasını engeller. Daha önce de açıkladığımız gibi pH; ortamın asidik, nötr veya bazik olmasını ifade eder.
e)Ortamdaki su miktarı
Enzimler sulu ortamda etkili olup, genellikle su miktarının %18�in altında olduğu ortamlarda çalışmaz. Reçel ve pekmez yapımını buna örnek olarak verebiliriz. Bal ve pekmezin sulandırınca ekşimelerinin sebebi enzimlerin aktif hale geçmesinden ileri gelir.
f)İnhibitörler (engelleyiciler)
Enzim reaksiyonlarını yavaşlatan veya engelleyen maddelere inhibitörler denir. Substratlara çok benzeyen bu maddeler enzimlerle birleşerek, enzimi etkisiz hale getirirler. Bazı inhibitörler ise, enzimlerle birleşip enzimin parçalanmasına neden olurlar. Antibiyotiklerin vücuttaki etki mekanizması bu sisteme göre işler. Bazı maddeler ise, enzimin substratını veya aktif maddesini bozar. Bunlara örnek olarak bazı ilaçları (antibiyotikler), bazı zehirleri (yılan, akrep, arı zehiri, siyanür, arsenik), zirai ilaçlar ve ağır metalleri (kurşun, bakır ve civa) verebiliriz.
g)Aktivatörler (Aktifleştiriciler)
Enzimler reaksiyonlarını hızlandıran maddelere �aktivatör� denir. Özellikle mangan, nikel, klor ve magnezyum iyonları enzimlerin etkinliğini artırır. Bazı aktivatörler, enzimin substratı ile birleşmesini kolaylaştırırken, bazıları enzimin aktif yüzeyini daha da aktif hale getirerek reaksiyon hızını artırırlar. Yine panzehirler, enzime bağlanmış olan zehiri kendine bağlayarak enzimin serbest kalmasını ve enzimatik reaksiyonların normal seyrinde devam etmesini sağlar. Yani aktivatörler enzim aktivitesini artıran inorganik veya organik maddelerdir (H2S,KCN ve sistein gibi).
5.Enzim İşlevinin Düzenlenmesi
Hücrelerdeki bütün reaksiyonları katalizleyen enzimlerin aktivitesi ve miktarı, hücre ihtiyacına göre düzenlenmek zorundadır. Bu düzenleme hem tek hücrelilerde hem de çok hücrelilerde görülmektedir. Dolayısıyla canlıda bu şekilde madde ve enerjinin ekonomik olarak kullanımı sağlanır. Canlılarda bu düzenleme ilkesine benzerlik gösterir.
Her organizmanın belirli hücrelerde belirli proteinler sentezler. Örneğin hemoglobin ancak alyuvarlarda,sindirim enzimleri (tripsin,pepsin,amilaz) ancak belirli bezlerde sentezlenmektedir.bu şekilde hem madde, hem de enerji ekonomik bir şekilde kullanılmış olur.
Enzim işlevlerin düzenlenmesi aşağıdaki gibi birkaç madde halinde özetlenebilir.
Enzimlerin bazıları oluştukları yerde zararlı etki yaptıklarında, hücre bir �inhibisyon � (engelleme) mekanizması geliştirir. Örneğin; tripsin, pankreas hücrelerinde oluştuğu zaman inaktif tiripsinojen şeklindedir. Böylece inaktif tiripsinojen pankreasın yapısını bozmaz.tiripsonejen ancak duedenumda (oniki parmak bağırsağı ) enterokinaz enziminin etkisiyle aktif tripsin haline dönüşür. Dikkat edilirse bu düzenlemede enzim aktivitesi , mevcut enzimlere yeni bir grubun elenmesiyle sağlanır.
Enzimatik reaksiyonlar dizisi sonucu oluşan son ürünler ,belli bir konsantrasyonu erişince enzim faaliyetinin durması gerekir. Bu sırada feed-back ( geri besleme) mekanizması devreye girer (şekil-4.18). buna göre reaksiyonlar sonucu oluşan son ürün, metabolik yolun ilk enzimi ile gevşek olarak bağlanarak enzimin faaliyeti baskılanır.bu şekilde hücrede madde yığılmasının önüne geçilmiş olur.
Eğer bir hücrede enzimlerin katalizlediği olay sonucu oluşacak maddeye daha fazla ihtiyaç varsa o zaman gerekli enzimlerin bir miktar daha sentezler.bu olaylar hormonlar sayesinde gerçekleşir.
KOENZİMLER
Bazı enzimlerin saf protein molekülleri olup, yapısında aminoasitten başka bir grup bulunmadığını (basit enzim), bazılarının ise aktivite gösterebilmesi için kofaktör adını verdiğimiz inorganik metal iyonlarına veya koenzim denilen kompleks organik moleküllere ihtiyaç duyduğunu öğrenmiştiniz. Koenzim ve kofaktörler reaksiyon esnasında geçici olarak bağlandığı halde, bazı bazı enzimlerde bu gruplar devamlı olarak kovalent bağları ile bağlı olarak bulunurlar.
Koenzimlerin temelinde b-grubu vitaminleri oluşturur. Bunlar içinde en önemlileri şunlardır.
Tiamin Pirofosfat (TPP):
yapında vitamin-B,olarak bilinen tiamin bulunur.TPP çeşitli reaksiyonlarda ara taşıyıcı olarak rol oynar.Örneğin ,pirüvat dekarboksilaz reaksiyonlarında asetaldehit taşıyıcısıdır.
Flavin Adenin dinükleotitler (FAD): Yapısında B2 vitamini olarak bilinen riboflavin bulunur.flavin mononükleotit (FMN)ve flavin adenin dinükleotid(FAD),bu gruptaki öneli koenzimdir. Bu koenzimlerde NAD gibi oksidasyon-redüksiyon reaksiyonlarında iş görür ve krebs çemberinde substratlardan hidrojen çeker.
Nikotinamid Adenin Dinükleotid (NAD) ve Nikotinamid Adenin Dinükleotid Fosfat (NADP) : Bu koenzimler oksidasyon ve redüksiyon reaksiyonlarda iş görürler. Bunlardan NAD ,hücre solunumda görev alırken ,NADP fotosentez reaksiyonlarında çalışır.
Flavin Adenin dinükleotitler (FAD): Yapısında B2 vitamini olarak bilinen riboflavin bulunur.flavin mononükleotit (FMN)ve flavin adenin dinükleotid(FAD),bu gruptaki öneli koenzimdir. Bu koenzimlerde NAD gibi oksidasyon-redüksiyon reaksiyonlarında iş görür ve krebs çemberinde substratlardan hidrojen çeker.
Nikotinamid Adenin Dinükleotid (NAD) ve Nikotinamid Adenin Dinükleotid Fosfat (NADP) : Bu koenzimler oksidasyon ve redüksiyon reaksiyonlarda iş görürler. Bunlardan NAD ,hücre solunumda görev alırken ,NADP fotosentez reaksiyonlarında çalışır.
Koenzim A (CoA) :
Koenzim A pentotetik asitten oluşur.(B vitamini türevi).CoA: protein ,yağ ve karbonhidratların parçalanması sonucu açığa çıkan asetik asiti krebs çemberine taşır. (asetik-CoA). Bu molekül, daha sonra asetik asitten ayrılarak tekrar aynı işi yapar. Asetik asit ise krebs reaksiyonunda CO2 ve H2O �ya kadar parçalanır.
Piridoksin Fosfat : yapısında B6 vitamini olarak bilinen piridoksin bulunur.aminoasitlerin metabolizma reaksiyonlarında enzimlere bağlı olarak çalışır.
Biotin: Enzimatik karboksiyon reaksiyonlarında (COOH)karboksil grubunun ara taşıyıcısı olarak görev yapar.
Folik Asit: Karbonla alkil grubu taşıyıcısı olarak iş görür.
Koenzim B12 : Ana bileşeni B12 vitamini olup ,metil grubu transfer eden enzim reaksiyonlarına katılır.
Piridoksin Fosfat : yapısında B6 vitamini olarak bilinen piridoksin bulunur.aminoasitlerin metabolizma reaksiyonlarında enzimlere bağlı olarak çalışır.
Biotin: Enzimatik karboksiyon reaksiyonlarında (COOH)karboksil grubunun ara taşıyıcısı olarak görev yapar.
Folik Asit: Karbonla alkil grubu taşıyıcısı olarak iş görür.
Koenzim B12 : Ana bileşeni B12 vitamini olup ,metil grubu transfer eden enzim reaksiyonlarına katılır.
ENZİM ARAŞTIRMALARI:
Enzimlerin insanlar tarafından endüstriyel alanda kullanılmaları çok eski devirlere kadar uzanmaktadır. İlk çağlardan beri üretildiği bilinen ekmek, yoğurt,şarap, peynir gibi gıda maddelerinin üretiminde, incir bitkisinden elde edilen sıvı ile sütten peynir yapıldığını bildirmiştir. Daha sonra bu sıvıda �fisin� adı verilen bir enzim olduğu bulunmuştur.
Enzimler hakkındaki ilk bilgiler 1570�li yıllarda elde edilmiştir.pasteur ve liebing gibi birçok ünlü araştırmacının katkıları ile enzimler hakkında pekçok temel bilgi sağlanmıştır.
1838 yılında alman kimyacı berjeıius, reaksiyon hızı üzerine etki yapan maddelere �katalizör veya katalizatör� adını vermiştir.
1838�de gagnrard ve schav adlı iki bilgin, birbirinden habersiz olarak fermantasyon olayını incelemiş ve bu olayın maya adı verilen bazı mikro organizmalar aracılığıyla meydana geldiğini açıklamıştır.
1879�da Kühne ,biyolajik reaksiyon hızlarına etki eden maddeleri ayırt etmek için yunanca mayada bulunan anlamına gelen �enzim� kelimesini önermiştir.
1883 � de poyen veperşon nişastanın çözünürleştirilmesinde malt özütü içinde bulunan �diastaz enziminin� etkin olduğunu belirlemiştir.
18852de blumenthal , peynir yapımında kullanılmak üzere ,ilk kez rennin enziminin özütünü , teknolojik boyutlarda üretmeyi başarmıştır.
1897�de büchner ,maya hücrelerinden bazı enzimleri ayırmayı başararak , yeni bir araştırma alanı açmıştır.
1915�te rahm ,lipaz ve proteaz enzimlerinin çamaşır yıkama sularına katılarak ,çok etken bir temizleyici olarak kullanılabiceğini göstermiştir.
1926 �da james B.Summer ,ilk kez üreaz enziminin kristallerini elde ederek ,molekülün büyük bir kısmının protein olduğunu göstermiştir..
1930�da ise Northrop ,kuintz,herriott ve amson gibi bilginlerden oluşan bilim adamı grubu sırası ile pepsin ,tripsin ,kimotripsin ve karboksipeptinaz enzimlerini kristalize etmeyi başarmıştır.
1930 �arda 80 adet enzim tanınırken , 1968�lerde bu rakam 1300 �e 1982 �de 2000�e yükselmiştir. Günümüzde ise 25000 enzimin olduğu bilinmektedir ve yine enzimlerle ilgili çalışmalar süratle devam etmektedir.
ENZİMLERİN UYGULAMA ALANLARI:
Zamanında enzimler genelde endüstri, klinik, tıp ve eczacılık gibi alanlarda kullanılmaktadır. Enzimler ;bitkisel, hayvansal kaynaklardan ve mikro organizmalardan elde edilmektedir. Örneğin proteini parçalayan enzimlerden olan papain bitkisinden ; fisin.,incir bitkisinden; nişastayı parçalayan alfa-amilaz,çimlenmekte olan arpadan ;tripsin,büyük baş hayvanların pankreaslarından ;pepsin tavuk ve sığırların bazı sindirim lizozim,yumurta akından ;rennin veya proteaz enzimi ,süt emmekte olan buzağıların 4.midesinden endüstriyel ölçmekte üretilmektedir.
Enzim kaynağı olarak mikroorganizmalar; kolay çoğalabilmeleri , enzim oluşumunun kolay kontrol edilebilmesi gibi nedenlerden dolayı potansiyel kaynak olarak düşünülürler. Bitkilerden elde edilen proteazların yanında , bakterilerden de proteaz amilazlar ve glikoz-izomeraz gibi endüstriyel öneme sahip enzimler de elde edilmektedir. Ayrıca glikoz oksidiz ,katalaz, lipaz ,laktoz vb. daha birçok enzim küf mantarından elde edilmektedir.
Bugün tıp ,eczacılık, tarım, hayvancılık, çevre,gıda ,kağıt,tekstil,deterjan vb. birçok alanda enzimler kullanılmaktadır. Son yıllarda biyoteknoloji alanında gelişmelerle elde edilen enzimlerin kullanımının en fazla olduğu alan gıda endüstrisidir.proteazlar ve amilazlar bu alanda en çok kullanılan enzimlerdir. Eczacılıkta da enzimler kullanılmaktadır. Bu alandaki en iyi örneği ,hazım kolaylaştırıcı bazı ilaçların bileşimindeki besinlerimizin temel bileşenlerinden olan proteini parçalayan proteaz ,nişastayı parçalayan selüloz ,yağları parçalayan lipaz ve laktozu parçalayan laktaz enzimlerdir. Enzimlerin eczacılıkta kullanıma bir diğer örnek de penisilin amidan enzimidir.
Yine enzim kullanımının en fazla olduğu alanlardan biriside deterjan endüstrisidir. Deterjanlar kullanılacakları alana göre bileşimi değişen kompleks karışımlardır. Bazı deterjanlar alkali koşullarda aktivite gösteren alkali-protez (bazik) enzimlerini içerirler,bazı deterjanların yapımında da amilaz ve lipazlar kullanılmaktadır. Bu enzimlerin etkisi ile özellikle protein , yağ ve nişastanın tesiriyle oluşan kirlilik etkisi bir şekilde temizlenir. Deri işlemede ve deri endüstrisinde de enzimlerden yararlanılmaktadır. Bakteriyel protezler,deri dokusu dışındaki proteinlerin ve yağların temizlenmesinde bazı proteazlar
Deriden kılların ayrılmasında ve derinin yumuşatılmasında kullanılmaktadır. Ayrıca çeşitli selülozlu atıkların karbon kaynağı olarak kullanılmasında ,kalitesiz yağlardan daha kaliteli yağların elde edilmesinde enzimlerden yararlanılmaktadır.
Yapılan pekçok araştırma sonucunda,enzimlerin kullanım alanları giderek artmaktadır.Özellikle son yıllarda rekombinant-DNA teknolojisine paralel olarak ,yeni ve istenilen özellikteki enzim elde edilmesi mümkün olmaktadır;buna bağlı olarak da enzim kullanımı giderek yaygınlaşacaktır.
ENZİM YETERSİZLİĞİNE BAĞLI OLARAK ORTAYA ÇIKAN METABOLİK BOZUKLUKLAR
Canlı da her kimyasal tepkimenin belli bir enzim yardımıyla yürüdüğünü açıklamıştık. İşte herhangi bir enzim doğuştan gelen ve DNA yapısında bir hataya bağlı olan genetik bir nedenle yapılamıyorsa ,yardımcı olduğu tepkime gerçekleşmez. Sonuçta ,enzim yetersizliğinden dolayı anormallikler ortaya çıkar. Enzim hastalıkları en çok akraba evliliklerinden doğan çocuklarında görülür.
Uzmanlar bozuklukları; protein, karbonhidrat metabolizmaları ile sindirim sisteminde görülen aksamalar olarak belirtmiş ve bu bozuklukların giderilmesi için dikkat edilecek hususları da ;enzimi yetersiz olan besin öğelerinin alınmaması ;veya sınırlaması bunun da normal gelişme ve büyümeyi etkileyecek şekilde olması gerektiği şeklinde açıklamışlardır.
Özellikle Akdeniz bölgesinde bakla yiyen bazı insanların öldüğü gözlenmiştir. Bunun sebebi ise glikoz-6-fosfat dehidrogenaz enziminin Çukurova yöresinde insanların %8�inde bulunmamasıdır. Bu enzim ,oksijen miktarın ayarlanmasında rol aldığından eksik olan bünyelerde,anti-oksijen taşıyan bir maddenin vücuda girmesi durumunda kan hücreleri hızla ölür. Bu yüzden anti-oksijen taşıyan bakla da bu üzücü olayın ortaya çıkmasına yol açmaktadır.
SOLVER KİMYA