Bileşik Enzim
kaynağı değiştir]
İnhibitörler sıkça ilaç olarak kullanılırlar ama zehir olarak da etki edebilirler. Paracelsus'un dediği gibi, "Her şeyde bir zehir vardır, zehirsiz bir şey yoktur,"[61] bir ilaç ile zehir arasındaki fark çoğu zaman miktara bağlıdır, çünkü çoğu ilaç belli bir seviyenin üzerinde zehirlidir. Antibiyotik ve diğer anti-enfeksiyon ilaçları aslında sadece bir batojeni öldürüp onun konağına zarar vermeyen seçici zehirlerdir.
Bir etksizleştiricinin (inaktivatörün) ilaç olarak kullanılmasına örnek COX-1 ve COX-2 enzimlerini inhibe eden aspirindir. Bu enzimler enflamasyon mesajcısı prostaglandin üreterek ağrı ve enflamasyonu bastırır. Siyanür zehiri, sitokrom C oksidaz enziminin aktif merkezinde bulunan demir ve bakır ile birleşerek etkiyen, tersinmez bir enzim inhibitörüdür, hücresel solunumu durdurur.[62]
Biyolojik işlev[değiştir kaynağı değiştir]
Birkaç enzim beraberce, belli bir sıra içinde çalışarak metabolik yolaklar meydana getirir. Metabolik bir yolakta, bir enzimin ürünü, bir diğeri tarafından substrat olarak kullanılır. Bazen birden çok enzim türü aynı tepkimeyi paralel olarak yürütebilir, böylece daha karmaşık düzenleme mümkün olur: bir enzim düşük seviyeli ve sabit bir etkinlik sağlarken, diğeri ise tetiklenebilen (indüklenebilen) yüksek seviyeli bir etkinlik sağlar.
Bu metabolik yollardaki aşamalar enzimler tarafından belirlenir. Enzimler olmasa metabolizma ne bu aşamalardan geçebilir, ne de hücrenin gereksinimlerini sağlayacak kadar hızlı olur. Glikoliz gibi bir metabolik yol enzimler olmadan gerçekleşemez. Örneğin, glukoz ATP ile tepkiyerek bir veya daha çok karbon otumundan fosforlanabilir. Enzimler olmayınca bu tepkime anlamsız denecek derecede yavaş meydana gelir. Heksokinaz olunca bu yavaş tepkimeler gene devam eder ama karbon 6'daki fosforlanma o kadar hızlı gerçekleşir ki, kısa bir süre sonra karışım incelendiğinde glukozfosfat'ın anlamlı miktarda bulunan tek ürün olduğu görülür. Dolayısıyla, hücre içindeki metabolik yolların oluşturduğu ağ, mevcut olan enzimlerin kümesine bağlıdır.
Etkinlik kontrolü[değiştir kaynağı değiştir]
Hücrede enzim aktivitesinin kontrolünün 5 ana yolu vardır.
- Enzim üretimi (Enzim genlerinin yazılımı ve çevirimi) hücredeki ortamdaki değişikliklere bağlı olarak hızlandırılabilir veya yavaşlatılabilir. Gen düzenlenmesinin bu şekline enzim indüksiyonu ve inhbisyonu denir. Örneğin, bakteriler penisilin gibi antibiyotiklere karşı direnç geliştirebilir, çünkü penisilin molekülü için çok önemli olan beta-laktam halkasını hidrolzleyen beta laktamaz adlı enzimler indüklenir. Bir diğer örnek, ilaç metabolizmasında önemli yer tutan Sitokrom P oksidaz adlı karaciğer enzimleridir. Bu enzimlerin induksiyonu veya inhibisyonu, ilaç etkileşimlerine yol açabilir.
- Enzimler bölümlendirilebilir (compartmentalization), böylece farklı metabolik yollara farklı hücresel bölmelerde cereyan eder. Örneğin, yağ asitleri, sitozol, endoplazmik retikulum ve Golgi aygıtında bir grup enzim tarafından sentezlenir, sonra, mitokondride, enerji kaynağı olarak başka bir grup enzim tarafından kullanılır (β-oksidasyon yoluyla).[67]
- Enzimler, enzim inhibitörleri ve aktivatörleri tarafından düzenlenirler. Örneğin, bir metabolik yolun son ürünü sıkça bu yolun ilk enziminin (genelde ilk tersinmez ya da kesinleşmiş adımının-İng, committed step) inhibitörüdür, böylece yolun son ürününün miktarı düzenlenir. Bu bir negatif geri besleme mekanizmasıdır, çünk son ürünün miktarı kendi konsantrasyonu tarafından düzenlenir. Negatif geri besleme mekanizmaları ara metabolitlerin sentezlenme hızını hücrenin gereksinimine göre etkili bir şekilde ayarlarlar. Bu sayede malzeme ve enerji verimli bir çekilde kullanılır ve son ürünlerin aşırı miktarda üretilmemesi sağlanır. Diğer homeostatik mekanizmalar gibi, enzim etkinliğinin kontrolü organizmanın içinde kararlı bir ortam sağlar.
- Enzimler çevrim sonrası değişim (İng. post-translational modification) aracılığıyla düzenlenir. Bu tür değişimler arasında fosforilasyon, miristoillenme, ve glikozilasyon sayılabilir. Örneğin, vücuttaki insülin tepkisinde, glikojen sentaz gibi çeşitli enzimlerin fosforilasyonu, glikojenin sentez veya yıkımını kontrole yarar, böylece hücrelerin kan şekerine uygun cevap vermesini sağlar.[68] Cevirim sonrası değişime bir diğer örnek, polipeptit zincirin kesilmesidir. Bir sindirim proteazı olan kimotripsin, önce kimotripsinojen olarak inaktif bir sekilde pankreas tarafından üretilir, bu haliyle mideye taşindıktan sonra orada kesilerek etkinleştirilir. Böylece, sindirim yoluna girmeden enzimin pankreas ve diğer dokulara zarar vermesi engellenir. Bir enzimin bu tip inaktif öncül (prekürsör) haline zimojen denir.
- Bazı enzimler farklı bir ortamda yer alınca etkinleşirler (örneğin sitoplazmanın indirgeyici ortamından periplazmadaki yükseltgen ortamına, veya yüksek pH'den düşük pH'ye). İnfluenza virüsündeki hemaglutinin, asitli ortamda meydana gelen biçimsel bir değişiklik ile etkinleşir, bu değişiklik hücre içine alındığı lizozomlara girdiğinde meydana gelir.[69]
Suyun etkisi:Enzimler ortamdaki su oranı yüzde 15 'in altına düştüğünde çalışseafoodplus.infoın su oranı yüzde 15 ve üzerine çıktığında tekrar etkinlik gösterir. Kuru yiyeceklerin bozulmadan kalması bu besinlerde üreyebilen mikrorganizmaların enzim etkinliğinin durmasından kaynaklanmaktadır.