dedekorkut1
Doçent
ENZİM DÜNYASI
SELİM GÜRBÜZER
Enzimlerin gerek fotosentez olayında gerekse molekül bağlarının bağlanmasında katkı payı çok büyüktür. Bilindiği üzere kimyasal reaksiyona giren ve çıkan birçok moleküllerden enerji elde etmek için enzimlerin bağlayıcı, parçalayıcı ve çözücü etkisine ihtiyaç vardır. Peki, enzim ihtiyacı iyi hoşta, enzimler sadece bağlayıcı, parçalayıcı ve çözücü etki mi yaparlar? Hiç şüphe yoktur ki tüm bunların yanı sıra proteinlerin sentezine yönelik hücre içerisinde oluşan tüm reaksiyonların başlatıcısı ve hızlandırıcısı olarak da katalizör etkileri söz konusudur. Zaten enzimlerin katalizör etki özellikleri olmasaydı hücre içerisinde cereyan edebilecek bir takım reaksiyonlar için yüksek sıcaklığa ihtiyaç duyulacaktı ki, bu da hücre içerisinde yakıcı bir etki göstereceğinden bir anda DNA zinciriyle birlikte diğer hücre elemanlarının tutuşmasına sebebiyet teşkil edecekti.
Şu da bir gerçek DNA’nın kopyalanma işlemleri de bir takım enzimler marifetiyle gerçekleşmektedir. Şayet çift sarmal halkalı DNA zincirinin kopyalanma, çoğalma ve ayrıştırılma işlemlerini laboratuvar şartlarında oluşturmak istiyorsak bunu ancak hazırlanacak olan hücre ekstraktını sırasıyla DNA izolasyonu, PCR ve denatürasyon işlemleri denen bir süreçte termal döngü cihazında fiziki olarak belli başlı sıcaklık aralıklarında ısıtaraktan hidrojen bağlarını kopartmak suretiyle oluşturabilecektir. Yok, eğer bu işi laboratuvar şartlarında değil de bizatihi canlının hücre yapısı ortamında oluşturulmak istendiği durumlarında hiç kuşku yoktur ki direk olarak doğrudan ısıtmanın diğer hücre organellerine de zarar vereceği muhakkak. Besbelli ki canlının yaratılış kodlarına halel getirecek bu tür doğrudan müdahalelere meydan vermemek için olsa gerek ta baştan hücre ortamında ısı enerjisi yerine kimyasal enerjinin kullanıldığı bir enzim marifetiyle DNA zincirini bir arada tutan hidrojen bağlarının parçalanabileceği bir mekanizmanın kuruluşu öngörülmüştür. Dahası öyle anlaşılıyor ki böylesi mükemmel kurulu bir mekanizma sayesinde ancak ve ancak çift zincirli DNA halkası birbirinden ayrılma işlemleri gerçekleşebiliyor. Hem nasıl gerçekleşmesin ki, baksanıza ortada ateşte pişirilmiş DNA’ya karşılık gelen ayrıştırma işleminin ta kendisi aracı bir rol üstlenilmiş bir enzim marifeti söz konusudur. Öyle ya, nasıl ki Kur’an’da bir ayette geçen yapıştırıcı çamurdan maksat DNA uçlarının yapıştırıcı özelliğine işaretse, aynen burada ki ateşte pişirilmeden maksatta enzim marifetiyle bir tür ısınma diyebileceğimiz bir yöntemle çift zincirli DNA halkasının ayrıştırılıp tek zincir hale düşürülmesine işaret bir durum söz konusudur. Şayet laboratuvar şartlarındaki gibi direk olarak doğrudan DNA zinciri ısıya maruz bırakılmış olunsaydı vay o hücrenin haline, ne ortada DNA çift sarmal halkası kalırdı ne de diğer hücre organelleri. Değim yerindeyse hepsi bir anda tutuşup duman olan organeller olacaklardı. Kelimenin tam anlamıyla enzim moleküllerinin burada üstlendiği misyon; hücre içerisinde girdiği birçok kimyevi reaksiyon faaliyetlerde hücre organellerini tutuşturmaksızın enerji sarfiyatını en asgari seviyelere çekerekten işlemini gerçekleştiriyor olmasıdır. Nitekim Yüce Allah (c.c) bu hususta Kur’an’da “(Allah) insanı ateşte pişmiş gibi bir çamurdan yarattı” (Rahman, 14) diye beyan buyurduğu ayeti kerimeyle enzim marifetinin ‘ateşte pişmiş gibi’ özelliğine işaret edilmekte. İşte enzimin bu söz konusu yakmaksızın katalizör pişirme etki özelliği sayesinde DNA çift sarmal halkası sanki ısıtılmışçasına birbirinden ayrıştırılma işlemleri bu şekilde gerçekleşmiş olur.
Evet, enzimler tıpkı bir anahtarın kilidi açmasında olduğu gibi hücre içerisinde bir takım molekülleri ya parçalayarak ya da birleştirecek tarzda etki yapıp birçok kimyasal reaksiyonun oluşumunu tetikleyip öncülük etmekteler bile. Yani bu demektir ki, her bir enzimin kilit noktada hangi molekülle izdivaç eyleyeceği, hangi molekülle reaksiyona gireceği, ne gibi görevler üstleneceği, kendi başlattığı kimyasal reaksiyonları ne kadar süre içerisinde bitireceği gibi bir dizi işlemler için öncü kuvvet olmakta. Derken enzimlerin bir dizi üstlendiği bu öncülük misyonu atalarımızın değimiyle “Minareyi çalan kılıfını hazırlar” şeklinde iş bitirici öncülük olarak anlam kazanır da. Gerçekten de enzimlerin bu işi bitiriciliklerini başlattıkları ve tetikledikleri bir dizi kimyasal reaksiyonları sağ salim nihayete erdirmeden bulundukları alanlarda pılını pırtısını toplamayıp, yani çekip gitmediklerinden bunu anlayabiliyoruz. Ta ki başlattıkları işleri hal yoluna koyup nihayetlendirirler, işte o zaman bir sonraki görevi üstlenmek için yine orijinal kalıp haliyle oradan ayrılıp çekip gitmekteler. Nitekim bu noktada örnek verecek olursak, mesela Beta-amylase enziminin glikoz elemanlarının nişasta zincirinden kopmasını sağlayaraktan disakkarit maltoz şekerine dönüşümünü icra etmiş olur. Ancak ne ilginçtir ki yaptığı icra işlemlerinde sadece selüloza etki etmediği gözlemlenmiştir. Her neyse, sonuçta enzim hadisesinden anlaşılan o ki her reaksiyonun başlaması veya sonlanması için kendi kalıbına uygun özel enzim görevlendirildiği gibi ayrıca her moleküle özgü çok sayıda enzim çeşidi tahsis edilmiş durumdadır. Madem öyle, enzim deyip es geçmemeli. Hem nasıl es geçebiliriz ki, düşünsenize elimizi açıp kapamamız bile bir takım enzimlerin devreye girmesi faaliyetleri sayesinde gerçekleşmekte. Belli ki canlı organizmalar da oluşan her bir kıpırtı değim yerindeyse kimyasal reaksiyonun fitilini ateşlemek demek olacaktır ki ister istemez bu noktada bir takım enzimlerin devreye girme maharetine ihtiyaç duyulması kaçınılmazdır. Hatta bilimsel çalışmalar neticesinde gelinen noktada hücre içerisinde vuku bulan pek çok hadisenin bir takım enzimler ve mRNA aracılığıyla vuku bulduğu belirlenmiştir. Öyle ki, bu noktada mesela mRNA'nın protein sentezi hadisesini gerçekleştirebilmesi için her beş dakikada bir enzim üretmesi icap eder. Buna mecburlar da. Çünkü üretilen enzimlerin her birinin ömrü yaklaşık 20 saatle sınırlı kalmaktadır. Ki, bu durum 20 saatlik ömür içerisinde bir adet mRNA' dan 240 adet enzim üretileceği manasına gelir. Üstelik bu sayı sadece bir adet mRNA’nın tek başına gerçekleştirdiği bir sayıdır. Dolayısıyla bunun gibi aynı kategoride yer alan 240 adet mRNA’nın çalışmakta olduğunu düşündüğümüzde diğer moleküllerinde ortalama 57.600 enzim imal ettikleri gerçeği ile yüzleşiriz. Hatta genetik kodların kopyalanması, çoğaltılması ve değiş tokuş işlemleri gibi DNA zinciri üzerinde vuku bulan “kes-kopyala-yapıştır” türünden bir dizi işlemlerde birtakım enzimler tarafından gerçekleştirilmekte. Nitekim yukarıdaki satırlarda da belirttiğimiz üzere enzim marifetiyle DNA uçları birleştirileceği zaman diğer DNA parçalarının uçlarına karşı yüksek bir bağlanma eğilimine girer de. Derken enzim marifetiyle gerçekleşen bu yapışkanlık aynı zamanda Kur’an’da zikrolunun “Şüphesiz biz onları yapışkan bir çamurdan yarattık” (Saffat, 11) diye beyan buyrulan ayet-i kerimenin esrarıyla da karşılık bulur. İşte bu ayetin mana ve ruhundan da anlaşılan odur ki insan yaratılış mayasını oluşturan çamur aslında DNA uçlarının birleştirileceğine delalet eden yapışkan çamurdan başkası değildir. Ki, protein sentezi DNA üzerindeki kodlu anlamında yapışkan bilgilerin bir takım enzimler vasıtasıyla önce RNA molekülü üzerine kopyalanması gerekir ki DNA molekülünün yüksek viskozitesinden ve kes-kopyala-yapıştır niteliğine haiz yapışkan uçlar sayesinde yaratılış mucizesi gerçekleşiversin. Zaten bu söz konusu uçlar genetik bilim dalında yapışkan uç olarak nitelenir. Öyle ya madem kes kopyala yapıştır türünden nitelenen yapılan işlemler bile bir takım enzimler aracılığı ve marifetiyle gerçekleşmekte o halde bu demektir ki enzim üzerinde çok daha kafa yormak gerekecektir.
Bilindiği üzere bakterilerin toprağa karışan artık maddelerden tek ayrıştırmadığı madde plastik malzemelerdir. Şayet insanoğlu plastik maddelerin çevreye saldığı kimyasal gazların zararlarından korunmak istiyorsa plastik sanayide kullanılan plastik mamullerinin içerisine enzim türünden bir madde katmayı başarması lazım gelir. Başarıldığı takdirde biliniz ki plastik maddenin güneş ışığının etkisiyle kolayca parçalanıp ayrıştırıldığını, pekâlâ görmek mümkün olabilecektir. Böylece sentetik enzimin keşfiyle birlikte yeni bir teknolojik hamlenin günlük hayatımıza renk katacağı gerçeği ile buluşacağız demektir. Kaldı ki bilimsel çalışmalar sonucunda 600’den fazla enzim çeşidinin var olduğu belirlenmiş olup, hatta her geçen gün bu sayının daha da artacağı ihtimal dâhilindedir. Mesela demir sadece hemoglobin içerisinde değil kas proteinini oluşturan miyoglobin ve daha birçok enzimin yapısında bile bulunabiliyor. Şu da bir gerçek enzim yapısı büyük ölçüde protein içermesine rağmen, hiçbir protein tek başına enzim fonksiyonu icra edememektedir. Mutlaka proteinin enzim hüviyetinde olması gerekmekte. Bu arada enzim faaliyetlerin düzenlenmesinde bir takım hormon ve sinirlerin uyarıcı rol oynadıklarını da unutmamak gerekir.
Koenzim
Bir takım mineral ve vitaminler malumunuz koenzim olarak addedilirler. Bu yüzden koenzimlerden çoğunun esasını vitaminler oluşturmakta dersek yeridir. Dolayısıyla koenzim nedir denildiğinde; verilecek cevapta enzimlerin görev yapabilmesi için protein yapısında olmayan vitamin türü bir madde diye tarif edebiliriz. Şayet koenzim görevi yapan gruplar enzime sıkı bir şekilde yapışık halde konumlanırsalar bu kez prostatik grup olarak isim alırlar. Bilindiği üzere vitaminsizlikten ötürü pellegra, beriberi, iskorbüt (c vitamini eksikliği) ve vitamin eksikliği (vitaminoz) gibi hastalıklar nüksedebiliyor. Mesela uzun deniz seyahatlerine çıkanların iskorbüt hastalığına yakalandığı bilinen bir durumdur. Bu yüzden tayfalar bu hastalıktan korunmak adına limon suyunu ilaç niyetine içerlerdi. Dolayısıyla deniz seyyahları tarih kitaplarında limon sıkıcılar olarak adından söz ettirmişlerdir. Nitekim bu ilacı Portekizli ünlü denizci Vasco De Gama’nın seferleri sırasında yüzlerce denizcinin ölümüne yol açmanın bir arayışı olarak deniz tayfalarınca Madagaskar’da bu ilaç keşfedilmiştir.
Her neyse insanoğlu vitaminlerin sırrını keşfede dursun şu da bir gerçek koenzimsiz de hayat devam edebiliyor. Özellikle insanda genel olarak hidroliz yapan enzimler koenzime ihtiyaç duymadan iş görürler. Örnek mi? Mesela sindirim kanalında iş yapan hidroliz enzimi bunun tipik misalini teşkil eder. Bu örneğin tam zıddı olarak hazır koenzimlerden söz etmişken ise mesela izomerizasyon, grup transferi, okside redüksiyon ve kovalent bağ teşekkülünü sağlayan enzimler de koenzimlerle birlikte iş tutarlar. Madem öyle, koenzimleri de yüklendikleri görevleri itibariyle şöyle sınıflandırabiliriz:
-Hidrojen transferi yapan enzimler,
-Hidrojen dışında ki gruplarda transfer görev yapan enzimler.
Hidrojen transferi yapan enzimler
Bir miktar hidrojen peroksidi (H2O2) arada bir katalizör olmaksızın ısıtıldığında hemen hidrojen ve oksijen bileşenlerine ayrışmadığı, ancak ayrışması için belli bir süreçten geçmesi gerektiği gözlemlenmiştir. İşte bu süreci hızlandırmak adına katalizör bir platin siyahı bir madde eklemek bu iş için yeterli olacaktır. Ya da bir kimyagerin balon içerisine hidrojen ve oksijen gazlarını belirlediği ölçülerde doldurup bir şekilde ortama küçük bir kıvılcım vererekten ateşlemesi birlikte önce büyük bir patlayışa, sonrasında ise su moleküllerini elde etmesi pekâlâ mümkün. İşte kimyagerler bu ve buna benzer deneylerle ter döke dursunlar, şu bir gerçek tabiatta ve canlı hücrelerde an be an yaşanan bu tip bir dizi molekül oluşumlar ve reaksiyonlar hiçte kimyagerler kadar ter dökmeye gerek kalmaksızın yaratılış kodlarına yüklenmiş kimyasal denklem formüllerle çok daha mükemmel yöntemlerle gerçekleştirilmekteler zaten. Kaldı ki canlı hücre âlemi sadece ayrıştırma, parçalama gibi işlemlerle sınırlı değil, aynı zamanda hücreler arası molekül taşıyıcılığı diyebileceğimiz transfer işlemlerinin de yapıldığı bir âlemdir. Bilindiği üzere hidrojenin oksijen üzerinde transferi krebs çemberi üzerinden gerçekleşip, bu olay organizma için son derece hayati önem taşıyan ilk reaksiyon zinciri olarak dikkat çeker. Böylece krebs çemberi üzerinde gerçekleşen solunumla enerjinin açığa çıkma hadisesi bu tür bir dizi hidrojen transferi işlemlerinin neticesi olarak karşımıza çıkmaktadır. Peki, bu noktada enzimler bu işin neresinde denildiğinde hiç kuşkusuz enzimler de bu olayda hem hidrojen atomunun elektronlarını alarak hem mitokondri bünyesinde bulunan düşük potansiyelli moleküllere taşıyıp aktarmak suretiyle bu işin ucundan tutmuş olmaktalar. Her ne kadar bünyelerine hidrojen almak suretiyle indirgenen koenzimler okside duruma geçerken ilk etapta birleşemese de, bilahare hidrojenin oksijene kademe kademe taşınmasıyla birlikte hem su, hem de enerjice yüksek 3 ATP molekülü meydana gelmiş olur. Hidrojen transfer olayının önemini ortaya koyan bir diğer dikkat çeken dönüşüm ise hiç kuşkusuz pürivik asidin laktik aside dönüşüm hadisesidir. Nitekim bu dönüşümün katalizlenmesinde laktat dehidrogenaz enzimin devreyi girmesi birinci derecede etken unsur olarak ortaya çıkıp, bunun akabinde NADH’nin NAD’ye dönüşümü de gerçekleşmiş olur. Derken glikozdan enerji elde etmeye yönelik NAD’nin pozitif olarak yükseltgenmiş halde fosfo glukonat çemberi üzerinde 1 mol glikozun parçalanmasıyla birlikte 6 ATP’lik enerji elde edilmiş olunur. Keza krebs çemberi ve oksidatif fosforilasyon sistemiyle oluşan glikoz yıkımı sonucunda ise 38 ATP’lik enerji açığa çıkmış olunur.
Öyle anlaşılıyor ki; enerji üretimi sadece enerji santrallerine has bir durum olmayıp, aynı zamanda hücre âlemi içerisinde de geçerlilik arz edip üretilebilecek olan bir durumdur. Düşünsenize güneşten gelen ışık bitki hücresinin bünyesinde besine dönüşebiliyor. Belli ki başlangıçta ışık enerjisinin önce besine dönüşmesi, sonra bu besinlerin tüketici olarak bilinen hetetrof canlılara transfer edilme işlemleri sıradan bir devri daim döngü işlemleri gibi gözükmeyip son derece planlanmış belli bir program dâhilinde gerçekleşen devri daim döngü sisteminin marifeti bir iş olarak gözükmekte. Hem nasıl ki günlük hayatta örneklerini gördüğümüz buharla çalışan bir makine buhar basıncına muhtaç, elektrikle çalışan bir motor elektrik enerjisine muhtaç durumdaysa, aynen öyle de hücrelerde vücuda dışarıdan giren besinlerin kimyasal enerjiye çevrilmesi sonucunda açığa çıkan enerjiden yararlanma noktasında ise adenozin trifosfat’a (ATP) muhtaçtırlar. Hele bilhassa ATP’nin yapısında azot içeren adenin ve şekerden meydana gelmiş bir riboz, üç oksijenli fosfat grubu ve bir hidrojen yapıda olması bize sürekli kullanılan yenilenebilir ve enerji taşıyıcı özellikte bir molekül olduğu yönünde izlenimi vermeye ziyadesiyle yetiyor. Derken bu arada bizler de bu enerji taşıyıcılık özelliği sayesinde enerjik bir şekilde hareket edip iri ve diri olmaktayız. Sadece bizler mi, mesela bir balıkta yüzerek denizin keyfini çıkarmakta, bir bitki gülümseyen yüzüyle çiçek açmakta, bir maya hücresi de yıkılmadım ayaktayım dercesine bölünüp çoğalabiliyor pekâlâ.
Evet, maya hücresi de enerjiktir. Dolayısıyla maya deyip es geçmemek gerekir. Lise de fen derslerinde fermantasyon kelimesini çoğumuz duymuşuzdur. Aslında fen dersinde karşımıza çıkan bu kavram ‘mayalanma’ anlamında bir kavramdır. Yani kimyasal bileşimlerin mevcut durumundan daha küçük parçalara dönüşmesi sonucunda ortaya çıkan ürüne mayalanma deriz. Elbette ki bu küçük değişime sebep olan etken faktör bitki ve hayvanlar tarafından üretilen bir takım enzimlerden başkası değildir. Hatta bu noktada mayalar (yeast) enzim üreten tek hücreli bitkiler olarak bilinmektedirler. Dolayısıyla anaerobik bakteriler ve mayalar gibi mikroorganizmalar oksijensiz yaşayıp, enerji ihtiyacını beslendikleri gıdaları bünyelerinde var olan bir takım enzimler sayesinde parçalayarak karşılamaktalar. Mesela glikozun sırasıyla pirüvik aside, alkole veya laktik aside dönüşümüyle açığa çıkan enerji bu kabildendir. Dahası mayalanma olayı “alkolik, asetik ve çürüme” tarzında üç yoldan gerçekleşebiliyor. Sonuçta hangi yoldan gerçekleşirse gerçekleşsin her bir mayalanma hadisesinde kimyasal değişimde rol oynayan ve işi bizatihi enzim üretmek olan tipik mikroorganizma faaliyetinin ta kendisi bir marifet olduğu gerçeğini değiştiremeyecektir. Mesela meyve siropuna (şekerli sos) şekeri fermente eden zymase enzimi işin içine dâhil olduğunda bir anda alkol dönüşümü vuku bulabiliyor. Keza üzüm suyu sirke anası denen bir bakteri sayesinde sirkeye dönüşüp, bu olay da tipik bir asetik mayalanma olarak karşılık bulur.
Bu arada et ve diğer hayvani gıdalar da bir açıkta bırakılmalarıyla mikroorganizma üremesiyle birlikte kontamine olunur ki bu çoğu zaman insan sağlığı açısından risk teşkil etmektedir. O halde yiyeceklerin bozulmaması için bakterilerin üreme fırsatı bulamayacakları soğuk zincir şartlarında veya buzdolabında saklı tutmak ya da konserve haline dönüştürülmesinde her daim fayda vardır elbet. Şu da var ki yediğimiz gıdalar kontamine de olsa sindirilmekte. Mesela tükürük içerisindeki pityalin enziminin nişastayı eriyebilir şeker haline dönüştürmesi bunun ilk tipik basamağıdır zaten. Diğer sindirim basamaklarında ise malum; sindirim sistemi boyunca bir dizi mide, bağırsak, pankreas gibi tüm ara istasyonlarda rol alan enzimler tarafından gerekli dönüşümler yürütülmektedir.
Solunum olayında karbondioksit (CO2) ve suyun (H2O’yun) açığa çıkması glikozun oksijensiz ortamda pirüvik asidin laktik asit üretimi lehine yıkılmasıyla gerçekleşmektedir. Derken bu olay sayesinde oksijenin birçok kimyasal olaylarda aktif hale gelmesi sağlanır. Hakeza hücre içerisinde besinlerin parçalanmasıyla açığa çıkan hidrojenin oksidatif fosforilasyonla yakılıp enerji elde edilmesi de bir başka enerji kaynağını ortaya koymaktadır. Elbette ki bu kaynak mitokondrilerden başkası değildir. Nitekim mitokondrilerin iç kısmındaki krista denilen raflar oksidatif enzimlerin sıralandığı mekânlar olup buralarda son derece ciddi anlamda kimyasal reaksiyonlar sahne almaktadır. Özellikle asetil Koenzim A’nın enzimden enzime geçme aşamalarında reaksiyona giren ürünlerin CO2 ve H2O’ya çevrilmesiyle birlikte kimyasal enerji açığa çıkmaktadır. Böylece bu enerji sayesinde protein sentezi için gereklilik arz eden ATP üretilmiş olur. Bu demektir ki her canlıda bir takım kimyasal reaksiyonlar her an her salise meydana gelebiliyor. Zira kimyasal reaksiyonlar moleküllerin birbiriyle reaksiyona girmesiyle meydana gelir. Fakat bu reaksiyona girme işlemini gerçekleştirebilmek içinde dışarıdan mutlaka bir aktivasyon enerjisine ihtiyaç vardır. Nasıl ki nur topu bir çocuğun dünyaya gelmesi için anne karnında belirli aşamalar kaydedildikten sonra gerçekleşiyorsa suyun meydana gelmesi içinde belli bir aşama süreci gerektirip, akabinde ab-ı hayat su doğmaktadır. Anlaşılan ab-ı hayat için aktivasyon enerjisi zaruridir. Bu enerji olmadan ne kimyasal reaksiyon başlatılabilir ne de başlamış olan reaksiyon hızlandırılması gerçekleşebilir. Rabbü’l Âlemin bu yüzden birçok hayati olaylarda kimyasal reaksiyonların cereyan edebilmesi için canlıyı meydana getiren hücrelerin arasına katalizör görevi ifa edebilecek enzimler yaratmıştır. İşte bu enzimler sayesinde birçok hayati fonksiyonlar işler hale gelmektedir. Dolayısıyla su deyip geçmemeli, o başlı başına bir katalizör rolü oynayan önemli bir can suyudur. Sadece su değil tabi, bunun yanı sıra protein içeren her madde de aynı zamanda katalizör misyonu üstlenmişlerdir. Nitekim bu misyona sahip protein moleküllerine enzim de denilmektedir. Bakın bitkiler adeta kimyagerlere taş çıkartırcasına kimyasal reaksiyonların başlatılması için çok sayıda araya giren maddeler anlamına gelen katalizör türünden özel maddeler kullanabilmekteler. Kimyagerler de malum katalizör olarak platin türü maddeler kullanmak suretiyle ancak birçok kimyasal reaksiyonların oluşturabilmekteler. Mesela bir kimyager 2 hidrojen molekülü 1 oksijen molekülüyle karıştırıp en basitinden katalizör madde olarak kullandığı bir kibriti çakmasıyla bir anda reaksiyon patlamayla ancak su elde edebiliyor. Aslında aktivasyon enerji için dışarıdan başlatılan bir kıvılcıma da gerek duyulmayabiliyor. İcabında bunun yerine oda sıcaklığında platin türü siyahı bir katalizör madde katarakta oksijen ve hidrojenin reaksiyona girmesi pekâlâ sağlanabilir. Bu demektir ki katalizör görevi yapacak olan tüm enzimler kendilerinde değişiklik meydana getirmeyecek şekilde reaksiyon başlatma veya hızlandırma görevi ile yüklenmişlerdir. Bu yüzden enzim yapısında bir protein molekülü protein karakterinde olmayan bir başka molekülle birleşmiş halde bulunabiliyor. Mesela demirin B vitamini ile bir arada bulunması bunun tipik bir örneğini teşkil eder.
Yapılarında protein içermelerinden olsa gerek enzimler ortam şartlarının değişmesinden etkilenirler. Bunlara ilaveten:
-Subsrat yoğunluğu,
-Enzim yoğunluğu,
-Hidrojen iyon yoğunluğu,
-İnhibitör yoğunluğu,
-Temperatür gibi etki faktörlerini de ekleyebiliriz.
Enzimlerin özellikleri:
-Enzimler büyük miktarda substratı ürün hale çevirmek için bünyelerinde bulunan az miktarda katalizör enzim kullanırlar,
-Enzimler katalize ettiği reaksiyondan asla etkilenmezler,
-Bir enzim bir reaksiyonun denge şartlarını etkilemeyecek şekilde hızını artırırlar,
-Enzimler oluşan kimyasal reaksiyonun aktivasyon enerjisini daha düşük seviyeye indirirler. Mesela 1 mol enzim tarafından 1 dakikada içerisinde ürüne çevrilebilen substrat molekül sayısı o enzimin turnover sayısını vermektedir,
-Enzimler en yoğun şekilde mitokondri ve kloroplastlarda bulunur.
Enzimlerin isimlendirilmesi etkiledikleri reaksiyonlara göre şu şekilde isimlendirirler;
-Enzimler etkiledikleri substrata ve katalize ettikleri reaksiyonun türüne göre isimlendirilirler. Genellikle substratın sonuna -az eki getirilir. Örnek: Arginini etkileyen enzim arginaz olarak isim alır,
-Enzimler etkiledikleri bileşik gruplarının adı ile anılırlar. Örnek: Proteinaz ve karbonhidraz enzimleri. Örnek: Proteinaz K enzimi.
-Enzimler katalize ettikleri reaksiyonun tipine göre isimlendirilirler. Örnek: Karboksilaz ve fosforilaz enzimleri.
Enzimler katalize ettikleri reaksiyonun tipine göre ise şöyle sınıflandırılırlar:
-Hidrolitik enzimler. Örnek: Esteraz, karbohidraz ve proteaz,
-Oksidasyon-redüksiyon enzimler. Örnek: Dehidrogenez ve oksidaz,
-Fosforilaz enzimi,
-Transferazlar,
-Karboksilaz enzimi. Örnek: Glutamik-Aspartik Transaminaz,
www.enpolitik.com
-İzomerazlar. Örnek: Aldoz ve ketoz,
-Epimerazlar.
Velhasıl-ı kelam; az gittik uz gittik derken fazla söze ne hacet, işte sizlerde görüyorsunuz ya, enzim dünyasını hep beraber mucizevi bir dünya olduğunu idrak etmiş olduk.
Vesselam.
SELİM GÜRBÜZER
Enzimlerin gerek fotosentez olayında gerekse molekül bağlarının bağlanmasında katkı payı çok büyüktür. Bilindiği üzere kimyasal reaksiyona giren ve çıkan birçok moleküllerden enerji elde etmek için enzimlerin bağlayıcı, parçalayıcı ve çözücü etkisine ihtiyaç vardır. Peki, enzim ihtiyacı iyi hoşta, enzimler sadece bağlayıcı, parçalayıcı ve çözücü etki mi yaparlar? Hiç şüphe yoktur ki tüm bunların yanı sıra proteinlerin sentezine yönelik hücre içerisinde oluşan tüm reaksiyonların başlatıcısı ve hızlandırıcısı olarak da katalizör etkileri söz konusudur. Zaten enzimlerin katalizör etki özellikleri olmasaydı hücre içerisinde cereyan edebilecek bir takım reaksiyonlar için yüksek sıcaklığa ihtiyaç duyulacaktı ki, bu da hücre içerisinde yakıcı bir etki göstereceğinden bir anda DNA zinciriyle birlikte diğer hücre elemanlarının tutuşmasına sebebiyet teşkil edecekti.
Şu da bir gerçek DNA’nın kopyalanma işlemleri de bir takım enzimler marifetiyle gerçekleşmektedir. Şayet çift sarmal halkalı DNA zincirinin kopyalanma, çoğalma ve ayrıştırılma işlemlerini laboratuvar şartlarında oluşturmak istiyorsak bunu ancak hazırlanacak olan hücre ekstraktını sırasıyla DNA izolasyonu, PCR ve denatürasyon işlemleri denen bir süreçte termal döngü cihazında fiziki olarak belli başlı sıcaklık aralıklarında ısıtaraktan hidrojen bağlarını kopartmak suretiyle oluşturabilecektir. Yok, eğer bu işi laboratuvar şartlarında değil de bizatihi canlının hücre yapısı ortamında oluşturulmak istendiği durumlarında hiç kuşku yoktur ki direk olarak doğrudan ısıtmanın diğer hücre organellerine de zarar vereceği muhakkak. Besbelli ki canlının yaratılış kodlarına halel getirecek bu tür doğrudan müdahalelere meydan vermemek için olsa gerek ta baştan hücre ortamında ısı enerjisi yerine kimyasal enerjinin kullanıldığı bir enzim marifetiyle DNA zincirini bir arada tutan hidrojen bağlarının parçalanabileceği bir mekanizmanın kuruluşu öngörülmüştür. Dahası öyle anlaşılıyor ki böylesi mükemmel kurulu bir mekanizma sayesinde ancak ve ancak çift zincirli DNA halkası birbirinden ayrılma işlemleri gerçekleşebiliyor. Hem nasıl gerçekleşmesin ki, baksanıza ortada ateşte pişirilmiş DNA’ya karşılık gelen ayrıştırma işleminin ta kendisi aracı bir rol üstlenilmiş bir enzim marifeti söz konusudur. Öyle ya, nasıl ki Kur’an’da bir ayette geçen yapıştırıcı çamurdan maksat DNA uçlarının yapıştırıcı özelliğine işaretse, aynen burada ki ateşte pişirilmeden maksatta enzim marifetiyle bir tür ısınma diyebileceğimiz bir yöntemle çift zincirli DNA halkasının ayrıştırılıp tek zincir hale düşürülmesine işaret bir durum söz konusudur. Şayet laboratuvar şartlarındaki gibi direk olarak doğrudan DNA zinciri ısıya maruz bırakılmış olunsaydı vay o hücrenin haline, ne ortada DNA çift sarmal halkası kalırdı ne de diğer hücre organelleri. Değim yerindeyse hepsi bir anda tutuşup duman olan organeller olacaklardı. Kelimenin tam anlamıyla enzim moleküllerinin burada üstlendiği misyon; hücre içerisinde girdiği birçok kimyevi reaksiyon faaliyetlerde hücre organellerini tutuşturmaksızın enerji sarfiyatını en asgari seviyelere çekerekten işlemini gerçekleştiriyor olmasıdır. Nitekim Yüce Allah (c.c) bu hususta Kur’an’da “(Allah) insanı ateşte pişmiş gibi bir çamurdan yarattı” (Rahman, 14) diye beyan buyurduğu ayeti kerimeyle enzim marifetinin ‘ateşte pişmiş gibi’ özelliğine işaret edilmekte. İşte enzimin bu söz konusu yakmaksızın katalizör pişirme etki özelliği sayesinde DNA çift sarmal halkası sanki ısıtılmışçasına birbirinden ayrıştırılma işlemleri bu şekilde gerçekleşmiş olur.
Evet, enzimler tıpkı bir anahtarın kilidi açmasında olduğu gibi hücre içerisinde bir takım molekülleri ya parçalayarak ya da birleştirecek tarzda etki yapıp birçok kimyasal reaksiyonun oluşumunu tetikleyip öncülük etmekteler bile. Yani bu demektir ki, her bir enzimin kilit noktada hangi molekülle izdivaç eyleyeceği, hangi molekülle reaksiyona gireceği, ne gibi görevler üstleneceği, kendi başlattığı kimyasal reaksiyonları ne kadar süre içerisinde bitireceği gibi bir dizi işlemler için öncü kuvvet olmakta. Derken enzimlerin bir dizi üstlendiği bu öncülük misyonu atalarımızın değimiyle “Minareyi çalan kılıfını hazırlar” şeklinde iş bitirici öncülük olarak anlam kazanır da. Gerçekten de enzimlerin bu işi bitiriciliklerini başlattıkları ve tetikledikleri bir dizi kimyasal reaksiyonları sağ salim nihayete erdirmeden bulundukları alanlarda pılını pırtısını toplamayıp, yani çekip gitmediklerinden bunu anlayabiliyoruz. Ta ki başlattıkları işleri hal yoluna koyup nihayetlendirirler, işte o zaman bir sonraki görevi üstlenmek için yine orijinal kalıp haliyle oradan ayrılıp çekip gitmekteler. Nitekim bu noktada örnek verecek olursak, mesela Beta-amylase enziminin glikoz elemanlarının nişasta zincirinden kopmasını sağlayaraktan disakkarit maltoz şekerine dönüşümünü icra etmiş olur. Ancak ne ilginçtir ki yaptığı icra işlemlerinde sadece selüloza etki etmediği gözlemlenmiştir. Her neyse, sonuçta enzim hadisesinden anlaşılan o ki her reaksiyonun başlaması veya sonlanması için kendi kalıbına uygun özel enzim görevlendirildiği gibi ayrıca her moleküle özgü çok sayıda enzim çeşidi tahsis edilmiş durumdadır. Madem öyle, enzim deyip es geçmemeli. Hem nasıl es geçebiliriz ki, düşünsenize elimizi açıp kapamamız bile bir takım enzimlerin devreye girmesi faaliyetleri sayesinde gerçekleşmekte. Belli ki canlı organizmalar da oluşan her bir kıpırtı değim yerindeyse kimyasal reaksiyonun fitilini ateşlemek demek olacaktır ki ister istemez bu noktada bir takım enzimlerin devreye girme maharetine ihtiyaç duyulması kaçınılmazdır. Hatta bilimsel çalışmalar neticesinde gelinen noktada hücre içerisinde vuku bulan pek çok hadisenin bir takım enzimler ve mRNA aracılığıyla vuku bulduğu belirlenmiştir. Öyle ki, bu noktada mesela mRNA'nın protein sentezi hadisesini gerçekleştirebilmesi için her beş dakikada bir enzim üretmesi icap eder. Buna mecburlar da. Çünkü üretilen enzimlerin her birinin ömrü yaklaşık 20 saatle sınırlı kalmaktadır. Ki, bu durum 20 saatlik ömür içerisinde bir adet mRNA' dan 240 adet enzim üretileceği manasına gelir. Üstelik bu sayı sadece bir adet mRNA’nın tek başına gerçekleştirdiği bir sayıdır. Dolayısıyla bunun gibi aynı kategoride yer alan 240 adet mRNA’nın çalışmakta olduğunu düşündüğümüzde diğer moleküllerinde ortalama 57.600 enzim imal ettikleri gerçeği ile yüzleşiriz. Hatta genetik kodların kopyalanması, çoğaltılması ve değiş tokuş işlemleri gibi DNA zinciri üzerinde vuku bulan “kes-kopyala-yapıştır” türünden bir dizi işlemlerde birtakım enzimler tarafından gerçekleştirilmekte. Nitekim yukarıdaki satırlarda da belirttiğimiz üzere enzim marifetiyle DNA uçları birleştirileceği zaman diğer DNA parçalarının uçlarına karşı yüksek bir bağlanma eğilimine girer de. Derken enzim marifetiyle gerçekleşen bu yapışkanlık aynı zamanda Kur’an’da zikrolunun “Şüphesiz biz onları yapışkan bir çamurdan yarattık” (Saffat, 11) diye beyan buyrulan ayet-i kerimenin esrarıyla da karşılık bulur. İşte bu ayetin mana ve ruhundan da anlaşılan odur ki insan yaratılış mayasını oluşturan çamur aslında DNA uçlarının birleştirileceğine delalet eden yapışkan çamurdan başkası değildir. Ki, protein sentezi DNA üzerindeki kodlu anlamında yapışkan bilgilerin bir takım enzimler vasıtasıyla önce RNA molekülü üzerine kopyalanması gerekir ki DNA molekülünün yüksek viskozitesinden ve kes-kopyala-yapıştır niteliğine haiz yapışkan uçlar sayesinde yaratılış mucizesi gerçekleşiversin. Zaten bu söz konusu uçlar genetik bilim dalında yapışkan uç olarak nitelenir. Öyle ya madem kes kopyala yapıştır türünden nitelenen yapılan işlemler bile bir takım enzimler aracılığı ve marifetiyle gerçekleşmekte o halde bu demektir ki enzim üzerinde çok daha kafa yormak gerekecektir.
Bilindiği üzere bakterilerin toprağa karışan artık maddelerden tek ayrıştırmadığı madde plastik malzemelerdir. Şayet insanoğlu plastik maddelerin çevreye saldığı kimyasal gazların zararlarından korunmak istiyorsa plastik sanayide kullanılan plastik mamullerinin içerisine enzim türünden bir madde katmayı başarması lazım gelir. Başarıldığı takdirde biliniz ki plastik maddenin güneş ışığının etkisiyle kolayca parçalanıp ayrıştırıldığını, pekâlâ görmek mümkün olabilecektir. Böylece sentetik enzimin keşfiyle birlikte yeni bir teknolojik hamlenin günlük hayatımıza renk katacağı gerçeği ile buluşacağız demektir. Kaldı ki bilimsel çalışmalar sonucunda 600’den fazla enzim çeşidinin var olduğu belirlenmiş olup, hatta her geçen gün bu sayının daha da artacağı ihtimal dâhilindedir. Mesela demir sadece hemoglobin içerisinde değil kas proteinini oluşturan miyoglobin ve daha birçok enzimin yapısında bile bulunabiliyor. Şu da bir gerçek enzim yapısı büyük ölçüde protein içermesine rağmen, hiçbir protein tek başına enzim fonksiyonu icra edememektedir. Mutlaka proteinin enzim hüviyetinde olması gerekmekte. Bu arada enzim faaliyetlerin düzenlenmesinde bir takım hormon ve sinirlerin uyarıcı rol oynadıklarını da unutmamak gerekir.
Koenzim
Bir takım mineral ve vitaminler malumunuz koenzim olarak addedilirler. Bu yüzden koenzimlerden çoğunun esasını vitaminler oluşturmakta dersek yeridir. Dolayısıyla koenzim nedir denildiğinde; verilecek cevapta enzimlerin görev yapabilmesi için protein yapısında olmayan vitamin türü bir madde diye tarif edebiliriz. Şayet koenzim görevi yapan gruplar enzime sıkı bir şekilde yapışık halde konumlanırsalar bu kez prostatik grup olarak isim alırlar. Bilindiği üzere vitaminsizlikten ötürü pellegra, beriberi, iskorbüt (c vitamini eksikliği) ve vitamin eksikliği (vitaminoz) gibi hastalıklar nüksedebiliyor. Mesela uzun deniz seyahatlerine çıkanların iskorbüt hastalığına yakalandığı bilinen bir durumdur. Bu yüzden tayfalar bu hastalıktan korunmak adına limon suyunu ilaç niyetine içerlerdi. Dolayısıyla deniz seyyahları tarih kitaplarında limon sıkıcılar olarak adından söz ettirmişlerdir. Nitekim bu ilacı Portekizli ünlü denizci Vasco De Gama’nın seferleri sırasında yüzlerce denizcinin ölümüne yol açmanın bir arayışı olarak deniz tayfalarınca Madagaskar’da bu ilaç keşfedilmiştir.
Her neyse insanoğlu vitaminlerin sırrını keşfede dursun şu da bir gerçek koenzimsiz de hayat devam edebiliyor. Özellikle insanda genel olarak hidroliz yapan enzimler koenzime ihtiyaç duymadan iş görürler. Örnek mi? Mesela sindirim kanalında iş yapan hidroliz enzimi bunun tipik misalini teşkil eder. Bu örneğin tam zıddı olarak hazır koenzimlerden söz etmişken ise mesela izomerizasyon, grup transferi, okside redüksiyon ve kovalent bağ teşekkülünü sağlayan enzimler de koenzimlerle birlikte iş tutarlar. Madem öyle, koenzimleri de yüklendikleri görevleri itibariyle şöyle sınıflandırabiliriz:
-Hidrojen transferi yapan enzimler,
-Hidrojen dışında ki gruplarda transfer görev yapan enzimler.
Hidrojen transferi yapan enzimler
Bir miktar hidrojen peroksidi (H2O2) arada bir katalizör olmaksızın ısıtıldığında hemen hidrojen ve oksijen bileşenlerine ayrışmadığı, ancak ayrışması için belli bir süreçten geçmesi gerektiği gözlemlenmiştir. İşte bu süreci hızlandırmak adına katalizör bir platin siyahı bir madde eklemek bu iş için yeterli olacaktır. Ya da bir kimyagerin balon içerisine hidrojen ve oksijen gazlarını belirlediği ölçülerde doldurup bir şekilde ortama küçük bir kıvılcım vererekten ateşlemesi birlikte önce büyük bir patlayışa, sonrasında ise su moleküllerini elde etmesi pekâlâ mümkün. İşte kimyagerler bu ve buna benzer deneylerle ter döke dursunlar, şu bir gerçek tabiatta ve canlı hücrelerde an be an yaşanan bu tip bir dizi molekül oluşumlar ve reaksiyonlar hiçte kimyagerler kadar ter dökmeye gerek kalmaksızın yaratılış kodlarına yüklenmiş kimyasal denklem formüllerle çok daha mükemmel yöntemlerle gerçekleştirilmekteler zaten. Kaldı ki canlı hücre âlemi sadece ayrıştırma, parçalama gibi işlemlerle sınırlı değil, aynı zamanda hücreler arası molekül taşıyıcılığı diyebileceğimiz transfer işlemlerinin de yapıldığı bir âlemdir. Bilindiği üzere hidrojenin oksijen üzerinde transferi krebs çemberi üzerinden gerçekleşip, bu olay organizma için son derece hayati önem taşıyan ilk reaksiyon zinciri olarak dikkat çeker. Böylece krebs çemberi üzerinde gerçekleşen solunumla enerjinin açığa çıkma hadisesi bu tür bir dizi hidrojen transferi işlemlerinin neticesi olarak karşımıza çıkmaktadır. Peki, bu noktada enzimler bu işin neresinde denildiğinde hiç kuşkusuz enzimler de bu olayda hem hidrojen atomunun elektronlarını alarak hem mitokondri bünyesinde bulunan düşük potansiyelli moleküllere taşıyıp aktarmak suretiyle bu işin ucundan tutmuş olmaktalar. Her ne kadar bünyelerine hidrojen almak suretiyle indirgenen koenzimler okside duruma geçerken ilk etapta birleşemese de, bilahare hidrojenin oksijene kademe kademe taşınmasıyla birlikte hem su, hem de enerjice yüksek 3 ATP molekülü meydana gelmiş olur. Hidrojen transfer olayının önemini ortaya koyan bir diğer dikkat çeken dönüşüm ise hiç kuşkusuz pürivik asidin laktik aside dönüşüm hadisesidir. Nitekim bu dönüşümün katalizlenmesinde laktat dehidrogenaz enzimin devreyi girmesi birinci derecede etken unsur olarak ortaya çıkıp, bunun akabinde NADH’nin NAD’ye dönüşümü de gerçekleşmiş olur. Derken glikozdan enerji elde etmeye yönelik NAD’nin pozitif olarak yükseltgenmiş halde fosfo glukonat çemberi üzerinde 1 mol glikozun parçalanmasıyla birlikte 6 ATP’lik enerji elde edilmiş olunur. Keza krebs çemberi ve oksidatif fosforilasyon sistemiyle oluşan glikoz yıkımı sonucunda ise 38 ATP’lik enerji açığa çıkmış olunur.
Öyle anlaşılıyor ki; enerji üretimi sadece enerji santrallerine has bir durum olmayıp, aynı zamanda hücre âlemi içerisinde de geçerlilik arz edip üretilebilecek olan bir durumdur. Düşünsenize güneşten gelen ışık bitki hücresinin bünyesinde besine dönüşebiliyor. Belli ki başlangıçta ışık enerjisinin önce besine dönüşmesi, sonra bu besinlerin tüketici olarak bilinen hetetrof canlılara transfer edilme işlemleri sıradan bir devri daim döngü işlemleri gibi gözükmeyip son derece planlanmış belli bir program dâhilinde gerçekleşen devri daim döngü sisteminin marifeti bir iş olarak gözükmekte. Hem nasıl ki günlük hayatta örneklerini gördüğümüz buharla çalışan bir makine buhar basıncına muhtaç, elektrikle çalışan bir motor elektrik enerjisine muhtaç durumdaysa, aynen öyle de hücrelerde vücuda dışarıdan giren besinlerin kimyasal enerjiye çevrilmesi sonucunda açığa çıkan enerjiden yararlanma noktasında ise adenozin trifosfat’a (ATP) muhtaçtırlar. Hele bilhassa ATP’nin yapısında azot içeren adenin ve şekerden meydana gelmiş bir riboz, üç oksijenli fosfat grubu ve bir hidrojen yapıda olması bize sürekli kullanılan yenilenebilir ve enerji taşıyıcı özellikte bir molekül olduğu yönünde izlenimi vermeye ziyadesiyle yetiyor. Derken bu arada bizler de bu enerji taşıyıcılık özelliği sayesinde enerjik bir şekilde hareket edip iri ve diri olmaktayız. Sadece bizler mi, mesela bir balıkta yüzerek denizin keyfini çıkarmakta, bir bitki gülümseyen yüzüyle çiçek açmakta, bir maya hücresi de yıkılmadım ayaktayım dercesine bölünüp çoğalabiliyor pekâlâ.
Evet, maya hücresi de enerjiktir. Dolayısıyla maya deyip es geçmemek gerekir. Lise de fen derslerinde fermantasyon kelimesini çoğumuz duymuşuzdur. Aslında fen dersinde karşımıza çıkan bu kavram ‘mayalanma’ anlamında bir kavramdır. Yani kimyasal bileşimlerin mevcut durumundan daha küçük parçalara dönüşmesi sonucunda ortaya çıkan ürüne mayalanma deriz. Elbette ki bu küçük değişime sebep olan etken faktör bitki ve hayvanlar tarafından üretilen bir takım enzimlerden başkası değildir. Hatta bu noktada mayalar (yeast) enzim üreten tek hücreli bitkiler olarak bilinmektedirler. Dolayısıyla anaerobik bakteriler ve mayalar gibi mikroorganizmalar oksijensiz yaşayıp, enerji ihtiyacını beslendikleri gıdaları bünyelerinde var olan bir takım enzimler sayesinde parçalayarak karşılamaktalar. Mesela glikozun sırasıyla pirüvik aside, alkole veya laktik aside dönüşümüyle açığa çıkan enerji bu kabildendir. Dahası mayalanma olayı “alkolik, asetik ve çürüme” tarzında üç yoldan gerçekleşebiliyor. Sonuçta hangi yoldan gerçekleşirse gerçekleşsin her bir mayalanma hadisesinde kimyasal değişimde rol oynayan ve işi bizatihi enzim üretmek olan tipik mikroorganizma faaliyetinin ta kendisi bir marifet olduğu gerçeğini değiştiremeyecektir. Mesela meyve siropuna (şekerli sos) şekeri fermente eden zymase enzimi işin içine dâhil olduğunda bir anda alkol dönüşümü vuku bulabiliyor. Keza üzüm suyu sirke anası denen bir bakteri sayesinde sirkeye dönüşüp, bu olay da tipik bir asetik mayalanma olarak karşılık bulur.
Bu arada et ve diğer hayvani gıdalar da bir açıkta bırakılmalarıyla mikroorganizma üremesiyle birlikte kontamine olunur ki bu çoğu zaman insan sağlığı açısından risk teşkil etmektedir. O halde yiyeceklerin bozulmaması için bakterilerin üreme fırsatı bulamayacakları soğuk zincir şartlarında veya buzdolabında saklı tutmak ya da konserve haline dönüştürülmesinde her daim fayda vardır elbet. Şu da var ki yediğimiz gıdalar kontamine de olsa sindirilmekte. Mesela tükürük içerisindeki pityalin enziminin nişastayı eriyebilir şeker haline dönüştürmesi bunun ilk tipik basamağıdır zaten. Diğer sindirim basamaklarında ise malum; sindirim sistemi boyunca bir dizi mide, bağırsak, pankreas gibi tüm ara istasyonlarda rol alan enzimler tarafından gerekli dönüşümler yürütülmektedir.
Solunum olayında karbondioksit (CO2) ve suyun (H2O’yun) açığa çıkması glikozun oksijensiz ortamda pirüvik asidin laktik asit üretimi lehine yıkılmasıyla gerçekleşmektedir. Derken bu olay sayesinde oksijenin birçok kimyasal olaylarda aktif hale gelmesi sağlanır. Hakeza hücre içerisinde besinlerin parçalanmasıyla açığa çıkan hidrojenin oksidatif fosforilasyonla yakılıp enerji elde edilmesi de bir başka enerji kaynağını ortaya koymaktadır. Elbette ki bu kaynak mitokondrilerden başkası değildir. Nitekim mitokondrilerin iç kısmındaki krista denilen raflar oksidatif enzimlerin sıralandığı mekânlar olup buralarda son derece ciddi anlamda kimyasal reaksiyonlar sahne almaktadır. Özellikle asetil Koenzim A’nın enzimden enzime geçme aşamalarında reaksiyona giren ürünlerin CO2 ve H2O’ya çevrilmesiyle birlikte kimyasal enerji açığa çıkmaktadır. Böylece bu enerji sayesinde protein sentezi için gereklilik arz eden ATP üretilmiş olur. Bu demektir ki her canlıda bir takım kimyasal reaksiyonlar her an her salise meydana gelebiliyor. Zira kimyasal reaksiyonlar moleküllerin birbiriyle reaksiyona girmesiyle meydana gelir. Fakat bu reaksiyona girme işlemini gerçekleştirebilmek içinde dışarıdan mutlaka bir aktivasyon enerjisine ihtiyaç vardır. Nasıl ki nur topu bir çocuğun dünyaya gelmesi için anne karnında belirli aşamalar kaydedildikten sonra gerçekleşiyorsa suyun meydana gelmesi içinde belli bir aşama süreci gerektirip, akabinde ab-ı hayat su doğmaktadır. Anlaşılan ab-ı hayat için aktivasyon enerjisi zaruridir. Bu enerji olmadan ne kimyasal reaksiyon başlatılabilir ne de başlamış olan reaksiyon hızlandırılması gerçekleşebilir. Rabbü’l Âlemin bu yüzden birçok hayati olaylarda kimyasal reaksiyonların cereyan edebilmesi için canlıyı meydana getiren hücrelerin arasına katalizör görevi ifa edebilecek enzimler yaratmıştır. İşte bu enzimler sayesinde birçok hayati fonksiyonlar işler hale gelmektedir. Dolayısıyla su deyip geçmemeli, o başlı başına bir katalizör rolü oynayan önemli bir can suyudur. Sadece su değil tabi, bunun yanı sıra protein içeren her madde de aynı zamanda katalizör misyonu üstlenmişlerdir. Nitekim bu misyona sahip protein moleküllerine enzim de denilmektedir. Bakın bitkiler adeta kimyagerlere taş çıkartırcasına kimyasal reaksiyonların başlatılması için çok sayıda araya giren maddeler anlamına gelen katalizör türünden özel maddeler kullanabilmekteler. Kimyagerler de malum katalizör olarak platin türü maddeler kullanmak suretiyle ancak birçok kimyasal reaksiyonların oluşturabilmekteler. Mesela bir kimyager 2 hidrojen molekülü 1 oksijen molekülüyle karıştırıp en basitinden katalizör madde olarak kullandığı bir kibriti çakmasıyla bir anda reaksiyon patlamayla ancak su elde edebiliyor. Aslında aktivasyon enerji için dışarıdan başlatılan bir kıvılcıma da gerek duyulmayabiliyor. İcabında bunun yerine oda sıcaklığında platin türü siyahı bir katalizör madde katarakta oksijen ve hidrojenin reaksiyona girmesi pekâlâ sağlanabilir. Bu demektir ki katalizör görevi yapacak olan tüm enzimler kendilerinde değişiklik meydana getirmeyecek şekilde reaksiyon başlatma veya hızlandırma görevi ile yüklenmişlerdir. Bu yüzden enzim yapısında bir protein molekülü protein karakterinde olmayan bir başka molekülle birleşmiş halde bulunabiliyor. Mesela demirin B vitamini ile bir arada bulunması bunun tipik bir örneğini teşkil eder.
Yapılarında protein içermelerinden olsa gerek enzimler ortam şartlarının değişmesinden etkilenirler. Bunlara ilaveten:
-Subsrat yoğunluğu,
-Enzim yoğunluğu,
-Hidrojen iyon yoğunluğu,
-İnhibitör yoğunluğu,
-Temperatür gibi etki faktörlerini de ekleyebiliriz.
Enzimlerin özellikleri:
-Enzimler büyük miktarda substratı ürün hale çevirmek için bünyelerinde bulunan az miktarda katalizör enzim kullanırlar,
-Enzimler katalize ettiği reaksiyondan asla etkilenmezler,
-Bir enzim bir reaksiyonun denge şartlarını etkilemeyecek şekilde hızını artırırlar,
-Enzimler oluşan kimyasal reaksiyonun aktivasyon enerjisini daha düşük seviyeye indirirler. Mesela 1 mol enzim tarafından 1 dakikada içerisinde ürüne çevrilebilen substrat molekül sayısı o enzimin turnover sayısını vermektedir,
-Enzimler en yoğun şekilde mitokondri ve kloroplastlarda bulunur.
Enzimlerin isimlendirilmesi etkiledikleri reaksiyonlara göre şu şekilde isimlendirirler;
-Enzimler etkiledikleri substrata ve katalize ettikleri reaksiyonun türüne göre isimlendirilirler. Genellikle substratın sonuna -az eki getirilir. Örnek: Arginini etkileyen enzim arginaz olarak isim alır,
-Enzimler etkiledikleri bileşik gruplarının adı ile anılırlar. Örnek: Proteinaz ve karbonhidraz enzimleri. Örnek: Proteinaz K enzimi.
-Enzimler katalize ettikleri reaksiyonun tipine göre isimlendirilirler. Örnek: Karboksilaz ve fosforilaz enzimleri.
Enzimler katalize ettikleri reaksiyonun tipine göre ise şöyle sınıflandırılırlar:
-Hidrolitik enzimler. Örnek: Esteraz, karbohidraz ve proteaz,
-Oksidasyon-redüksiyon enzimler. Örnek: Dehidrogenez ve oksidaz,
-Fosforilaz enzimi,
-Transferazlar,
-Karboksilaz enzimi. Örnek: Glutamik-Aspartik Transaminaz,
Selim Gürbüzer / ENZIM DÜNYASI
-İzomerazlar. Örnek: Aldoz ve ketoz,
-Epimerazlar.
Velhasıl-ı kelam; az gittik uz gittik derken fazla söze ne hacet, işte sizlerde görüyorsunuz ya, enzim dünyasını hep beraber mucizevi bir dünya olduğunu idrak etmiş olduk.
Vesselam.