Soru

Zorluk: Çok zorEnzimler

Enzimatik bir reaksiyonda, reaksiyon ortamının koşullarındaki değişimlerin reaksiyon hızı ve enzim-substrat etkileşimi üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla bir deney tasarlanmıştır. Bu deneyde elde edilen bulgular şunlardır:

* Sıcaklık 60C60^\circ\text{C}'ye çıkarıldığında reaksiyon tamamen durmuş, sıcaklık tekrar optimum düzeye (35C35^\circ\text{C}) getirildiğinde ise reaksiyonun yeniden başlamadığı gözlenmiştir.
* Ortama enzim aktivitesini artıran bir kofaktör (Mg2+Mg^{2+}) eklendiğinde, tepkimenin başlaması için gereken aktivasyon enerjisi miktarının azaldığı ancak reaksiyonun serbest enerji değişiminin (ΔG\Delta G) sabit kaldığı belirlenmiştir.
* Substrat miktarı sürekli artırılırken, sınırlı miktarda enzim içeren ortama reaksiyon hızını azaltan reversibl (tersinir) bir inhibitör eklenmiş ve bir süre sonra reaksiyon hızının maksimum seviyeye ulaşabildiği gözlenmiştir.

Buna göre, bu deneysel bulgularla ilgili olarak ileri sürülen;

I. Yüksek sıcaklık, enzimin üç boyutlu yapısını bozarak aktif merkezinin substrat ile anahtar-kilit uyumu göstermesini engellemiştir ancak peptid bağlarını yıkmamıştır.
II. Mg2+Mg^{2+} kofaktörü, reaksiyonun başlaması için gereken aktivasyon enerjisini düşürerek tepkimenin yönünü ve dengesini değiştirmiştir.
III. Kullanılan reversibl inhibitör, enzimin aktif merkezine substrat ile yarışmalı (kompetitif) olarak bağlandığı için yüksek substrat derişiminde inhibisyon etkisi ortadan kalkmıştır.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız II
  3. C
    I ve II
  4. I ve IIICevap
  5. E
    I, II ve III

Cevap

I ve III
Doğru yanıt olan 'I ve III' seçeneği, yüksek sıcaklıkta enzimlerin üç boyutlu (tersiyer) yapısının bozulup peptit bağlarının korunduğunu ve yarışmalı inhibitörlerin etkisinin yüksek substrat derişimiyle baskılanarak reaksiyonun maksimum hıza ulaşabileceğini doğru bir şekilde ifade eder.

Adım Adım Çözüm

1
Birinci bulguyu analiz etmek.
Sıcaklığın 60C60^\circ\text{C}'ye çıkarılması enzimin üç boyutlu yapısını geri dönüşümsüz olarak bozmuştur (denatürasyon). Bu durum aktif merkezin yapısını değiştirerek substratın bağlanmasını engeller. Ancak denatürasyon sırasında yalnızca hidrojen bağları ve zayıf etkileşimler kopar; kovalent peptit bağları korunur. Dolayısıyla birinci öncül doğrudur.
Sıcaklığın protein yapılı enzimler üzerindeki yapısal etkilerini belirlemek.
2
İkinci bulguyu analiz etmek.
Enzimler ve kofaktörler reaksiyonun başlaması için gerekli olan aktivasyon enerjisini düşürür. Ancak reaksiyonun yönünü, kimyasal dengesini (denge sabitini) veya net serbest enerji değişimini (ΔG\Delta G) kesinlikle değiştiremezler. Bu nedenle ikinci öncül yanlıştır.
Enzimlerin ve yardımcı kısımların termodinamik parametreler üzerindeki etkilerini değerlendirmek.
3
Üçüncü bulguyu analiz etmek.
Sınırlı enzim bulunan bir ortamda, ortama reversibl bir inhibitör eklendiğinde reaksiyon hızının substrat artışıyla tekrar maksimum seviyeye ulaşabilmesi, inhibitörün aktif merkeze substratla yarışmalı (kompetitif) olarak bağlandığını gösterir. Substrat derişimi çok yüksek düzeye ulaştığında, enzimlerin aktif merkezine inhibitör yerine substratın bağlanma olasılığı artar ve inhibisyon etkisi ortadan kalkar. Dolayısıyla üçüncü öncül doğrudur.
İnhibitör tiplerinin enzim kinetiği ve substrat derişimi ile ilişkisini saptamak.

Anahtar Kavram

Enzimlerin yapısı, denatürasyon, kofaktörlerin işlevi, inhibitör tipleri (yarışmalı inhibitör) ve enzimlerin reaksiyon kinetiği/termodinamiği üzerindeki etkileri.
Tahmini Süre:2m 30s
Bu soruyu puanla

Konular