Serbest ve immobilize enzimler arasındaki temel fark, serbest enzimlerin herhangi bir substrata bağlı olmayan enzimler olmaları, oysa immobilize enzimlerin bir yerden diğerine hareket edememeleridir.
Sindirim, solunum ve boş altım gibi vücudumuzdaki bazı önemli işlevler için süreci hızlandırabilecek kimyasallara ihtiyacımız var. Bu kimyasallar enzimler olarak bilinir. Bu enzimlerin tüm canlılarda önemli görevleri vardır ve bu nedenle tüm biyolojik süreçleri yönetirler.
Enzimler proteinlerdir. Katalitik yetenekleri vardır. Genellikle hücrelerin içindeki metabolik süreçler enzimler tarafından gerçekleştirilir. Bazen belirli bir işlem için ihtiyaç duyduğumuz bir dizi enzim vardır. Katalitik proseste enzimin etki ettiği maddeye substrat adı verilir. Bir enzim, bir substratı ürünler olarak adlandırılan bir veya daha fazla başka maddeye dönüştürebilir.
Serbest Enzimler nelerdir?
Serbest enzimler, herhangi bir substrat molekülüne bağlı olmayan enzimlerdir. Bir enzimi içeren bir katalitik reaksiyon, enzimin bir substrat ile bağlanması yoluyla ilerler. Bir enzim üzerinde, substratın ona bağlanmasına izin veren aktif bir bölge vardır. Bu nedenle kataliz, esas olarak aktif bölgede düzenlenen amino asit yan zincirlerinin aktivitesine bağlıdır. Enzim-substrat kompleksi, kataliz reaksiyonunun ara ürünü olarak adlandırılır.
Şekil 1: Glikozidaz Enziminin Bir Görüntüsü
Daha da önemlisi, substrat enzimin aktif bölgesiyle eşleşen bir şekle sahip olmalıdır; aksi halde bağlanmaz. Bu nedenle, substrat, belirli bir enzime uymalarına izin veren belirli bir yapıya sahiptir. Enzim, substrata bağlanması için bir yüzey sağladığında, reaksiyonun aktivasyon enerjisi azalır. Substratın bağlanmasından sonra ara ürünü oluşturur ve bu ara üretim aşamasına geçiş durumu adı verilir. Bu aşamada, enzimin yapısı sabit kalırken substratın kimyasal yapısının değiştiği bağ kopmaları ve bağ oluşumları meydana gelir. Ürünler oluştuktan sonra bu ürünler enzimin aktif bölgesine uymayan bir şekle sahiptir ve bu nedenle ürünler enzimden salınır. Bundan sonra, benzer ürünler vermek üzere diğer substratlarla tekrar bağlanabilen serbest enzimi gözlemleyebiliriz. Aynı şekilde katalitik döngü de devam ediyor.
Hareketsizleştirilmiş Enzimler nelerdir?
Hareketsizleştirilmiş enzimler, inert bir malzemeye bağlanan enzimlerdir. Bu enzimler bir yerden başka bir yere hareket edemezler. Genellikle enzimin bağlı olduğu malzeme inerttir ve çözünmezdir, örn. Kalsiyum klorür varlığında sodyum aljinat çözeltisi ve enzim çözeltisi karışımından üretilen kalsiyum aljinat. Bir enzimin immobilizasyonu, pH değişikliklerine ve sıcaklık değişikliklerine karşı artan direnç sağlayabilir. Ayrıca reaksiyonun sonuna kadar enzimin tek bir yere bağlanmasını sağlar. Bu nedenle enzimi ürünlerden kolayca ayırarak bir reaksiyonda tekrar kullanabiliriz.
Kolaylık (bir reaksiyon gerçekleştirmek için az miktarda enzim yeterlidir), ekonomi (biyokatalizörü geri dönüştürmek kolay) ve stabilite (tipik olarak, bu tür enzimlerin serbest enzimden daha iyi bir termal ve operasyonel kararlılık.
Şekil 02: Enzimlerin Hareketsizleştirilmesi için Aljinat Jel
Bir enzimi immobilize etmek için afinite etiketi bağlama, cam, aljinat boncuklar veya matris üzerine adsorpsiyon, yakalama, çapraz bağlama yöntemi, kovalent bağlanma vb. içeren farklı yöntemler kullanabiliriz.
Serbest ve Hareketsizleştirilmiş Enzimler Arasındaki Fark Nedir?
Serbest ve immobilize enzimler, enzimlerin iki farklı aşamasıdır. Serbest ve immobilize enzimler arasındaki temel fark, serbest enzimlerin herhangi bir substrata bağlı olmayan enzimler olmalarıdır, oysa immobilize enzimler bir yerden diğerine hareket edemezler.
Aşağıdaki tablo, serbest ve hareketsiz enzimler arasındaki daha fazla farkı listeler.
Özet – Serbest ve Hareketsizleştirilmiş Enzimler
Enzimler proteinlerdir. Biyolojik süreçlerde faydalı olan çeşitli farklı enzimler vardır. Bir enzim, ürünler vermek için bir substrat ile bağlanır. Substrat bağlı olmadığında, enzim “serbest” durumdadır. Ayrıca, ticari amaçlar için bir enzimi hareketsiz hale getirebiliriz. Serbest ve immobilize enzimler arasındaki temel fark, serbest enzimlerin herhangi bir substrata bağlı olmayan enzimler olmalarıdır, oysa immobilize enzimler bir yerden diğerine hareket edemezler.
