Enzimler, canlı hücrelerde gerçekleşen biyokimyasal reaksiyonları hızlandıran biyolojik katalizörlerdir. Genellikle protein yapısındadırlar ve reaksiyonlara girmeden, reaksiyonların daha hızlı ve verimli bir şekilde gerçekleşmesini sağlarlar. Her enzim, belirli bir reaksiyonu veya reaksiyon grubunu katalize eder, bu da onları oldukça özgül kılar.
Enzimler, bir reaksiyonun aktivasyon enerjisini düşürerek çalışırlar. Aktivasyon enerjisi, bir reaksiyonun başlaması için gereken minimum enerji miktarıdır. Enzimler, reaksiyona giren moleküller (substratlar) ile geçici olarak bağlanarak, reaksiyonun geçiş halini stabilize eder ve aktivasyon enerjisini azaltır.
Enzimlerin yapısında, aktif bölge olarak adlandırılan, substratın bağlandığı özel bir bölge bulunur. Bu bölge, enzimin özgüllüğünü belirleyen önemli bir faktördür. Substrat, aktif bölgeye bağlandığında, enzim-substrat kompleksi oluşur. Bu kompleks, reaksiyonun gerçekleşmesini sağlar ve sonunda ürünler serbest bırakılır.
Enzimlerin aktivitesi, çeşitli faktörlerden etkilenir. Bu faktörler, enzimin yapısını veya substratla olan etkileşimini değiştirerek, reaksiyon hızını artırabilir veya azaltabilir.
Sıcaklık, enzim aktivitesini önemli ölçüde etkileyen bir faktördür. Genellikle, sıcaklık arttıkça enzim aktivitesi de artar, çünkü moleküllerin kinetik enerjisi artar ve substratla daha sık çarpışırlar. Ancak, her enzimin optimum bir sıcaklığı vardır. Bu sıcaklığın üzerinde, enzimlerin yapısı bozulmaya başlar (denatürasyon) ve aktivitesi azalır.
pH, enzimin yapısını ve aktif bölgesindeki iyonlaşmayı etkileyerek enzim aktivitesini etkiler. Her enzimin optimum bir pH değeri vardır. Bu değerin altında veya üstünde, enzimin yapısı bozulabilir ve aktivitesi azalabilir.
Substrat konsantrasyonu arttıkça, enzim aktivitesi de artar, çünkü enzim molekülleri substratla daha sık karşılaşır. Ancak, belirli bir noktadan sonra, enzimlerin tüm aktif bölgeleri substratla dolduğunda, reaksiyon hızı daha fazla artmaz. Bu noktaya maksimum hız (Vmax) denir.
İnhibitörler, enzimlerin aktivitesini azaltan veya tamamen durduran maddelerdir. İnhibitörler, enzimin aktif bölgesine bağlanarak substratın bağlanmasını engelleyebilir veya enzimin yapısını değiştirerek aktivitesini azaltabilir.
Bazı enzimlerin çalışması için, kofaktör veya koenzim olarak adlandırılan ek moleküllere ihtiyaçları vardır. Kofaktörler, genellikle metal iyonlarıdır (örneğin, demir, çinko, magnezyum). Koenzimler ise, genellikle organik moleküllerdir (örneğin, vitaminler). Bu moleküller, enzimin aktif bölgesine bağlanarak veya enzimin yapısını stabilize ederek, enzim aktivitesini artırırlar.
