Mide asitliği
Mide özsuyu çok asidiktir (pH yaklaşık 2). Tükürükteki amilaz midede etkinliğini yitirir. Pepsin ise bu asidik ortamda en iyi çalışır. Mide asitliğini değiştiren beslenme alışkanlıkları sindirimi etkileyebilir.
Tema 1 · Yaşam
pH ve Sıcaklığın Enzim Aktivitesine Etkisi
Amaç: pH ve sıcaklığı değiştirerek enzim aktivitesinin nasıl değiştiğini ölçmek, optimum koşulları bulmak ve aşırı koşullarda enzimin yapısının bozulduğunu (denatürasyon) gözlemlemek.
Optimuma yakın koşullar.
%100Bağıl aktivite
%100Bozulmamış enzim
0Son 10 saniyede oluşan ürün
pH 7 · 37 °CBu enzimin optimumu (yaklaşık)
2 Canlı grafikler
Taze enzim (beklenen eğri)
Şu anki enzim (kalıcı hasar varsa)
● Şu anki koşul
Yapının bozulduğu bölge
Sıcaklık–aktivite grafiği (o anki pH değerinde).
pH–aktivite grafiği (o anki sıcaklıkta).
Eğriler, ders kitaplarındaki genel eğri biçimlerini gösteren bir modelden çizilmiştir. Gerçek ölçümler enzimin kaynağına ve deney koşullarına göre değişir. Simülasyonda zaman hızlandırılmıştır.
3 Ölçüm tablosu
Bir değişkeni değiştirirken diğerini sabit tut. Örneğin sıcaklığı 37 °C'de bırakıp pH'ı 2, 4, 6, 7, 8, 10 ve 12 yaparak ölçüm kaydet. Gerçek deneyde her tüpe taze enzim konduğu gibi, her ölçümden önce “Yeni enzim çözeltisi” düğmesine bas.
| # | Enzim | pH | Sıcaklık (°C) | Bağıl aktivite (%) | Durum |
|---|---|---|---|---|---|
| Henüz ölçüm yok. | |||||
4 Günlük yaşamla bağlantı
Peynir ve yoğurt mayalanması
Mayalanmada sütteki değişimleri mikroorganizmaların ve mayanın enzimleri yapar. Süt çok sıcakken maya katılırsa enzimler zarar görür, süt soğuksa mayalanma çok yavaşlar. Bu yüzden süt ılıkken mayalanır.
Gıdaların saklanması
Buzdolabında enzimlerin ve mikroorganizmaların etkinliği yavaşlar, bu yüzden besinler daha geç bozulur. Pişirme ve haşlama ise birçok enzimi kalıcı olarak bozar.
Hamurun mayalanması
Ortam soğuksa mayadaki enzimler yeterince çalışamaz ve hamur kabarmaz. Enzimler en iyi optimum koşullarda çalışır.
Bu düğmeler yalnızca sıcaklık ya da pH değerini ayarlar. Seçili enzimle aynı ilkeyi görmeni sağlar.
5 Ne gözlemledin?
Enzimler protein yapılı biyolojik katalizörlerdir. Her enzim belirli bir sıcaklık ve pH değerinde en hızlı çalışır; bu değerlere optimum denir. Optimumdan uzaklaştıkça aktivite azalır.
Düşük sıcaklıkta moleküller yavaş hareket ettiği için enzim ile substratın karşılaşması azalır ve aktivite düşer. Enzimin yapısı bozulmadığı için sıcaklık yükselince aktivite geri gelir. Yüksek sıcaklık ve optimumdan çok uzak pH ise enzimin üç boyutlu yapısını ve aktif bölgesini bozar (denatürasyon). Bu durumda substrat aktif bölgeye bağlanamaz; koşullar düzeltilse de aktivite geri gelmez.
Substrat aktif bölgeye bağlanırken aktif bölge substrata uyacak biçimde biraz şekil değiştirir (indüklenmiş uyum). Bunu modelde aktif bölgenin daralmasıyla görebilirsin.
6 Sorular
- Katalaz seçiliyken sıcaklığı 37 °C'den 5 °C'ye düşür, sonra yeniden 37 °C'ye çıkar. Ardından aynı şeyi 70 °C ile dene. İki durumda aktivite neden farklı davrandı?
- Tükürükle karışan nişastanın sindirimi midede neden durur? Amilaz ve pepsinin pH–aktivite grafiklerini karşılaştırarak açıkla.
- pH'ın amilaz aktivitesine etkisini incelemek için bir deney tasarlıyorsun. Bağımsız değişken, bağımlı değişken ve sabit tutulması gereken değişkenler nelerdir?
Cevap anahtarı (öğretmen için)
- 5 °C'de moleküllerin hareketi yavaşlar ve enzim–substrat karşılaşması azalır, bu yüzden aktivite düşer. Enzimin yapısı bozulmadığından 37 °C'ye dönünce aktivite geri gelir. 70 °C'de ise enzim denatüre olur, aktif bölgenin şekli bozulur. Soğutulsa da eski yapısına dönemez ve aktivite geri gelmez.
- Tükürük amilazının optimum pH'ı nötre yakındır (yaklaşık 7). Midede pH yaklaşık 2'dir ve bu değerde amilazın aktivitesi neredeyse sıfıra iner, çünkü yapısı bozulur. Pepsinin optimumu ise asidik ortamdadır (yaklaşık pH 2). Bu yüzden midede pepsin çalışır, amilaz çalışmaz.
- Bağımsız değişken pH'tır. Bağımlı değişken enzim aktivitesidir (birim zamanda harcanan substrat ya da oluşan ürün miktarı). Sabit tutulması gerekenler: sıcaklık, enzim ve substrat miktarı, çözelti hacmi ve ölçüm süresi. Ayrıca enzim eklenmemiş bir kontrol tüpü kullanılmalıdır.