"Tüm dehidrasyon reaksiyonlarında enzim kullanılır." ifadesi ne kadar doğru?

Tekrardan selamlar! Yine lise müfredatının hızlıca geçtiği bir konu. Kafanın karışması çok normal. Burada dehidrasyon tepkimesi derken muhtemelen biyolojiden bahsettin, fakat eğer kimyadan söz ettiysen bu söze yanlış diyebiliriz. Ama biyolojiyse neredeyse doğru bir ifade. Bu ifade biyolojide sıkça yapılan 'genelleme' hatalarından biridir ve aslında biyolojik bağlam ile kimyasal bağlam arasındaki farkı görmezden gelir. Soruna moleküler biyokimya perspektifinden şu şekilde açıklık getirebiliriz:

Şimdi öncelikle dehidrasyon tepkimesi, bir molekülden su çıkışı ile gerçekleşen tepkimelerdir.

Bu tepkimeler iki ana bağlamda görülür:

- Kimyasal (organik / inorganik) dehidrasyon

- Biyolojik (metabolik) dehidrasyon

Önce kimyaya bakalım. Laboratuvar ve endüstriyel kimyada yapılan dehidrasyonların çoğunda enzim yoktur.

Örnek olarak = > Alkol → Alken + H₂O (H₂SO₄, ısı kullanılır), karbonhidratların asitle parçalanması, kondenzasyon tepkimeleri (bazıları) vs. Bunlarda asit, baz, ısı ve katalizör vardır fakat enzim yoktur. Kimya açısından yanlış diyebiliriz.

Ama sen muhtemelen biyolojiden söz ettin. Hadi ona da bakalım:

Teorik olarak, iki monomerin birleşip bir su molekülü açığa çıkarması (dehidrasyon sentezi), uygun sıcaklık, basınç ve pH koşullarında enzim olmadan da gerçekleşebilir. Ancak buradaki kritik nokta reaksiyon hızı ve aktivasyon enerjisidir. Canlı sistemlerde, dehidrasyon reaksiyonlarının (örneğin peptit bağı oluşumu veya glikozit bağı sentezi) aktivasyon enerjisi çok yüksektir. Hücre sıcaklığında bu bariyeri aşmak ve reaksiyonu hayatın devamlılığını sağlayacak bir hızda gerçekleştirmek için enzimler şarttır. Lakin işin içine istisnalar girdiğinde durum değişir:

Ribozimler: Protein sentezi sırasında amino asitler arasında peptit bağlarının kurulmasını sağlayan (bir dehidrasyon tepkimesidir) peptidil transferaz aktivitesi, bir protein enziminden değil, bizzat rRNA'dan (ribozim) kaynaklanır. Yani her zaman 'protein yapılı bir enzim' kullanılmaz.

Abiyotik Koşullar: Yaşamın başlangıcına dair hipotezlerde, yüksek enerjili ortamlar enzimsiz dehidrasyonların gerçekleşebileceğini öngörür.

Özet geçeyim. Canlı bir hücrenin normal metabolik döngüsü içinde gerçekleşen tüm dehidrasyonlarda bir katalizör (genelde enzim, bazen RNA) kullanılır evet ama kimyasal olarak enzim olmadan dehidrasyon gerçekleşmesi imkansız değildir, sadece biyolojik sistemler için çok yavaştır. Mesela bir kağıdı yakmak için bir çakmak (enzim) kullanırsın ve saniyeler içinde yanar. Ama o kağıdı güneşin altında bırakırsan, belki yıllar sonra kendiliğinden oksitlenip bozulabilir. İkisi de yanmadır, ama biri hayatın akışına uygun hızdadır, diğeri değildir. Burada da durum aynı. Bu yüzden ifade biraz düzeltilmeli:

“Canlılarda gerçekleşen dehidrasyon reaksiyonları enzimlerle katalizlenir.” diyorsak, evet doğrudur.

Ama eğer genel bir ifade ise:

“Tüm dehidrasyon reaksiyonlarında enzim kullanılır.” → Yanlış.

Umarım aradığın cevap budur. Yardımcı olabildiysem ne mutlu bana!

^{Kaynakça: [1][2][3]}