Hayat Boyu Çalışan Mucize Makine: Enzim

Enzim Teknolojisi

Günümüzde doğadan esinlenilerek geliştirilen pek çok teknoloji vardır. Bir gözün özelliklerine göre kamera ve fotoğraf makineleri geliştirilmiş, yusufçukların yapısı örnek alınarak helikopterler tasarlanmıştır. Doğada teknolojiye ilham veren çok fazla şey bulunur.

Ancak doğada öyle şeyler vardır ki, bunları günlük hayatta doğrudan kullanırız. Bunlara bir örnek, enzimlerdir. Enzimler, doğada bizlere hazır olarak sunulmuşlardır ve endüstride doğrudan kullanılırlar. Peki bu nasıl gerçekleşir? Bunun cevabını uzakta aramanıza gerek yoktur: Her gün evlerde kullanılan çamaşır deterjanı, enzimlerin varlığı sonucu geliştirilmiş endüstriyel bir üründür. Çamaşır deterjanlarında kullanılan enzimlerin başında proteazlar gelmektedir. Bu enzimlerin varlığı önemlidir, çünkü bilindiği gibi proteazlar sindirimde proteinleri parçalayan enzimlerdir. Dolayısıyla giysinizdeki bir protein lekesini de kolaylıkla çıkarabilecektir. Çim, kan, yumurta gibi lekeler bu enzimlerin yardımı ile ortadan kaldırılmaktadır. Söz konusu leke yapıcı maddeler genellikle giysilerin lifleri arasında sıkıca yapışma eğilimindedirler. Bu enzimler, bir çeşit tutkal gibi iş görüp, onları bulundukları yerden çıkartmaktadırlar.

Deterjanlarda aynı zamanda yağları parçalayan lipaz enzimi de görev yapmaktadır. Bunlar da, tahmin edileceği gibi yağ lekelerini ortadan kaldırırlar. Giysi üzerinde buldukları yağ moleküllerine bağlanır, onları parçalar ve onları amino asit parçalarına dönüştürürler.

Enzimler aynı zamanda tekstil alanında da kullanılmaktadır. Pamuk ve pamuk karışımı kumaşların dokunması sırasında, dokumayı oluşturan uzun iplikler, yapışkan bir madde ile kaplanmaktadır. Bunun amacı dokuma sırasında iplerin kopmasını engellemektir. Bu işlem için kullanılan madde ise nişasta ve nişasta türevleridir. Ancak dokuma işlemi bittikten sonra kumaşın diğer işlemlere girebilmesi için nişastadan arındırılması gerekmektedir. Bu işlem aslında asitler, bazlar, oksitleyici maddeler gibi güçlü kimyasal maddelerle yapılabilir. Ancak günümüzde bunlara gerek kalmadan bu işlem enzimler sayesinde kolaylıkla yapılabilmektedir. Amilaz, kumaşa zarar vermeden kumaştaki nişastayı hemen parçalayabilir. Bu işlemde enzim kullanılmasının bir üstünlüğü de, enzimin çevreye zararsız oluşudur. İşlem sonucunda ortaya çıkan atık sular, çevreye daha uyumlu olur.

Tekstilde aynı zamanda kumaşların parlatılmasında da enzimlerden faydalanılmaktadır. İpliğin üzerinde oluşan tüyler, yani fibrinler, enzimler tarafından parçalanıp ortadan kaldırılmaktadır. Yine boyanmadan önce hidrojen peroksit tarafından ağartılan kumaşlar için de katalaz enzimi kullanılır. Hatırlanabileceği gibi katalaz, oldukça büyük bir hızla hareket eden bir enzimdir. İşte bu nedenle enzimin çok az bir miktarı bile, hidrojen peroksiti ortadan kaldırmaya yetmektedir.

Enzimler tüm bunların dışında, şeker, hayvan yemi, meyve suyu, kağıt ve deri endüstrisi gibi alanlarda da yoğun olarak kullanılmaktadır. Örneğin meyve suyu yapımında, özellikle elma suyu üretiminde çeşitli sorunlarla karşılaşılmaktadır. Bu durum özel enzimler yardımıyla çözülebilmektedir. Elma suyu, içinde büyük miktarda nişasta içeren bir meyve suyudur. Eğer berrak meyve suyu elde etmek isteniyorsa, nişastanın parçalanması gerekmektedir. İşte bu sorun, nişasta parçalayıcı enzimlerin devreye girmeleri ile çözülür.

Peki enzimler doğadan nasıl elde edilir? Bunun için Allah'ın doğada yarattığı çok büyük bir imkan vardır: Mikroorganizmalar. Tek bir mikroorganizma 1000'den farklı enzim çeşidine sahiptir. Bu, insanlığa endüstriyel alanda sunulmuş büyük bir nimettir. Bilim adamları, farklı enzim çeşitlerine ulaşabilmek için dünyanın farklı bölgelerinden çeşitli mikroorganizmalar toplamakta ve onları incelemektedirler. İstenilen işi yapan enzim bulunana kadar mikroorganizmalar üzerindeki bu araştırmalar devam etmektedir. İstenilen enzim bulunduğunda ise, organizma genetik olarak değiştirilmekte ve istenilen enzimi çok daha fazla miktarda üretmesi sağlanmaktadır. Daha sonra mikroorganizma fermente edilerek bu enzimler açığa çıkmaktadır. Fermente sonucunda oluşan atıklar da gübre olarak değerlendirilebilmektedir.91 Bunun dışında bitkilerden, büyükbaş hayvanların pankreasından, tavuk ve sığırların sindirim organlarından da enzimler elde edilebilmektedir.

İnsan, bilgi ve teknoloji kullanarak, tüm bunları gerçekleştirmenin yollarını bulabilmek için oldukça fazla çaba harcamıştır. Örneğin sadece nişastanın ayrıştırılması için oldukça sert şartlara ihtiyaç duyulmuş, çok fazla sayıda kimyasal madde kullanılmış, endüstriyel ürün üzerinde istenen sonuç tam olarak elde edilemediği gibi, atık maddeler de genellikle zehirli olmuştur. Ancak enzimler, adeta sadece bu görevle sorumlu birimler gibi, olay yerine girip, ilgili maddeyi bulup, onu tam anlamıyla ortadan kaldırmaktadırlar. Geriye, bu maddeyi oluşturan amino asitleri ve diğer küçük maddeleri bırakırlar ki bunlar da doğaya canlıların yapıtaşları olarak geri dönerler. Hiçbir insan, hiçbir teknoloji, bir proteine, sadece tek bir maddeye yönelerek onu parçalama özelliği veremez. Bir kumaşın üzerinde, sadece tek bir yağ molekülüne saldırması gerektiğini öğretemez. Onu, tam insanların ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde belirli ısı aralıklarında çalışır hale getiremez. Yaptığı iş sonucunda atıklarından fayda elde edilebilecek bir hale getiremez. İnsan, bir proteini, onu oluşturan amino asitlerin doğru sırada dizilimini bile meydana getirememiştir. Dolayısıyla, tüm bunları gerçekleştirmek için doğada hazır bulunan, kendisinin ve diğer tüm insanların hizmetine sunulmuş olan enzimleri kullanır. Onu, incelediği mikroorganizmaların içinde hazır bulabilir. Daha da araştırdıkça, daha fazla enzimle karşılaşır. Hayatını kolaylaştıracak çok önemli bir yardımcı, kolaylıkla, her yerde ulaşabileceği mikroorganizmaların içinde paketlenmiş bir hediye gibi kendisine sunulmuştur.

Bu nimet, Allah'ın ikramıdır. İnsanlara karşılıksız sunulmuştur. Bir kolaylık, bir güzellik, bir nimet olarak verilmiştir. Onları mikroorganizmalarda var eden de, onlara kendilerine has özellikler veren de, onları keşfettiren, üzerlerinde araştırma yapacak yeteneği, bilgiyi, imkanı veren de Allah'tır.

Göklerde ve yerde ne varsa O'nundur, itaat-kulluk da (din de) sürekli olarak O'nundur. Böyleyken Allah'tan başkasından mı korkup-sakınıyorsunuz? Nimet olarak size ulaşan ne varsa, Allah'tandır, sonra size bir zarar dokunduğunda (yine) ancak O'na yalvarmaktasınız. (Nahl Suresi, 52-53)

Dipnotlar

91. Bilim ve Teknik, Tubitak Yayınları, Ekim 1999, sf. 74-80