enzim

					 Enzim & Koenzim

   Febrika Wediasari ,dr
   Marisa Anggraini, dr
Prof. Dr. Zainal Nang Agus
           ENZIM & KOENZIM

 Tujuan Instruksional Umum :
     Memberikan pemahaman tentang struktur, sifat,
      peran & mekanisme kerja enzim & koenzim
      dalam proses metabolisme zat, obat, & senyawa
      xenobiotik, serta pengaruhnya dalam kejadian
      suatu penyakit metabolik.
                         Koenzim

 Contoh:
     Reaksi oksidasi-reduksi
         Ketika molekul substrat dioksidasi maka koenzim
          direduksi
 Fungsi:
     Pada reaksi enzimatik, koenzim berperan sebagai
      pengikat gugus yang akan di pindahkan (Group
      Transfer Reaction)
                          Koenzim

 Molekul organik non protein yang di perlukan
  untuk aktivitas enzim
 Koenzim + Apoenzim  holoenzim/enzim
 Ada 2 :
      Terikat secara lemah (ikatan non kovalen)
      Terikat secara kuat (ikatan kovalen/prostetik)
 Sebagian besar merupakan derivat B kompleks.
 Sifat : tahan panas (tidak rusak akibat
  pemanasan)
 Berbeda dengan apoenzim; protein akan
  rusak bila dipanasi (denaturasi)  enzim
  kehilangan aktivitas biologiknya
 Koenzim sebagai substrat kedua sebab
  degradasi molekul substrat  sehingga harus
  diimbangi perubahan molekul koenzim.
 Enzim oksidoreduktase berperan pada proses
  biosintesis reduktif ( contoh:sintesis asam
  lemak &steroid) pada reaksi ini perlu
  NADP (sebagai koenzim reduktan)
     Biosintesis oksidasi glukosa (glikolisis)
     Beta oksidasi asam lemakperlu NAD
 Banyak enzim yang perlu koenzim kecuali
  enzim pencernaan.
                     Klasifikasi

 Koenzim untuk gugus transfer H+
     NAD, NADP, FMN, FAD, Asam lipoat &
      koenzim Q
 Koenzim untuk transfer gugus selain H
     Fosfat, KOA, tiamin, pirofosfat, piridoksal
      fosfat, asam folat, biotin, B12.
      Kerja Enzim Laktat Dehidrogenase & Koenzim
      NAD


         OH

                                  O
         CH           O                       O
                                      C
H3C             C                         C
                            H3C           O
                O

                NAD         NADH
 Pada reaksi dehidrogenasi terlihat
  pemindahan gugus hidrogen
 Diperlukan gugus pengemban ion H yaitu
  koenzim NAD.
 Sebelum reaksi berlangsung:
     NAD direduksi NADH
     Laktat dioksidasi piruvat
                       Enzim

 Merupakan molekul yang mendukung
  kehidupan
 Peran:
     Mempercepat berlangsungnya reaksi kimia
      dalam tubuh (biokimia)
 Dengan enzim reaksi berlangsung lebih
  cepat biokatalisator
 Bila kurang atau tidak adapenyakit.
           Tata Cara Penulisan IUB System


 Tata cara penulisan ditetapkan oleh The
   International Union for Biochemistry (IUB
   System)
1. Ada 6 kelas enzim berdasarkan tipe reaksi masing-
   masing ada 4-13 subkelas.
2. Nama enzim terdiri dari 2 bagian:
      Nama pertama:substrat
      Nama kedua reaksi yang dikatalisisnya diakhiri kata
       -ase
3. Bila diperlukan adanya kejelasan tipe
   reaksi maka ditulis dalam tanda kurung
   pada akhir nama enzim.
     Contoh :1.1.1.37 L-malat :NAD-
      oksidoreduktase (dekarboksilasi)
     L-malat +NAD piruvat + CO2 +NADH+H
4. Tiap enzim mempunyai no. kode (enzym
   code:EC) menunjukkan tipe reaksi
   berkenaan dengan kelas (digit 1), subkelas
   (digit 2), subsubkelas (digit 3), & reaksi
   yang spesific (digit 4)
     Contoh:
         EC 2.7.1.1:2 menyatakan transferase, 7 transfer
          fosfat, 1 fungsi alkohol sebagai akseptor fosfat, 1
          heksokinase untuk ATP
                       6 Kelas Enzim

1. Oksidoreduktase
     Enzim berperan mengkatalisis proses oksidasi reduktasi
      antara 2 substrat yang mempunyai ikatan CH-OH, CH-
      CH, C=O, CH-NH2, CH=NH
         CH-OH:sebagai donor elektron
          •   Alkohol:NAD Oksireduktase (alkohol dehidrogenasi)
         CH-NH2:sebagai donor elektron
          •   L-glutamat: NAD (P) oksidoreduktase (deaminasi) glutamat
              dehidrogenase.
2. Transferase
     Enzim ini mengkatalisis transfer gugus selain H yaitu:
         Aldehid, keton, asil, alkil, glikosil, fosforus & sulfur
         Asetil-KOA transferase, kolin o-asetil transferase (kolin asil
          transferase)
3. Hidrolase
     Mengkatalisis hidrolisis ikatan ester, eter, peptida,
      glikosil, asid-anhidrid, &C-C
         Enzim yang bekerja pada ikatan ester:asetil kolin asil-hidrolase
4. Liase
     Melepas gugus dengan memetus ikatan rangkap:C-C,
      C-O, C-N, C-S
         Aldehid liase (aldolase), ketosa-1-fosfat aldehid liase
5. Isomerase
     Enzim ini bekerja untuk membentuk isomer
      optikal,geometrik,posisisonal
         Cis-trans isomerase:all-trans retinen 11-cis trans isomerase
          (retinene isomerase)
6. Ligase
     Enzim ini mengkatalisis pengikatan bersama
      antara 2 senyawa
         Asetil-KOA:CO2 ligase (ADP), (asetil-KOA
          karboksilase)
        Spesifikasi Reaksi Enzimatik

 Suatu enzim hanya dapat mengkatalisis 1 jenis
  reaksi, lock and key theory
 Tiap molekul enzim ada 2 sisi
      Sisi aktif/katalitik
      Sisi alosterik
 Emil Fischer:
      Sisi aktif enzim menjadi tempat interaksi antara substrat
       dengan enzim melalui teori lock and key.
      Sisi alosterik untuk memacu peningkatan aktivitas enzim
       melalui induksi oleh substrat oleh senyawa lain.
 Teori lock and key
     Teori ini mencerminkan keadaan yang kaku
      (rigidity) konformasi protein sisi aktif sudah
      terbentuk lebih dahuklu kemudian substrat yang
      sesuai menempati sisi itu
 Teori Induced Fit Koshland
     Teori ini mencerminkan fleksibilitas, konformasi
      protein sisi aktif berubah seperti substratnya
   Perubahan bentuk karena pengaruh asam amino
    penyusunnya
     Gugus fosfoserin (-P) & -SH dari residu asam amino
      sistein terlibat dalam katalisis, sedang residu lisin
      &metionin tidak
     Residu beberapa amino asil yaitu sistein, asam amino
      hidrosiklik asidik & alkalik juga banyak terlibat pada
      sisi aktif
       Enzim mempunyai spesifitas gugus

 Enzim bekerja pada gugus tertentu
     Enzim dalam proses lisis yaitu: glikosidase
      spesific untuk glikosida
     Enzim kelompok protease: pepsin & tripsin
      bekerja untuk ikatan peptida & esterase khusus
      untuk ikatan ester
   Enzim kimotripsin: bekerja untuk ikatan peptida
    yang dibentuk oleh gugus karboksil dari asam
    amino aromatik yaitu fenilalanin, tirosin &
    triptofan
   Karboksipeptida memutus ikatan peptida pada
    ujung terminal karboksi
   Aminopeptidase bekerja pada ujung amino dari
    suatu rantai polipeptida.
 Enzim yang memperlihatkan spesific optis
  yang absolut artinya enzim mengkatalisis
  interkonvensi isomer molekul substrat H,
  kecuali epimerase (rasemase) yang
  mengkatalisis interkonvensi isomer optis
     Maltase mengkatalisis reaksi hidrolisis dari a-
      glikolisa bukan untuk b-glikosida
   Enzim dalam glikolisis mengkatalisis
    interkonversi isomer D-glukosafosfat bukan
    untuk isomer L-glukosafosfat
   Enzim untuk oksidase asam amino bekerja untuk
    L-asam amino tidak D-asam amino di ren
                   Isolasi Enzim

 Memisahkan enzim dari campuran senyawa
  lain (termasuk KH, lipid & protein)
  pemisahan:
     metoda pelarutan pengendapan dengan
      penjenuhan (larutan garam amonium sulfat)
     metoda sentrifugasi differensial, penyaringan &
      elektroforesis poliakrilamid gel.
                   Distribusi Enzim

 Enzim terdapat pada sel, plasma & jaringan
     Lisosom mengandung berbagai enzim yang
      berperan dalam proses digesti
         MakromolekulMikromolekul
     Plasma:enzim, proenzim, substrat
         Enzim plasma fungsional: lipase lipoprotein,
          pseudokolinesterase, proenzim koagulasi darah
 Enzim disintesis hepardi sekresi ke darah dengan
  kadar yang lebih tinggi di bandingkan yang disekresi
  di jaringan
 Enzim plasma fungsional dapat berfungsi karena ada
  subatrat
 Enzim plasma non fungsional
    • Enzim ini tidak dapat bekerja karena substratnya tidak ada
      dalam plasma
    • Kadar akan menimgkatbila ada kerusakan jaringan
 Pengukuran  peningkatan kadar enzim dalam
  plasma sangat membantu dalam menegakkan
  diagnosis & prognosis dalam jaringan
 Penghasil enzim tersebut misalnya:
  • amilase pankreas, alkali fosfotase
   empedu/tulang,aspartat aminitransferase (AST,
   SGOT), Creatinin kinase otot/mikoard & asam
   fosfatase prostat dapat menilai kerusakan organ
   yang bersangkutan
 Enzim berstruktur : isozim
     Laktat dehidrogenasemempunyai 4 protomer
      dengan 2 tipe, penentuan isozimmenilai
      kelainan gen
         Sifat-sifat kinetika Enzim

 Teori Kinetika:
     Suatu reaksi kimia dapat berlangsung bila ada
      benturan antar molekul & dapat membentuk
      ikatan 1 dengan yang lain. Serta memiliki energi
      yang dapat melawan rintangan
 Energi:
  *Menambah energi kinetik molekul
  *Menurunkan energi rintangan
  *Meningkatkan frekuensi benturan
 Kecepatan di pengaruhi oleh faktor
     Konsentrasi enzim
     Konsentrasi substrat
     Koenzim
     Temperatur
     pH
     Inhibitor
     Pengaruh Konsentrasi Enzim

 Pada keadaan normal kecepatan awal reaksi
  enzimatik akan berbanding lurus dengan kadar
  enzimnya kecuali bila tercapai keseimbangan
 Enzim mempunyai bentuk transisi yaitu ketika
  berikatan dengan substrat membentuk enzim
  substrat kompleks bila semua enzim sudah
  mengikat substrat maka penambahan substrat tidak
  akan menaikkan kecepatan reaksi
    Pengaruh Konsentrasi Substrat

 Bila semua keadaan konstan tetapi kadar
  substrat di naikkan maka kecepatan reaksi
  akan meningkat sampai kecepatan max
 Bila telah terjadi saturasi enzim, semua
  substrat berikatan dengan enzim maka
  kecepatan reaksi tidak akan bertambah lagi
             Pengaruh temperatur

 Pada perubahan temperatur yang kisarannya kecil
  & terbatas dapat meningkatkan atau menurunkan
  kecepatan enzimatis, tetapi bila di luar batas reaksi
  akan berhenti & aktivitas enzim juga berhenti
 Kenaikan temperatur di gambarkan sebagai
  koefisien suhu atau Q10, artinya setiap kenaikkan
  10Ckecepatan reaksi naik 2 kali lipat
 Temperatur >70oCreaksi berhenti denaturasi
  protein enzim
                Pengaruh pH

 Pengaruh pH yang extrem mempengaruhi
  kecepatan reaksi enzimatis sebab akan terjadi
  pergeseran status ionik molekul enzim
 Tiap enzim mempunyai pH optimal masing-
  masing
 Bila pH diatas atau dibawah pH
  optimalreaksi berhenti
              Pengaruh Inhibitor

 Senyawa yang dapat menghambat aktivitas
  enzim
     Jenis hambatan:
       Hambatan kompetitif
       Hambatan non kompetitif
             Inhibitor Kompetitif

 Inhibitor dapat berikatan dengan sisi katalitik
  enzim.
 Disebabkan struktur kimia inhibitor tersebut mirip
  (analog) dengan substrat enzimnya.
 Bila substrat & inhibitor bersamaan kompetisi
  untuk berikatan dengan sisi katalitik enzim.
 Ikatan enzim + inhibitorlemah (reversibel) m.k
  bila kadar substrat dinaikkan pengaruh inhibitor
  berkurang
             Inhibitor Kompetitif

 Contoh:
     Inhibisi aktivitas enzim suksinat dehidrogenase
      oleh malonat.
     Substrat: suksinat (molekul mirip malonat) 
      berkompetisi untuk berikatan dengan suksinat
      dehidrogenase.
     Bila suksinat dehidrogenase membentuk ikatan
      enzim inhibitor  m.k. kompleks ini tidak dapat
      melepas hidrogen  reaksi berhenti.
     Senyawa lain yang bersifat Inhibitor
                Kompetitif

 Amethopterin berkompetisi dengan
  dihidrofolat terhadap enzim folat reduktase
   di perlukan pada sintesis tetrahidrofolat
   berperan untuk sintesis nukleotida.
 Physostigmin berkompetisi dengan asetil-
  kolin terhadap enzim asetil kolin esterase
  karena struktur molekulnya analog.
          Inhibitor Non-Kompetitif
                  Reversibel

 Inhibitor ini tidak ada kemiripan struktur
  molekulnya dengan substrat hal ini karena tempat
  ikatannya dengan enzim beda dengan tempat
  substrat
 Efek: menurunkan kecepatan reaksi tapi tidak
  mempengaruhinya konstanta michaelis(Km)
 Pengaruh inhibisi: dapat dikurangi dengan
  menaikkan kadar substrat
           Inhibitor Non-Kompetitif
                  Irreversibel

 Inhibitor dengan enzim sangat kuat 
  sehingga enzim tidak aktif
 Contoh:
     iodoasetat, ion logam berat (ion Ag2+,ion Hg2+)
     Modifiers of Enzyme Activity

 Mekanisme terjadi melalui suatu molekul antara
  (intermidiate metabolic) hasil metabolisme, yang
  berpengaruh pada aktivitas katalitik enzim kunci
  pada suatu proses molekul di sebut modifiers.
 Pengaruh dapat berupa menaikkan kecepatan
  (Positive Modifiers) atau menurunkan kecepatan
  (Negative Modifiers)
               Peran Ion Logam

 Ion Logam sebagai penyusun enzim/pada
  aktivitas katalitik
 Metaloenzim: ikatan kuat
 Metal Activated Enzymes: ikatan lemah
 Pada reaksi enzimatis:
     Ion logam dapat memberikan beberapa
      kemungkinan bentuk (kompleks terner enzim-
      metal-substrat)sebagai berikut:
 Enz-S-M   M-Enz-S
  Enz-M-S       M
            Enz     S
            Peran Ion Logam

 Enzim kinase (ATP: fosfotransferase) 
  membentuk jembatan enzim-substrat-logam.
 Fosfotransferase ( substrat piruvat)
  fosfoenolpiruvat & karboksilase  kompleks
  enzim-logam-substrat.
 Enzim glutamin sintetase & piruvat kinase 
  kompleks logam-enzim-substrat.
     Ion Logam Mempercepat Reaksi
          melalui 4 Mekanisme:

 Katalisis asam basa umum
 Katalisis kovalen
 Pendekatan reaktan
 Induksi strain enzim oleh substrat.
 Ion logam yang banyak terlibat dalam reaksi
  enzimatis:
     Fe 2+ , Mn 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ , K +
 Hukum Lewiss:
     Ion logam asam dapat memiliki pasangan
      elektron dgn unsur lain membentuk ikatana
      kovalen.
       Pengaturan Aktivitas Enzim

 Ada 3 mekanisme pengendalian kecepatan
  reaksi enzimatik:
     Pengubahan jumlah absolut enzim.
     Pengubahan besarnya cadangan reaktan, selain
      enzim.
     Pengubahan efisiensi katalitik enzim.
   Pengubahan jumlah enzim:
       Dapat melalui pacuan sintesis (induksi sintesis)
        • Sintesis ensim laktase, perlu laktosa (substrat) senagai
          induktor.
         Pengaturan Umpan Balik

 Aktivitas katalitik suatu enzim dapat diatur oleh
  molekul kecil: efektor allosterik.
 Efektor allosterik negatif  inhibisi umpan balik
  (feed back inhibition)
 Molekul produk tertentu dapat berikatan dgn enzim
  pd sisi allosterik yg jauh dari sisi katalitik 
  memberi efek menghambat kecepatan reaksi.
 Reaksi ini biasa terjadi pada rekasi irreversibel,
  enzimnya di sebut enzim allosterik.
               Zimogen (Proenzim)

 Adalah enzim yang disekresi oleh sel pembuatnya
  dlm bentuk belum aktif.
 Agar aktif perlu pemecahan/pemotongan rantai
  polipeptida & proteolisis.
 Enzim pencernaan dlm bentuk zimogen:
      Pepsinogen
      Tripsinogen
      Proelastase.
 Pepsinogen H+ & Pepsin Pepsin
 Tripsinogen Tripsin & Enterokinase Tripsin
 Kimotripsinogen kimotripsin Kimotripsin
 ProkarboksipeptidaseTripsinKarboksipeptidase
 Enzim allosterik secara khas menunjukkan kinetika
  saturasi substrat berbetuk sigmoid.
 Enzim allosterik dpt pula dipacu oleh molekul
  substratnya sendiri untuk mempercepat jalannnya
  reaksi  terjadi bila substrat sudah banyak.
              Pa        S5 Pb
 S1 S2 S3 S4
                        S6
      Pengaturan Umpan Balik Tidak Sama
           dgn Inhibisi Umpan Balik

 Contoh:
     Kolesterol dari makanan akan membatasi sintesis
      kolesterol dari asetat dlm jaringan tubuh  akan
      tetapi regulasi umpan balik tidak melibatkan
      inhibisi umpan balik terhadap enzim awal dalam
      biosintesis kolesterol
 Inhibisi umpan balik suatu reaksi  produk
  akhir dapat melakukan inhibisi tersebut.
 Contoh:
     Pada sintesis hemoprotein heme yang terbentuk
      secara allosterik dapat menghambat aktivitas
      enzim AMLEV sintetase.

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:1098
posted:2/17/2012
language:Indonesian
pages:56