ENZIM

Enzim = BiokatalisatorMempercepat reaksi kimia,

tanpa mengubah reaksitanpa mengubah kesetimbangan reaksi tanpa mengalami perubahan yang permanen

EnzimIntraselularEkstraselular

Enzim Intraseluler Glutamic oxaloacetic transaminase (GOT) Glutamic piruvate transaminase (GPT) Enzim-enzim pada glikolisisHeksokinaseFosfofruktokinaseEnzim-enzim siklus Krebs:AkonitaseIsositrat dehidrogenasedll

Enzim EkstraselulerEnzim-enzim pencernaan:PtialinPepsinTripsinProteaseLipase

aa

Enzim ProteinMassa molekul 10.000 2.000.000Terdenaturasi oleh suhu & pH ekstrim, logam berat, garam, pelarut dan pereaksi tertentu

HoloenzimApoenzim + Kofaktor = Holoenzim

KofaktorKoenzim senyawa non-protein yang dapat terdialisa, termostabil dan terikat secara longgar dengan bagian protein dari enzim (apoenzim).Gugus prostetik senyawa non-protein yang dapat terdialisa, termostabil dan terikat secara kuat dengan bagian protein dari enzim (apoenzim).Aktivator ion logam - K+, Fe++, Fe+++, Cu++, Co++, Zn++, Mn++, Mg++, Ca++, and Mo+++.

KoenzimMolekul organik kecil, vitamin atau turunan vitamin atau senyawa lain. Contoh: ATP, NADH, NADPH Disebut juga ko-substrat Terikat secara reversibelFungsi: sebagai transporter gugus kimia tertentu dari satu reaktan ke reaktan lainnya. Gugus kimia yang ditransporkan dapat berupa gugus sederhana, misalnya (H+ + 2e-) yang dibawa oleh NAD atau H+ yang dibawa oleh FAD; namun dapat juga berupa gugus kompleks, misalnya gugus amin (-NH2) yang dibawa oleh piridoksal fosfat

Anggota Vitamin Bkompleks yang berperan sebagai koenzim

Vitamin B2 is better known as riboflavin and is widely distributed in many foods. Riboflavin is used to form a coenzyme FAD important in the utilization of oxygen in the cells.Nicotinamide is a part of the important coenzyme, Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD). This NAD+ coenzyme is important during biological oxidations and is discussed in detail in a later page.Pantothenic Acid (vit. B5) is part of the structure of coenzyme AVitamin B12 (Cyanocobalamine)

Gugus ProstetikGugus prostetik terikat dengan kuat pada apoenzim, dan tidak dilepaskan selama reaksi berlangsung, hanya mengalami perubahan bentuk.Contoh: molybdopterin, lipoamida dan biotin.

Molibdopterin Enzim-enzim yang fungsinya bergantung pada molibdopterin sebagai kofaktor, a.l: xanthin oksidase, DMSO reduktase, sulfit oksidase, dan nitrat reduktase.

MolibdopterinThe simplest structure of molybdopterin contains a pyranopterin coordinated to molybdenum. The pyranopterin structure is a fused ring system containing a pyran fused to pterin. In addition, the pyran ring is substituted with two thiols and an alkyl phosphate. In molybdopterin, the thiols coordinate to molybdenum. In some cases, the alkyl phosphate group is replaced by an alkyl diphosphate nucleotide.

There are several enzymes whose function depends on the molybdopterin cofactor. Some of these include xanthine oxidase, DMSO reductase, sulfite oxidase, and nitrate reductase.

Biotinchemical formula: C10H16N2O3SBiotin, also known as vitamin H, vitamin B7, Coenzyme R, Biopeiderm, is a water-soluble B-complex vitaminBiotin is important in the catalysis of essential metabolic reactions to synthesize fatty acids, in gluconeogenesis, and to metabolize leucine.

Kofaktor ion logam

LogamEnzimPeranFeSitokhrom oksidaseRedoksCuAsam askorbat oksidaseRedoksZnAlkohol dehidrogenaseMengikat NADMnHistidin ammonia liasePengambilan eCoGlutamat mutaseNiUreaseMoXanthin oksidaseredoksVNitrat reduktaseredoksSeGlutation peroksidase

Nomenklatur EnzimIUB (International Union of Biochemistry) IUBMB (International Union of Biochemistry and Molecular Biology)Dalam bentuk : EC 1.1.2.1 ; EC 2.1.1.2

Penggolongan EnzimEC 1. OksidoreduktaseEC 2. TransferaseEC 3. HidrolaseEC 4. LiaseEC 5. IsomeraseEC 6. Ligase

EC 1. OxidoreductasesEC 1.1. Acting on the CH-OH group of donorsEC 1.2. Acting on the aldehyde or oxo group of donors EC 1.3.Acting on the CH-CH group of donorsdst

EC 1.1. Acting on the CH-OH group of donorsEC 1.1.1 With NAD or NADP as acceptorEC 1.1.1.1EC 1.1.1.2dstEC 1.1.2 With a cytochrome as acceptordst

Contoh Enzim Oksidoreduktase EC 1.1.1.1 alcohol dehydrogenaseEC 1.1.1.2 alcohol dehydrogenase (NADP+)EC 1.1.1.3 homoserine dehydrogenaseEC 1.1.1.4 (R,R)-butanediol dehydrogenaseEC 1.1.1.5 acetoin dehydrogenaseEC 1.1.1.6 glycerol dehydrogenaseEC 1.1.1.7 propanediol-phosphate dehydrogenaseEC 1.1.1.8 glycerol-3-phosphate dehydrogenase (NAD+)EC 1.1.1.9 D-xylulose reductaseEC 1.1.1.10 L-xylulose reductase

Contoh Enzim TransaminaseEC 2.6.1.1 aspartate transaminaseEC 2.6.1.2 alanine transaminaseEC 2.6.1.3 cysteine transaminaseEC 2.6.1.4 glycine transaminaseEC 2.6.1.5 tyrosine transaminaseEC 2.6.1.6 leucine transaminaseEC 2.6.1.7 kynurenineoxoglutarate transaminaseEC 2.6.1.8 2,5-diaminovalerate transaminaseEC 2.6.1.9 histidinol-phosphate transaminase

Reaksi Dasar Kerja EnzimEnzim = Katalisator

Meningkatkan kecepatan reaksi tanpa mengalami perubahan kimia yang permanen

Penurunan Energi Aktivasi

Kompleksasi Enzim-SubstratIkatan Nonkovalen: Ikatan Hidrogen Interaksi ionik Interaksi Hidrofobik

Reaksi Enzimatis

Lock & Key Concept

Spesifisitas Enzim

Spesifisitas Enzim

Faktor Yang Mempengaruhi Kerja/Kecepatan Reaksi Enzim Suhu pH Inhibitor Aktivator Konsentrasi enzim Konsentrasi substrat

Efek pH dan suhu

Activator & Inhibitor

Inhibitor

Inhibitor TypeBinding Site on EnzymeKinetic effectCompetitive InhibitorSpecifically at the catalytic site, where it competes with substrate for binding in a dynamic equilibrium- like process. Inhibition is reversible by substrate.Vmax is unchanged; Km, as defined by [S] required for 1/2 maximal activity, is increased.Noncompetitive InhibitorBinds E or ES complex other than at the catalytic site. Substrate binding unaltered, but ESI complex cannot form products. Inhibition cannot be reversed by substrate.Km appears unaltered; Vmax is decreased proportionately to inhibitor concentration.Uncompetitive InhibitorBinds only to ES complexes at locations other than the catalytic site. Substrate binding modifies enzyme structure, making inhibitor- binding site available. Inhibition cannot be reversed by substrate.Apparent Vmax decreased; Km, as defined by [S] required for 1/2 maximal activity, is decreased.

Inhibisi EnzimKompetitif Vs Non-kompetitif

Kinetika Inhibisi EnzimKompetitif Vs Non-kompetitif

Inhibitor KompetitifMemiliki bentuk molekul serupa dengan substratBekerja dengan menghambat pembentukan komplek ES (Enzim-Substrat)Bersifat reversibel ikatan inhibitor dengan enzim dapat terlepas apabila konsentrasi substrat meningkat inhibisi kompetitif bergantung pada konsentrasi relatif substrat dan inhibitor, karena keduanya berkompetisi untuk menduduki situs aktif enzim

Inhibitor KompetitifSitus pengikatan: Spesifik pada situs katalitik, berkompetisi dengan molekul substratInhibisi bersifat reversibelEfek Kinetik: Vmax tidak berubahKm meningkat

Inhibitor Kompetitif

Inhibitor Kompetitif:Michaelis-Menten plot

Inhibitor Kompetitif:Lineweaver-Burke plot

Inhibitor Nonkompetitif

Inhibitor NonkompetitifTerikat pada pada suatu tempat/situs yang bukan merupakan Situs Aktif (Active Site) enzim Situs Alosterik (Allosteric Site) Terikatnya inhibitor pada situs alosterik menyebabkan perubahan konformasi enzim, yang mengakibatkan hambatan pada pengikatan substrat pada situs aktif enzimKarena tidak berkompetisi dengan molekul substrat, maka inhibitor nonkompetitiv tidak dipengaruhi oleh konsentrasi substrat tidak reversibel

Inhibitor NonkompetitifSitus pengikatan: Mengikat E pada situs alosterikInhibisi bersifat tidak reversibel (irreversible), tidak dipengaruhi oleh konsentrasi substratKinetic Effect: Km tidak berubah Vmax menurun proporsional dengan konsentrasi inhibitor

Inhibitor NonkompetitifMichaelis-Menten plot

Inhibitor Nonkompetitif:Lineweaver-Burke plot

Inhibisi Enzim:Non-kompetitif & Un-kompetitif

Inhibitor UnkompetitifBekerja tidak dengan menghambat pembentukan kompleks ES (Enzim-Substrat), tetapi menghambat pembentukan kompleks EP (Enzim-Produk)Terikat pada situs alosterik enzim, bukan pada situs aktif/situs katalitik enzimTerikatnya inhibitor pada enzim menyebabkan perubahan konformasi enzim sehingga enzim tidak memiliki aktivitas katalitik seperti semulaSince they do not compete with substrate molecules, Non-competitive Inhibitors are not affected by substrate concentration.

Inhibitor UnkompetitifSitus Pengikatan: Terikat hanya pada kompleks ES (tidak dapat pada E bebas) pada situs alosterik enzim Pengikatan substrat pada enzim umumnya akan mempermudah/memungkinkan pengikatan inhibitor pada enzim (making inhibitor- binding site available)Inhibisi bersifat irreversibel, dan tidak dipengaruhi oleh konsentrasi substratEfek Kinetik: Vmax dan Km, menurun

Efek Kinetika Inhibitor Unkompetitif

Regulasi Aktivitas EnzimDalam Sistem Biologi Jumlah molekul enzim:Kecepatan sintesis: represor & induktorKecepatan degradasiModifikasi kovalen Aktivasi Prekursor/proenzim Jumlah substrat dan produk Efisiensi katalisis: Pengikatan kovalen Efek alosterik:Feed back inhibitionAktivasi prekursor

Mekanisme RegulasiKonsentrasi Enzim di JaringanRegulasi ekspresi gen mengendalikan jumlah dan kecepatan sintesis enzim Aktivitas enzim proteolitik menentukan kecepatan degradasi enzim Modifikasi kovalen dari proenzim inaktif yang sudah ada akan menghasilkan enzim aktif

Feedback Inhibition

Efek AllosterikIn feedback inhibition, the allosteric effect lowers the affinity of the enzyme for its substrate. In precursor activation, the regulator molecule increases the affinity of the enzyme in the series for its substrate.

Enzim-Enzim untuk Diagnosis Patologi Alanine transaminase, ALT (glutamate-pyruvate aminotransferase, GPT)Aspartate aminotransferase, AST (glutamate-oxaloacetate aminotransferase, GOT)Lactate dehydrogenase, LDHCreatine kinase, CK (creatine phosphokinase, CPK)

Enzim untuk Diagnosis Patologi Alanine transaminase, ALT (serum glutamate-pyruvate aminotransferase, SGPT) gangguan hati/jantungAspartate aminotransferase, AST (serum glutamate-oxaloacetate aminotransferase, SGOT) gangguan hati/jantungLactate dehydrogenase, LDH infark jantungCreatine kinase, CK (creatine phosphokinase, CPK) gangguan jantung, otak, otot rangka

CPK (creatine phosphokinase)CPK is found primarily in heart and skeletal muscle as well as the brain. Measurement of serum CPK levels is a good diagnostic for injury to these tissues (heart, skeletal muscle, brain). The levels of CPK will rise within 6 hours of injury and peak by around 18 hours. If the injury is not persistent the level of CK returns to normal within 2-3 days.

ersinaga2003@yahoo.com.sgernawati.sinaga@unas.ac.id

******************************************