Nama : Faudina PermatasariNIM : 130351615584OFF : A

1. Jelaskan dengan ringkas pengertian dari istilah-istilah berikut: Enzim. Enzim adalah polimer biologis yang mengatalisi reaksi kimia yang memungkinkan berlangsungnya kehidupan. Berperan sebagai katalisator pada semua reaksi biokimia (di dalam maupun diluar sel)

KM suatu reaksi enzimatik dan apa fungsinya.KM pada suatu reaksi enzimatis adalah ukuran konsentrasi substrat agar proses katalitik berlangsung efektif. Artinya:Suatu enzim dengan KM besar memerlukan substrat lebih banyak daripada enzim dengan KM kecil untuk mencapai laju reaksi yang sama.Catatan:Makin besar KM makin tidak spesifik substratnya Nilai KM khas bagi suatu reaksi enzimatis. Km disebut juga sebagai konstanta kespesifikan dan memasukkan tetapan kelajuan semua langkah reaksi. Karena konstanta kespesifikan mencermikan kemampuan katalitik dan afinitas sehingga dapat digunakan untuk membandingkan enzim yang satu dengan enzim yang lain, ataupun enzim yang sama dengan substrat yang berbeda.

Hidrolase Hidrolase merupakan enzim-enzim yang menguraikan suatu zat dengan pertolongan air. Kelompok dari enzim yang mengatalisis pemutusan hidrolitik C-C, C-O, C-N, dan ikatan lain.contoh: Karboksilesterase adalah hidrolase yang menghidrolisis gugusan ester

karboksil. Lipase adalah hidrolase yang menghidrolisis lemak (ester lipida). Peptidase adalah hidrolase yang menghidrolisis protein dan polipeptida.

Ligase Enzim ini mengkatalisis reaksi penggabungan 2 molekul dengan dibebaskannya molekul pirofosfat dari nukleosida trifosfat, sebagai contoh adalah enzim asetat=CoASH ligase yang mengkatalisis rekasi sebagai berikut:Asetat + CoA-SH + ATP Asetil CoA + AMP + P-P

Sisi aktif enzim sisi aktif pada enzim, yaitu bagian dari enzim yang melakukan fungsi pengarahan, pengikatan, dan katalisa pada pH dan suhu tertentu.Sisi aktif umumnya berbentuk celah yang tersusun atas beberapa residu asam amino yang akan menyentuh substrat Sisi aktif enzim sebenarnya adalah gugus – gugus atau residu-residu asam amino yang langsung berikatan dan turut aktif dalam mengubah substrat menjadi produk

2. . Bagaimana caranya: Menentukan KM suatu enzim

Cara menentukan KM bergantung adanya substrat, karena enzim mengikat substrat (S) dan menghasilkan produk (P)

E + S ES E + PReaksi kebalikan antara E dan P sangat kecil sehingga v = k2 [ES]……(1)Pada reaksi enzimatis [ES] sulit diukur, yang dapat terukur dengan baik adalah [S] atau [P] dan [E]t (Enzim total= Enzim awal= E0) [E]t = [E] + [ES] atau [E] = [E]t - [ES]………………………………………(2)Pada keadaan “steady state”: maka laju pembentukan ES = laju penguraian ES k1 [E] [S] = k-1[ES] + k2 [ES]…………………………………(3)

[E] [S] = {(k-1+k2)/k1} [ES] = KM [ES]………………………(4) (2) ke (4) ......[E]t [S] - [ES] [S] = KM [ES] [ES] = [E]t [S]/ (KM+[S])……………………………………(5)Kalau pers (5) dimasukkan ke pers (1) v = k2 [E]t [S]/ (KM+[S])……… (6)Pada [S] yg sangat besar , enzim telah jenuh dengan substrat sehingga reaksi mendekati kecepatan maksimum= Vmaks:Vmaks = k2 [E]t, sehingga v = Vmaks [S]/ (KM + [S]) (pers Mikhaelis-Menten) Pada saat kecepatan reaksi mencapai ½ Vmaks maka [S]=KM

Membedakan enzim dengan apoenzim/proenzim

Cara membedakan enzim dengan proenzim dengan enzim yaitu ditinjau dari bagian-bagiannya. Enzim terdiri dari protein dan kombinasi dari satu atau lebih bagian yang disebut kofaktor, sedangkan apoenzim adalah bagian protein dalam enzim

Membedakan inhibitor kompetitif dan non kompetitif suatu reaksi

enzimatis

Dapat dibedakan berdasarkan cara mengikat enzim yaituInhibisi reversibel kompetitif terjadi bila inhibitor berkompetisi dengan subtrat untuk mengikat enzim. Hal ini terjadi karena molekul inhibitor mirip dengan subtrat Inhibisi reversibel non kompetitif terjadi bila inhibitor tidak mengikat enzim yang bebas tetapi mengikat komplek enzim-subtrat (ES) diluar sisi aktif. Inhibisi ini dapat dikurangi dengan menaikkan kadar subtrat

Menentukan aktivitas suatu enzim

Aktivitas enzim dapat ditentukan dengan menguji aktivitasnya . Uji aktivitas diperlukan untuk menentukan aktivitas suatu enzim terhadap substratnya, sehingga dapat ditentukan berapa banyak enzim yang diperlukan untuk sejumlah substrat tertentu. Aktivitas suatu enzim adalh jumlah substrat yang mampu diubah oleh sejumlah enzim tersebut (biasanya pergram) persatuan waktu (misalnya permenit)

Menentukan aktivitas spesifik suatu enzim

Nama : Faudina PermatasariNIM : 130351615584OFF : A

Dengan cara menetukan jumlah unit aktivitas enzim(jumlah enzim yang menyebabkan perubahan satu mikroMol (sepersejuta Mol) substrat permenit pada suhu dan keadaan optimumnya) permiligram proteinnya

Menentukan bahwa beberapa enzim merupakan isozim

Dengan menentukan aktivitas enzim, karena isozim merupakan kumpulan-kumpulan enzim yang mempunyai aktivitas yang sama

3. Mungkinkah Suatu lipase adalah hidrolaseJawab: mungkin, karena Triasil Gliserol Hidrolase atau lipase merupakan suatu asil hidrolase yang bersifat dapat larut dengan baik dalam air. Suatu papain adalah proteaseJawab : mungkin, karena Enzim Papain merupakan enzim protease yang terkandung dalam getah papaya, baik dalam buah, batang maupun daunnya.Suatu larutan A kadar proteinya hanya 1/10 larutan B, tetapi aktivitas enzimatiknya 10x larutan BJawab : Mungkin, tegantung banyaknya Konsentrasi substrat atau enzim yang berada dalam larutan B. Selain itu, kondisi lingkungan seperti suhu, pH, kehadiran inhibitor, dll turut mempengaruhi aktivitas enzim larutan B. 

4. Apa bedanya Reaksi enzimatik dan reaksi non enzimatik Enzimatik

menurunkan energy aktivasiEnzim memberikan suatu lingkungan yg spesifik di dalam sisi aktifnya, sehingga reaksi secara energetik dapat lebih mudah terjadi.

Non Enzimatik-menggunakan energy aktivasi yg tinggiLambat-Membutuhkan suhu yang tinggi -Tekanan yang tinggi

II1. Bagaimana langkah-langkah yang harus ditempuh untuk

a.menentukan aktivitas suatu enzim secara kolorimetriPenentuan secara kalorimetri pada enzim kitinasePenentuan secara kalorimetri didasarkan pada pelepasan produk hasil

degradasi koloidal kitin berupa N-asetil-D-glukosamin ke dalam supernatant dengan menggunakan metode Reissig. Produk tersebut dikomplekskan dengan reagen tertentu seperti p-dimetilamino-benzaldehid atau reagen asam dinitrosalisilat menghasilkan serapan pada panjang gelombang 540 nm. Substrat lain yang bisa digunakan pada metode ini adalah kitin azure, yaitu kitin yang direaksikan dengan senyawa Remasol Brillian Violet 5R dan serapam yang dihasilkan dapat diukur pada panjang gelombang 420 nm. Untuk menentukan konsentrasi produk digunakan N-asetil-D-glukosamin sebagai standar.Ø   

Spektrofotometer AssayMetode ini dapat ditentukan dengan menggunakan senyawa kromogen seperti 4-nitrofenil-β-D-N-N’-diasetilkitobiosa dan 4-nitrofenil-β-D-N-N’-N’’-triasetilkitobiosa yang disiapkan dalam larutan stok dimetil sulfoksida (DMSO) dan ditentukan serapan pada panjang gelombang 410 nm. 

b. mendapatkan struktur tiga dimensi suatu protein?Struktur tersier adalah menjelaskan bagaimana seluruh rantai polipeptida

melipat sendiri sehingga membentuk struktur 3 dimensi. Pelipatan ini dipengaruhi oleh interaksi antar gugus samping (R) satu sama lain. Ada beberapa interaksi yang terlibat agar membentuk struktur tiga dimensi yaitu:

Interiaksi ionikTerjadi antara gugus samping yang bermuatan positif (memiliki gugus –NH2 tambahan) dan gugus negatif (–COOH tambahan).Ikatan hidrogenJika pada struktur sekunder ikatan hidrogen terjadi pada ‘backbone‘, maka ikatan hidrogen yang terjadi antar gugus samping akan membentuk struktur tersier. Karena pada gugus samping bisa banyak terdapat gugus seperti –OH, –COOH, –CONH2 atau –NH2 yang bisa membentuk ikatan hidrogen.

2. Dengan penjelasan yang bagaimana/ mengapa: a. Kadangkala enzim tak langsung dibentuk tetapi dalam bentuk

proenzim dulu Jawab :

Proenzim atau zimogen merupakan enzim yang diproduksi dalam bentuk inaktif. Ada dua tujuan utama pembentukan proenzim ini, yaitu: (1) Melindungi tubuh dari proses autodigesti; (2) Melayani kebutuhan enzim tertentu dengan cepat. Sebagai contoh misalnya pepsinogen, tripsiogen dan kemotripsinogen.Biasanya dalam bentuk yang masih berupa proenzim atau zimogen ini, enzim tersebut diberi nama seperti nama trivialnya dan ditambah dengan awalan pro- atau akhiran –ogen. Contoh yang paling dikenal adalah enzim pencerna protein yang dikeluarkan oleh pancreas, yaitu tripsin, kimotripsin, dan elastase. Enzim-enzim ini diaktifkan di tempat dia harus bekerja dan oleh keadaan tertentu. 

b. Pemotongan sebagian pro-enzim/zimogen, justru mengaktivkan enzim yang bersangkutan Jawab :

 Karena, Pemotongan spesifik menyebabkan perubahan konformasi yang menyingkap sisi aktif enzim, sehingga enzim akan aktif. Mekanisme pengaturan ini dapat dilakukan di luar sel karena tidak memerlukan ATP untuk mngubah zymogen menjadi enzim aktif. Karena mekanisme ini bersifat irreversible, maka diperlukan

Nama : Faudina PermatasariNIM : 130351615584OFF : A

mekanisme lain untuk menginaktifkan enzim. Contohnya Protease diinaktifkan dengan protein inhibitor yang mengikat secara kuat pada sisi aktif enzim.

c. Enzim dapat mempercepat perubahan substrat menjadi produk Jawab:

Enzim berperan sebagai katalis organik, enzim mempercepat kecepatan reaksi yang terjadi. Jika tidak ada enzim, reaksi kimia akan menjadi sangat lambat. Berbagai reaksi juga mungkin tidak akan terjadi jika tidak terdapat enzim yang tepat di dalam tubuh. 

Enzim dapat meningkatkan kecepatan reaksi kimia berkali-kali lipat. Studi telah menemukan bahwa enzim dapat mempercepat reaksi kimia sampai 10 milyar kali lebih cepat. Zat kimia yang hadir pada awal proses biokimia disebut sebagai substrat, yang mengalami perubahan kimia membentuk produk akhir.

Sebagai katalis enzim bersifat yaitu efektif, tepat dan spesifik karena adanya sisi aktif pada enzim, yaitu bagian dari enzim yang melakukan fungsi pengarahan, pengikatan, dan katalisa pada pH dan suhu tertentu. 

3. a. Jelaskan beberapa penyakit karena defisiensi/kerusakan enzim, dan enzim apa yang rusakBeberapa penyakit genetik manusia yang berkaitan dengan rusaknya enzim tertentuPenyakit Enzim yang rusakAlbino 3-monooksigenase tirosinAlkaptonuria 1,2-dioksigenase homogentisatGalaktosemia Uridililtransferase galaktosa I-fosfatHomosistinuria β -sintase sistationinFenilketonuria 4-monooksigenase fenilalaninPenyakit tay-sachs Heksosaminidase A

Albinisme Kelainan ini disebabkan karena tubuh seseorang tidak mampu membentuk enzim yang diperlukan untuk merubah asam amino menjadi beta-3,4-dihidroksiphenylalanin untuk selanjutnya diubah menjadi pigmen melanin. Jadi Albinisme bukanya disebabkan karena adanya penimbunan tirosin dalam tubuh, melainkan karena tidak dapatnya tirosin diubah menjadi melanin. Pembentukan enzim yang mengubah tirosin menjadi melamin itu ditentukan oleh gen dominant A, sehingga orang normal dapat mempunyai genotip AA atau Aa. Orang albino tidak memiliki gen dominant A sehingga homozigotik aa. Oleh karena orang albino tidak memiliki pigmen melamin, maka rambutnya putih, kulit badan dan mata berwarna merah jambu, karae warna darah menembus kulit. Matapun tak berpigmen sehingga tidak tahan sinar matahari, sehingga kerapkali rusak. Oleh karena gen penyebab albinisme ini terletak dalam autosom, maka kelainanalbino ini dapatdijumpaui pada orang laki-laki maupun perempuan.

Alkaptonuria Garrod 1902 mengemukakan penyakit ini akaibat adanya gangguan metabolisme. Sampai sekarang belum diketahui terapinya dengan pasti. Frekuensi penyakit ini di Amerika Serikat adalah 5 orang tiap 100.000 kelahiran hidup. Ini berarti setiap tahun dilahirkan 160 anakj penderita.Penderita tidak memiliki gen dominant H sehingga di hompzigotik resesip hh dan tidak mampu membentuk enzim asam homogentisin oksidase yang seharusnya mengubah asam homogentisin (alkapton) menjadi asam maleyl asetoasetat sampai menjadi H2O dan CO2. Alkapton keluar tubuh bersama kemih, yang menyebabkan kemih berubah warna

 Tirosinosis Kira-kira 5% dari phenylalanine segera digunakan untuk mensintesa protein baru bagi tubuh. Bagian besar lainnya akan ditukarmenjadi tirosin oleh enzim phenylalanine hidrosilase menjadi tirosin. Apabila enzim tirosinase (tirosin transaminase) absen yaitu pada orang homozigotik tt), maka darah mengandung terlalu banyak tirosin, sehingga menyebabkan penyakit pada hati, kejang pada otot, gemetar, sering kacau kelakuannya, serangan jatung dan pigmen kulit kearah albino. Berbeda dengan penderita PKU penderita tirosinosis mempunyai intelegensia normal. Jika timbulnya penyakit diketahui sejak kecil, keselamatan penderita masih mungkin ditolong dengan melaksanakan makan berpantang, yaitu memilih makanan yang sedikit atau tidak mengandung phnylalanin.

GalaktosemiaGalaktosemia disebabkan oleh defisiensi galaktosa 1-fosfat

uridililtransferase. Galatosemia merupakan penyakit resesif autosom pada metabolisme galaktosa yang terdapat pada sekitar 1 dalam 60000 bayi baru lahir. Gejala klinis awal adalah kegagalan pertumbuhan.

Muntah atau diare ditemukan pada sebagian besar penderita, biasanya berawal dalam beberapa hari setelah minum susu. Tanda gangguan hati, baik ikterus dan hepatomegali, hampir sering muncul setelah minggu pertama setelah lahir. Ikterus pada penyakit hati intrinsik dapat diperberat oleh hemolisis hebat pada beberapa penderita. Bahkan katarak juga pernah dilaporkan terjadi dalam beberapa hari setelah lahir

b. jelaskan kegunaan inhibitor enzim dalam pengobatan  Inhibitor adalah molekul yang menurunkan aktivitas enzim, enzim tersebut dalam pengobatan di turunkan karena akan memberi pengaruh yang kurang baik pada tubuh yang tidak sehat, sehingga perlu diturunkan aktivitasnya.

Enzim sebagai sasaran pengobatan merupakan terapi di mana senyawa tertentu digunakan untuk memodifikasi kerja enzim, sehingga dengan demikian efek yang merugikan dapat dihambat dan efek yang menguntungkan dapat dibuat. Berdasarkan sasaran pengobatan, dapat dibagi menjadi terapi di mana enzim sel individu menjadi sasaran dan terapi di mana enzim bakteri patogen yang menjadi sasaran.

Nama : Faudina PermatasariNIM : 130351615584OFF : A

Misalnya

Penyakit kanker merupakan penyakit sel ganas yang harus dicegah penyebarannya. Salah satu cara untuk mencegah penyebarannya adalah dengan menghambat mitosis sel ganas. Seperti yang diketahui, proses mitosis memerlukan pembentukan DNA baru (purin dan pirimidin). Pada pembentukan basa purin, terdapat dua langkah reaksi yang melibatkan formilasi (penambahan gugus formil) dari asam folat yang telah direduksi. Reduksi asam folat ini dapat dihambat oleh senyawa ametopterin sehingga sintesis DNA menjadi tidak berlangsung. Selain itu penggunaan azaserin dapat menghambat biosintesis purin yang membutuhkan asam glutamate. 6-aminomerkaptopurin juga dapat menghambat adenilosuksinase sehingga menghambat pembentukan AMP (salah satu bahan DNA).

Pengendalian tekanan darah diatur oleh enzim renin-EKA dan angiosintase. Enzim renin-EKA berperan dalam menaikkan tekanan darah dengan menghasilkan produk angiotensin II, sedangkan angiosintase bekerja terbalik dengan mengurangi aktivitas angiotensin II. Untuk menghambat kenaikan tekanan darah, maka manipulasi terhadap kerja enzim khususnya EKA dapat dilakukan dengan pemberian obat penghambat EKA (ACE Inhibitor).

Pada penderita penyakit kejiwaan, pemberian obat anti-depresi (senyawa) inhibitor monoamina oksidase (MAO inhibitor) dapat menghambat enzim monoamina oksidase yang mengkatalisis oksidasi senyawa amina primer yang berasal dari hasil dekarboksilasi asam amino. Enzim monoamina oksidase sendiri merupakan enzim yang mengalami peningkatan jumlah ada sel susunan saraf penderita penyakit kejiwaan.

c. jelaskan suatu contoh pengukuran enzim untuk diagnosisPemanfaatan enzim untuk alat diagnosis secara garis besar dibagi dalam tiga kelompok:

1. Enzim sebagai petanda (marker) dari kerusakan suatu jaringan atau organ akibat penyakit tertentu.

Penggunaan enzim sebagai petanda dari kerusakan suatu jaringan mengikuti prinsip bahwasanya secara teoritis enzim intrasel seharusnya tidak terlacak di cairan ekstrasel dalam jumlah yang signifikan. Pada kenyataannya selalu ada bagian kecil enzim yang berada di cairan ekstrasel. Keberadaan ini diakibatkan adanya sel yang mati dan pecah sehingga mengeluarkan isinya (enzim) ke lingkungan ekstrasel, namun jumlahnya sangat sedikir dan tetap. Apabila enzim intrasel terlacak di dalam cairan ekstrasel dalam jumlah lebih besar dari yang seharusnya, atau mengalami peningkatan yang bermakna/signifikan, maka dapat diperkirakan terjadi kematian (yang diikuti oleh kebocoran akibat pecahnya membran) sel secara besar-besaran. Kematian sel ini dapat diakibatkan oleh beberapa hal, seperti keracunan bahan kimia (yang merusak tatanan lipid bilayer), kerusakan akibat senyawa radikal bebas, infeksi (virus), berkurangnya aliran darah sehingga lisosom mengalami lisis dan mengeluarkan enzim-enzimnya, atau terjadi perubahan komponen membrane sehingga sel imun tidak mampu lagi mengenali sel-sel tubuh dan sel-sel asing, dan akhirnya menyerang sel tubuh (penyakit autoimun) dan mengakibatkan kebocoran membrane.

Contoh penggunaan enzim sebagai petanda adanya suatu kerusakan jaringan adalah sebagai berikut:

Peningkatan aktivitas enzim renin menunjukkan adanya gangguan perfusi darah ke glomerulus ginjal, sehingga renin akan menghasilkan angiotensin II dari suatu protein serum yang berfungsi untuk menaikkan tekanan darah

2. Enzim sebagai suatu reagensia diagnosis.Sebagai reagensia diagnosis, enzim dimanfaatkan menjadi bahan untuk

mencari petanda (marker) suatu senyawa. Dengan memanfaatkan enzim, keberadaan suatu senyawa petanda yang dicari dapat diketahui dan diukur berapa jumlahnya. Kelebihan penggunaan enzim sebagai suatu reagensia adalah pengukuran yang dihasilkan sangat khas dan lebih spesifik dibandingkan dengan pengukuran secara kimia, mampu digunakan untuk mengukur kadar senyawa yang jumlahnya sangat sedikit, serta praktis karena kemudahan dan ketepatannya dalam mengukur.

Contoh penggunaan enzim sebagai reagen adalah sebagai berikut:Uricase yang berasal dari jamur Candida utilis dan bakteri Arthobacter globiformis dapat digunakan untuk mengukur asam urat.

Pengukuran kolesterol dapat dilakukan dengan bantuan enzim kolesterol-oksidase yang dihasilkan bakteri Pseudomonas fluorescens.

Pengukuran alcohol, terutama etanol pada penderita alkoholisme dan keracunan alcohol dapat dilakukan dengan menggunakan enzim

Nama : Faudina PermatasariNIM : 130351615584OFF : A

alcohol dehidrogenase yang dihasilkan oleh Saccharomyces cerevisciae, dan lain-lain

3. Enzim sebagai petanda pembantu dari reagensia.

Sebagai petanda pembantu dari reagensia, enzim bekerja dengan memperlihatkan reagensia lain dalam mengungkapkan senyawa yang dilacak. Senyawa yang dilacak dan diukur sama sekali bukan substrat yang khas bagi enzim yang digunakan. Selain itu, tidak semua senyawa memiliki enzimnya, terutama senyawa-senyawa sintetis. Oleh karena itu, pengenalan terhadap substrat dilakukan oleh antibodi. Adapun dalam hal ini enzim berfungsi dalam memperlihatkan keberadaan reaksi antara antibodi dan antigen. Contoh penggunaannya adalah sebagai berikut:

Pada teknik EMIT (Enzim Multiplied Immunochemistry Test), molekul kecil seperti obat atau hormon ditandai oleh enzim tepat di situs katalitiknya, menyebabkan antibodi tidak dapat berikatan dengan molekul (obat atau hormon) tersebut. Enzim yang lazim digunakan dalam teknik ini adalah lisozim, malat dehidrogenase, dan gluksa-6-fosfat dehidrogenase.