Biokimia 7(Mekanisme Kerja Enzim)

download Biokimia 7(Mekanisme Kerja Enzim)

If you can't read please download the document

  • date post

    30-Nov-2015
  • Category

    Documents

  • view

    101
  • download

    56

Embed Size (px)

Transcript of Biokimia 7(Mekanisme Kerja Enzim)

  • Kuliah ke tujuh : BIOKIMIA FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT

  • ~Katalisator anorganik/organik( lebih sederhana )Spesifisitas Substrat(sangat tinggi)Efisiensi Katalitik(luar biasa)Katalitis Reaksi Individual(cepat dan selektif)

  • EnzimMelibatkan serangkaian Intermediate yang terikatEnzim

    (bukan satu intermediet substrat enzim tunggal)

  • Tujuan mekanisme ini untuk memahamipada tingkat molekulerEnzim merupakan katalisator yang Efisien dan Spesifik

  • Identifikasi langkah dalam menentukan kecepatan reaksi, Karakterisasi intermediet yang terikat enzim, Identifikasi ion logam (gugus fungsional residu asam amino), Koenzim, Gugus prostetik yang terikat dalam pengikatan substrat, Produk Intermediet pada tapak aktif.

  • Pemeriksaan Kristalografi sinar x+Informasi MekanistikMemudahkan Rancangan ObatContoh: inhibisi enzim HMG-KoA-reduktase Enzim pemicu Biosintesis Kolesterol

  • Memanfaatkan teknologiDNA rekombinanMutagenesisDiarahkan pada tapak aktif enzimUntuk memodifikasi spesifisitas enzim dan efisiensi katalisnya.

  • Kimotripsin sifat umum katalis enzim(enzim kimotripsin kerjanya mengkatalisis hidrolisis ikatan peptida) Gugus karbolik diberikan oleh asam amino aromatik, (Phe, Tyr, atau Trp), atau oleh asam amino dengan gugus R non polar yang besar (Met).

    Seperti enzim protease yang lain, kimotripsin juga mengkatalisis senyawa ester tertentu.

  • Substrat sintetik p-nitrofenil asetat (PNPA)untuk analisis kolorimetrik terhadap aktivitasEnzim Kimotripsin, karena pada hidrolisis PNPA p-nitrofenol. p-nitrofenolalkalisAnion p-nitrofenilat(Berwarna kuning)

  • Kinetika laju hidrolisis kimotripsin terhadap PNPADapat diteliti dengan alat STOP FLOW. Alat STOP FLOWTerdiri dari dua lubangLubang pertama Lubang kedua (Kimotripsin) (PNPA) Kedua lubang secara serentak mengeluarkan isinyamasuk ke tabung yang sempit melewati alat Spektrofotometer yang dihubungkan dengan komputer

  • Pelepasan anion p-nitrofenilat berlangsung dalam 2 fase (bifasik)Fase ledakan (burst phase)Fase keadaan mantap(steady state phase)Waktu (mili detik)Fenol yang dibebaskan Fase ledakan, ditandai dengan pembebasan cepat PNP Pelepasan PNP tambahan lebih lambat

  • MutagenesisTapak aktif enzim(wawasan mekanistik)Teknik Biologi MolekulerPenyelidikan Mekanisme Kerja EnzimRangkaian basa nukleotida pada genMengekspresikan protein dalam hospesAtau bakteri Escherichia coli.

  • Kombinasi Larutan Kristalografi sinar x Struktur Kinetik Teknik 3 dimensi Klasik MolekulerWawasan Baru dalam mekanisme kerja enzim

  • Data Fisik dan KinetikAsam amino turut berperan dalam Katalisis yang spesifik (sebagai basaumum atau sebagai pemindah gugus)Pendekatan yang lebih umum adalahMUTAGENESIS BERORIENTASI TAPAK ( dengan mengubah rangkaian basa sebuah kodon spesifik, dapat mengganti asam amino tertentu dengan asam amino protein lain ).

  • METALOENZIM Mengandung ion logam fungsionil dalam jumlah yang pasti(ion logam dapat menfasilitasi ikatan substrat dengan katalis)Ion logam diteliti dengan :

    Kristalografi sinar x MRI (Magnetic Resonance Imaging) ESR (Electron Spin Resonance)

  • Enzim yang diaktifkan oleh logamIkatan yang lemah dengan logam(sehingga memerlukan logam tambahan)Perbedaan metaloenzim dengan enzim yangdiaktifkan oleh logam terletak pada Afinitas Enzim terhadap ion logamnya.

  • Kompleks terner (kompleks dengan 3 komponen),yaitu : tapak katalitik enzim (Enz), sebuah ion logam (M), dan substrat (S) Yang memperlihatkan susunanStokiometri 1 : 1 : 1, dalam 4 skema

  • Metaloenzim tidak dapat membentuk kompleksterner karena metaloenzim mempertahankan Logam selama proses pemurnian, yaitu Enz-MTiga aturan umum :Sebagian besar, tetapi tidak semua enzim kinase (ATP: fosfotransferase) membentuk kompleks jembatan substrat: EnznukleotidaMEnzim fosfotransferase yang menggunakan piruvat atau fosfoenolpiruvat sebagai substrat, enzim yang mengkatalisis reaksi fosfoenolpiruvat lain, dan enzim karboksilase, membentuk kompleks jembatan logamSuatu enzim tertentu dapat membentuk satu tipe kompleks jembatan dengan satu substrat, membentuk tipe kompleks yang berbeda dengan substrat lyang lain.

  • A. Kompleks Jembatan Enzim ( M-Ens-S) Logam dalam kompleks jembatan enzimPeranan Struktural(mempertahankan konformasi aktifmisal, glutamin sintase). Atau membentuk jembatan logam dengan sebuah substrat (misal, piruvat kinase)Disampaing peran strutural, ion logam dalam Piruvat kinase mengikat satu substrat (ATP).

  • B. Kompleks Jembatan Substrat (Enz-S-M)Contoh jembatan substrat terner padaNukleotida trifosfat.Dalam reaksi fosfotransferase, ion logam diduga mengaktifkan ion fosfor, dan membentuk kompleks Polifosfat adenin (kompleks kuartener yang aktif)

  • C. Kompleks Jembatan Logam Kristalografi dan penentuan rangkaianHis turut terlibat dalam pengikatanlogam pada tapak aktif protein(karboksi peptidase A, alkalifosfatase, fosfolipase c, subredoksi, protein yang mengandung heme seperti mioglobin dan hemoglobin).

  • Enz M (kompleks biner)Pelepasan molekul H2ODari lingkup koordinasi Ion logam.Contoh : Enzim peptidasePengaktifan oleh ion logam merupakan proses yang lambat (reaksi lambat ini merupakan penyususnan konformasi kompleks Enz-M binermenjadi konformasi yang aktif).

  • Kompleks jembatan logam ternerdapat dibuat dari METALOENZIM(Enz M) melalui penggabungan dengan substrat (S)