biokimia sistem enzim

download biokimia sistem enzim

of 34

  • date post

    25-Oct-2015
  • Category

    Documents

  • view

    74
  • download

    1

Embed Size (px)

description

pengertian enzim,struktur enzim,ciri-ciri enzim,metabolisme enzim,peran enzim

Transcript of biokimia sistem enzim

  • METABOLISME MIKROOGANISMEENZIMENERGI

  • 1. ENZIM DAN PENGENDALIANNYABeberapa cirii enzimSifat kimiawi dan fisik enzimPenamaan dan klasifikasi enzimSifat dan mekanisme kerja enzimKondisi yang mempengaruhi aktivitas enzimPenghambatan kerja enzimKondisi yang mempengaruhi pembentukkan enzimPenetapan aktivitas enzimSifat dan mekanisme pengendalian enzim

  • ENZIMEnzim adalah protein yang dihasilkan mahluk hidup, melakukan katalis reaksi kimia dengan aktifitas energi yang rendahEnzym umumnya protein globular dengan karakteristik bentuk tiga dimensiEnzim sangat efisien, dapat mengoprasikan suatu reaksi pada temp rendah relatif, dan berbagai subjek untuk mengontrol bermacam reaksi selulerNama enzim berahiran ase6 klas enzim menjadi dasar dari tipe reaksi katalisis sel

  • Klasifikasi 6 enzim berdasarkan tipe katalisis reaksi kimia

    KelasTipe katalisis reaksi kimia ontohOksidoreduktaseReduksiOksidasi, melepas/mendapat O2 dan HidrogenCytochrome oksidase, laktate dehydrogenaseTransferaseTransfer grup, seperti grup amino, grup acetyl, grup phosphat Acetate kinase, alanin deaminaseHydrolaseHidrolisis (penambahan air)Lipase, sukraseLyasepemindahan grup atom tanpa hidrolisisOksalat decarboxylase, isocitrat lyaseIsomerasePenataan atom menjadi molekulGlikose-phosphate isomeraseligaseMenyatukan dua molekul (mengambil energi, dari turunan ATP)DNA ligase

  • 1. BEBERAPA CIRI ENZIMENZIM merupakan katalis hayat/biokatalisatorKatalis, artinya walaupun dalam jumlah sangat kecil mempunyai kemampuan unik untuk mempercepat berlangsungnya reaksi kimiaHayati, enzim merupakan senyawa organik yang dihasilkan oleh sel hidupEnzim dihasilkan sel, terdiri dari :Ekso enzim/enzim ekstraseluler (diluar sel) Endo enzim/enzim intraseluler (didalam sel)

  • Fungsi utama ekso enzim adalah, melangsungkan perubahan seperlunya pada nutrient di luar sel sehingga memungkinkan nutrient tsb masuk ke dalam sel, misal amilase mengurai pati menjadi unit lebih kecil gula/glukosa

    Endo enzim, mensintesis bahan seluler dn menguraikan nutrient untuk menyediakan energi yang dibutuhkan sel, misal heksokinase mengkatalisis fosforilase glukosa dan heksosa di dalam sel

  • Satu molekul enzim dapat mengkatalisis 10 1000 molekul substrat per detik

    Reaksi yang dikatalisis oleh enzim berlangsung jauh lebih cepat (beberapa ribu beberapa juta kali) dari pada reaksi yang sama tanpa enzim

    Contoh penguraian protein dalam tubuh manusia tanpa enzim memerlukan waktu 50 tahun, dengan enzim hanya beberapa jam saja.

  • 2. SIFAT KIMIAWI DAN FISIK ENZIMEnzim adalah protein (pt) murni, atau gabungan pt dengan gugus kimia lainSifat kimia Enzim, terdenaturasi oleh panas, terendapkan oleh etanol dan garam organik dengan konsentrasi tinggi seperti Am. SulfatTidak terdialisis, tidak melewati membran semipermeabel / membran selektifPt enzim bermolekul sangat besar, dengan berat mol > 10.000 1 juta

  • KOMPONEN ENZIMEnzim tersusun dari komponen: protein disebut apoenzim non protein disebut kofaktorEnzim yang terkait dg kofaktor disebut holoenzimBeberapa jenis kofaktor :Ion anorganik, ion klorida, kalsiumGugus protestik, mol org yg terikat pada enzim, contoh hemeKoenzim, kofaktor mol org non pt, vitamin

  • Banyak enzim merupakan gabungan pt enzim yang tidak aktif (apoenzim) dengan molekul organik bermolekul rendah (koenzim) menjadi holoenzim yang aktif

    Beberapa koenzim mengandung vitamin, vit B1 (thiamin) merupakan komponen koenzim kokarboksilase, B2 (Riboflavin) ribovlafin adenin dinukleotidase, B6 (Piridoksin) piridoksal fosfat

  • Beberapa koenzim berupa ion logam berat dan disebut kofaktor, misal Fe2+ pada enzim katalase, ion lain Mn2+ Mg2+ Zn2+

    Enzim bersifat tidak stabil, aktifitasnya berkurang/ hancur oleh kondisi fisik dan kimia

    2 Sifat penting enzim yaitu:Efisiensi katalitiknya tinggi Derajat kekhususannya tinggi

  • 3. PENAMAAN dan KLASIFIKASI ENZIMPenamaan enzim diresmikan oleh Comission on Enzym of the International Union of BiochemistryDasar penamaan enzim ad. Tipe kimiawi yang dikatalisis, Enzim ada 2 nama: nama kerja dan sistematik, contoh heksokinase adalah nama dari ATPUnuk memberi nama enzim, digunakan akhiran ase khusus untuk enzim tunggal mis dehidrogenase, digunakan kata sistem, untuk penamaan suatu kompleks enzim / gabungan enzim

  • 4. SIFAT DAN MEKANISME KERJA ENZIMReaksi enzim dapat dinyatakan dg persamaan reaksi keseluruhan, contoh : Enzim E + substrat S = kompleks enzim substrat ES = produk P + enzim EFungsi utama enzim ad. Mengurangi hambatan energi aktivasi pada suatu reaksi kimiaEnergi aktivasi ad. Jumlah energi yg dibutuhkan untuk membawa suatu substrat ke status reaksinyaSintesis, gabungan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, dengan bantuan enzim reaksi ini menjadi lebih mudah

  • Mekanisme Reaksi Enzimatik

  • 5. KONDISI YANG MEMPENGARUHI AKTIVITAS ENZIMYaitu : Konsentrasi enzimKonsentrasi substratpHSuhuDengan semakin tinggi konsentrasi enzim maka aktivitas enzim juga semakin tinggiKenaikan substrat tidak berpengaruh pada laju aktivitas enzim pada titik tertentu

  • Pengaruh pH pada aktivitas enzim adalah, aktivitas enzim maksimum dicapai pada suatu pH tertentu, penyimpangan dari pH tersebut akan menurunkan aktivitas enzim

    Pengaruh suhu pada aktivitas enzim ad. Naiknya suhu berpengaruh pada aktivitas enzim sampai pada aktivitas enzim optimum, kenaikan suhu lebih lanjut akan menurunkan aktivitas enzim, dimana pada akhirnya terjadi perusakan enzim

  • 6. PENGHAMBATAN KERJA ENZIMHambatan enzim dikelompokkan dalam tipe non reversibel (tidak dapat balik) dan reversibel (dapat balik)Ada 2 tipe utama hambatan reversibel :Kompetitif / dapat di balik dengan menambah substrat dan non kompetitif / tidak dapatContoh penghambat enzm, zat-zat kimia, sianide penghambat kuat bagi enzim yang mengandung Fe, fluoride pada enzim yang mengandung Ca dan Mg

  • 7. KONDISI YG MEMPENGARUHI PEMBENTUKAN ENZIMLingkungan (media, pH, t) mempengaruhi pembentukan enzim terutama pada mikrobaEnzim dikelompokan 2 kel, berdasarkan substrat : enzim konstitutif, enzim yg selalu dihasilkan oleh sel contoh enzim pada proses glikolisis jumlahnya sama, walau substrat meningkatenzim adaptif / terinduksi, enzim yg dihasilkan oleh sel hanya sebagai tanggapan terhadap substrat tertentu, enzim ini dibentuk bila dibutuhkan

  • 8. PENETAPAN AKTIVITAS ENZIMAktivitas enzim dapat dilakukan dengan beberapa teknik, secara kuantitatif harus diperhatikan hal-hal sbb :Sifat reaksi yg dikatalisisKofaktor dan koenzim yg dibutuhkanKonsentrasi substrat dan Kofaktor dan koenzim pH optimumSuhu optimumMetode analitik sederhana utk menentukan lenyapnya substrat / munculnya produk baru

  • 9. SIFAT DAN MEKANISME PENGENDALIAN ENZIMSel hidup mensintesis dan menguraikan bahan-bahan yang dibutuhkan bagi metabolisme dan pertumbuhannya

    Kesemuanya diatur oleh mekanisme pengendalian metabolisme seluler yg tepat, yaitu menyangkut pengendalian kegiatan enzim, terlebih utk mikroba yg tidak punya pengendali supraseluler spt sel saraf, atau sistem hormonal.

  • Pengendalian kegiatan enzim diatur melalui 2 cara :Pengendalian katalisis secara langsungPengendalian genetik

  • Pengendalian katalisis :

    Terjadi dengan mengubah konsentrasi substrat, dg makin tingginya konsentrasi substrat maka laju reaksi meningkat sampai mencapai suatu nilai pembatas

    konsentrasi koenzim dan kofaktor dapat memberikan pengaruh pengendali dalam sel

  • Enzim juga dapat terikat pada struktur internal spt membran, sehingga enzim dan substrat tidak berada dalam kontak langsung

    Enzim proteolitik pada mikroba dapat menghancurkan enzim lain yg tdk dibutuhkan

  • Pengendalian secara langsung

    melalui penggandengan dg proses lainmelalui pengaturan oleh ligan, yaitu molekul yg terikat oleh enzim yang tidak berperan pada proses katalitik itu sendiri

  • Melalui hambatan arus-balik, ligan pengaturnya adalah produk akhir suatu lintasan metabolik yg dpt menghentikan sintesanya sendiri dg menghambat aktivitas salah satu enzim, dg cara ini mikroba dpt mencegah terbentuknya produk yg berlebihan

    Melalui aktivasi prekursor, dimana prekursor/ metabolit pertama suatu lintasan merupakan ligan pengatur yang mengaktivasi / merangsang aktivitas enzim terakhir di dlm deretan reaksi yg bersangkutan

  • Pengendalian dengan energiLigan pengatur yg terlibat dalam reaksi yg berkaitan dengan energi adalah adenilat, seperti ATP (adenosin tri phosphat), ADP, AMP

    Pada umumnya enzim yg berperan dlm pembentukan energi dihambat oleh energi yg tinggi (ATP konsentrasi tinggi) sementara itu beberapa enzim biosintetik yg penting justru di rangsang

  • Enzim alosterik/ enzim pengatur, mempunyai situs-situs tempat efektor (penghambat / aktivator) bekerja

    Pada waktu sel beradaptasi dg perubahan lingkungan, yg berperan adalah induksi danrepresi enzim

  • Pengendalian genetisMelibatkan induksi dan represi sintesis secara genetis

    Induksi adalah substrat / senyawa yg berberat mol. rendah utk menginduksi terjadinya sintesis enzim

    Represi adalah senyawa yg berberat mol. rendah yang mencegah terjadinya sintesis enzim

  • Korepresor ad. Represor yg bergabung dg gen operator sehingga mencegah disintesisnya mRNA oleh gen gen struktural

    Operon lak, ad induser yg ditambahkan pd E. coli, shg terjadi laju kenaikan sintesis enzim 1000 kali lipat

  • Komponen Halo Enzim

  • Komponen EnzimKebanyakan enzim adalah haloenzim, terdiri dari apoenzim (protein) dan cofactor (bukan protein)cofactor dapat berupa logam (Fe, Co, Mg, Mn, Zn, Ca, Co) atau kompleks molekul organik (NAD+, NADP+, FAD, coenzim A)Aktivator, adalah mol yg mempermudah ikatan enz