1

E N Z I M O L O G I

DISUSUN OLEHDR. WIDODO S.,MKes

2

E N Z I M

PENDAHULUAN : * KATALISATOR * BIOKATALISATOR

DEFINISI ENZIM :

SUATU PROTEIN YANG BERFUNGSI SEBAGAI BIOKATALISATOR, YANG DIPRODUKSI dan BER-FUNGSI DIDALAM TUBUH MAHKLUK HIDUP

SIFAT KHUSUS ENZIM :

1. SPESIFITAS KELOMPOK / REAKSI : -. ASPARTASE FUMARAT + NH4 L-ASPARTAT

-. UREASE, d.l.l.

3

2. SPESIFITAS OPTIK : -. MALTASE ---- -GLIKOSIDIK -. D-AMINO OKSIDASE -. L-AMINO OKSIDASE

STRUKTUR ENZIM :

=. SUATU PROTEIN

=. APO ENZIM

=. KOENZIM / KOFAKTOR

=. HOLO ENZIM ( APOENZIM + KOENZIM )

4

TATA NAMA & KLASIFIKASI ENZIM : SISTEM IUB

I. BERDASAR ATAS JENIS REAKSI 6 KELAS UTAMA :1. KELAS OKSIDO REDUKTASE 4. KELAS LIASE

2. KELAS TRANSFERASE 5. KELAS ISOMERASE

3. KELAS HIDROLASE 6. KELAS LIGASE

II. NAMA POKOK ENZIM TERDIRI DARI 2 BAGIAN : NAMA SUBSTRAT : NAMA KELAS + ASE CONTOH : Malat : NAD Oksido reduktase. ATP : D-Heksosa-6 fosfo transferase.

III. KETERANGAN TAMBAHAN, DILETAKKAN DIBELAKANG, DENGAN TANDA KURUNG. MALAT : NAD OKSIDOREDUKTASE ( DEKARBOKSILASE )

5

IV. KODE ENZIM ( KODE NOMOR ENZIM ) : NAMA ENZIM TERDIRI DARI 4 ANGKA : . ANGKA PERTAMA KELAS ENZIM . ANGKA KEDUA SUBKELAS . ANGKA KETIGA SUBSUBKELAS . ANGKA KEEMPAT NAMA SPESIFIK ENZIM

CONTOH : E.C. 2.7.1.1

KELAS ALKOHOL FOSFAT HEKSOKINASE

ATP : D-HEKSOSA-6 FOSFOTRANSFERASE (HEKSOKINASE )

ATP + D-HEKSOSA ADP + D-HEKSOSA-6 FOSFAT

6

KELAS 1 : OKSIDO REDUKTASE

YANG MENGKATALISA REAKSI OKSIDASI REDUKSI, TERMASUK TERHADAP GUGUS CH- OH, CH-CH, C=O, CH-NH2, CH=NH. SRED SOKS

e- S1 OKS S1 RED

CONTOH : 1.1.1.1. ALKOHOL : NAD OKSIDOREDUKTASE ( ALKOHOL DEHIDROGENASE ) ALKOHOL ALDEHID / KETON H+ + e- NAD+ NADH + H+

7

Contoh :

* Subkelas 1.4 : Enz yang bekerja pada gugus CH-NH2

E.C. 1.4.1.3. =Glutamat : NAD(P) oksido reduk-tase ( deaminasi )

Glutamat + H2O Ketoglutarat

NAD(P)+ NAD(P)H + H+

e

•Dari Subkelas 1.11. = Enz yang bekerja pada H2O2

E.C. 1.11.1.6. = H2O2 oksidoreduktase ( Katalase )

H2O2 + H2O2 2 H2O2 + O2

8

KELAS 2 : TRANSFERASE

YANG MENGKATALISA PEMINDAHAN GUGUS G ( SELAIN HIDROGEN ) ANTARA SEPASANG SUBSTRAT, TERMASUK GUGUS ALDEHID, KETON, ASIL ( COOH ), ALKIL (-ROH ), GLIKOLSIL ( -RCHO ), FOSFAT, SULFAT S1-G S1

G S2 S2-G

CONTOH : DARI SUBKELAS 2.3.- ASIL TRANSFERASE E.C. 2.3.1.6. = KOLIN 0-ASETIL TRANSFERASE (KOLIN ASIL TRANSFERASE) : Asetil-koA Asetil-Kolin koA Kolin-SH KoA-SH

CONTOH : 2.7.1.1 , ATP : D-HEKSOSA-6 FOSFOTRANS- FERASE ( HEKSOKINASE ) D- HEKSOSA D- HEKSOSA-6 P ATP ADP

9

KELAS 3 : HIDROLASE YANG MENGKATALISA PEMECAHAN SENYAWA DENGAN CARA HIDROLISIS.

CONTOH : DARI SUBKELAS 3.1. E.C 2.3.1.8. = ASIL KOLIN ASIL HIDROLASE ( Pseudokolin Este rase ) ASIL-KOLIN KOLIN + ASAM

DARI SUBKELAS 3.2. -- ikatan Glikosidik E.C. 3.2.1.23 = GALAKTOSIDASE ( GALAKTOHIDROLASE ) : D- GALAKTOSIDA ALKOHOL + D-GALAK-

TOSA

H2O

H2O

10

KELAS 4 : L I A S E YANG MENGKATALISA PELEPASAN GUGUS DARI SUBSTRAT, DENGAN MEKANISME BUKAN HIDROLISA, DAN MENIMBULKAN IKATAN RANGKAP. X Y -C—C- X-Y + -C=C-

CONTOH : DARI SUBKELAS 4.1. IKATAN ALDEHID / KETON

E.C. 4.1.2.7. = KETOSA-1P : ALDEHIDE LIASE ( ALDOLASE )

FRUKTOSA-1,6-P2 DIHIDROKSI ASETON-P +

GLISERALDEHIDE-3P

DARI SUBKELAS 4.2. :

E.C. 4.2.1.1. = MALAT HIDRO LIASE ( FUMARASE )

MALAT FUMARAT + H2O

11

KELAS 5 : ISOMERASE MENGKATALISA INTERKONVERSI OPTIK, GEOME - TRIK ATAU POSISI.

CONTOH :

DARI SUBKELAS 5.1. : RASEMASE / EPIMERASE

E.C. 5.1.1.1. ALANIN RASEMASE ;

L-ALANIN D-ALANIN

DARI SUBKELAS 5.2. : SISTRANS ISOMERASE

E.C. 5.2.1.3. = TRANSRETINEN 11 SISTRANS ISOMERASE

TRANS RETINEN 11-SIS-RETINEN

12

KELAS 6 : LIGASE YANG MENGKATALISA PENGGABUNGAN 2 SENYA - WA DISERTAI DENGAN PEMUTUSAN IKATAN PIRO - FOSFAT DARI ATP ATAU SENYAWA FOSFAT BER - ENERSI TINGGI LAINNYA.

TERMASUK PEMBENTUKAN IKATAN C-O, C-S, C-N & C-CCONTOH :

DARI SUBKELAS 6.2. : IKATAN TIOESTER

E.C. 6.2.1.4. = SUKSINAT : KoA LIGASE (GDP = SUK-

SINAT TIOKINASE )

GTP GDP

SUKSIBAT SUKSINIL-KoA

KoA-SH

DARI SUBKELAS 6.3. : IKATAN C-N

E.C. 6.3.1.2. = GLUTAMAT : AMONIA LIGASE ( ATP ) (GLUTAMIN SINTETASE )

GLUTAMAT + NH3 + ATP GLUTAMIN + ADP + Pi

13

LOKASI ENZIM :

SEMUA ENZIM ( = PROTEIN ) DISINTESIS DI RIBOSOM

EKSKRESI ENZIM SUDAH DALAM BENTUK AKTIP, SEBAGIAN ADA YG BELUM AKTIP = ZIMOGEN =

PROENZIM

BENTUK ZIMOGEN CONTOH PADA ENZ PENCERNAAN

LOKASI KERJA ENZIM DI DALAM SEL ORGANEL, KECUALI BEBERAPA ENZIM, SEPERTI ENZIM PENCERNAAN, ENZIM KOAGULASI DARAH

14

BAGIAN AKTIF DARI MOL. ENZIM :

ACTIVE SITE

CATALYTIC SITE

ALLOSTERIC SITE

MENGIKAT “ S “

MENGOLAH “ S “

MEKANISME KERJA ENZIM :

1. TEORI FISHER : ( KEY & LOCK THEORY )

REAKSI : E + S [ ES ] E + P

+ +

“ S “ = SUBSTRAT

E S ES E P

15

2. TEORI INDUKSI MODEL KOSHLAND ( INDUCE FIT THEORY ) :SEBELUM TERJADI HUBUNGAN E – S , KEDUA MOLEKUL SALING MENDEKAT KARENA ADANYA GUGUS-GUGUS AKTIF ( -NH2, -PO4, -SH, -OH, -COOH, dsb ) TERJADI “KONFORMASI” DARI MOLEKUL E. === BENTUK MOL. E JADI SESUAI DAN SERASI DENGAN MOLEKUL S == = TERJADI E – S COMPLEX

E

P

SH

S

MEKANISME KERJA ENZIM :

16

2. Daniel – Koshland : Induced – fit

Enzim substrat

17

FAKTOR-2 YANG MEMPENGARUHI KECEPATAN REAKSI ENZIMATIK :

1. FAKTOR SUHU :

KECEPATAN REAKSI ENZIMATIK

SUHU OPTIMUM

to C

2. FAKTOR pH :

PENGARUH PERUBAHAN pH :

a. pH ASAM / SANGAT ASAM atau BASA / SANGAT BASA = DENATURASI ENZIM ==== FUNGSI HILANG.

b. PERUBAHAN pH ---- PERUBAHAN MUATAN PADA GUGUS- GUGUS DARI ENZIM---- PENGARUHI KONFORMASI E – S -- PENGARUHI PEMBENTUKAN E-S KOMPLEKS == KECEPATAN REAKSI BERUBAH.

KECEPATAN REAKSI ENZIMATIK

pH

pH OPTIMUM

Q10 = 2

18

3. FAKTOR KADAR SUBSTRAT & ENZIM :•KADAR S << KADAR E = PENAMBAHAN S AKAN MENAIKKAN

KECEPATAN REAKSI ENZIM JENUH DENGAN S =

KECEPATAN REAKSI TIDAK MENINGKAT LAGI.

• KADAR E << KADAR S = PENAMBAHAN E AKAN MENING-

KATKAN KECEPATAN REAKSI SETELAH TERJADI KESE-

TIMBANGAN = PENAMBAHAN E TIDAK AKAN MENINGKAT-KAN KECEPATAN REAKSI.

REAKSI ENZIMATIK : E + S E + Pk1

k2

v1 = k1 [E] [S] v2 = k2 [E] [P]

v1 ADALAH KECEPATAN AWAL = SAAT MULAI REAKSI

v1 BERBANDING LURUS DENGAN KADAR SUBSTRAT

MAUPUN KADAR ENZIM.

19

4. PENGARUH MODIFIER :

MODIFIER SENYAWA YANG MAMPU MEMPENGARUHI

AKTIVITAS / KECEPATAN REAKSI ENZIMATIK.

4.1. MODIFIER POSITIP = AKTIVATOR : ION-ION LOGAM : Mn, Mg, Ca, dll

4.2. MODIFIER NEGATIP = INHIBITOR : 4.2.a. PENGHAMBAT BERSAING = COMPETITIVE INHIBITOR 4.2.b. PENGHAMBAT TAK BERSAING = NON COMPETITIVE INHIBITOR

20

COMPETITIVE INHIBITOR :• BENTUK / STRUKTUR MIRIP DENGAN SUBSTRAT

• KERJANYA : BERSAING DENGAN S DALAM MEMPEREBUTKAN

“ ACTIVE SITE “ DARI ENZIM.CONTOH : 1. SULFANILAMIDE -- MENGHAMBAT P.A. B.A

2. AMINOPTERIN, AMETHOPTERIN -- MIRIP

DENGAN AS. FOLAT

3. DICOUMAROL -- MIRIP VITAMIN K

4. PHYSOSTIGMIN -- MENGHAMBAT ASETILKOLIN NON COMPETITIVE INHIBITOR :

A. IRREVERSIBLE NON COMPETITIVE INHIBITOR :

* MERUSAK ENZIM == ENZIM TAK DAPAT BEKERJA

B. REVERSIBLE NON COMPETITIVE INHIBITOR :

.) TIDAK MIRIP DENGAN SUBSTRAT

.) TIDAK MENEMPATI “ CATALYTIC SITE “ ,

TETAPI MENEMPATI “ ALLOSTERIC SITE “

.) KERJA ENZIM JADI TERHAMBAT ----- TIDAK MENCAPAI

KECEPATAN YANG MAKSIMAL

21

K O E N Z I M :

* BAGIAN NON PROTEIN DARI HOLOENZIM

* SEBAGAI SUBSTRAT KEDUA = CO SUBSTRAT :

OH O

CH O- C

H33C C H33C C O-

O O

LAKTAT PIRUVAT

NAD+ NADH + H+

* PERANAN KOENZIM :

D-G CoE A-G

D CoE-G A

D-H CoE A-H

D CoE-H A

LAKTAT DEHIDROGENASE

22

KLASIFIKASI KOENZIM :

1. UNTUK PEMINDAHAN GUGUS H :

. NAD+ , NADP+ . FMN , FAD

. ASAM LIPOAT . KOENZIM Q

2. UNTUK PEMNIDAHAN GUGUS-GUGUS SELAIN H :

*. KoA *. PIRIDOKSAL FOSFAT *. KOENZIM FOLAT

*. BIOTIN *. TIAMIN PIROFOSFAT *. ASAM LIPOAT

*. KOENZIM KOBAMIDA (B12 )

SEBAGIAN BESAR KOENZIM MERUPAKAN DERIVAT VITAMIN B COMPLEX

ENZIM-ENZIM KELAS 1, 2, 5 DAN 6 MEMERLUKAN KOENZIM

ENZIM-ENZIM KELAS 3 DAN 4 TIDAK MEMERLUKAN KOENZIM

23

I S O Z I M :

== ENZIM YANG BERBEDA SIFAT FISIK, KIMIA dan IMMUNOKIMIA-

NYA, TETAPI MEMPUNYAI FUNGSI KATALITIK YANG SAMA.

LEBIH DARI SATU SUBUNIT / ISOMER

DAPAT DIPISAHKAN DENGAN ELEKTROFORESA

CONTOH : -. LAKTAT DEHIDROGENASE = LDH

PUNYA 4 SUB UNIT / PROTOMER, DENGAN TYPE H & M

I1 : H H H H

I2 : H H H M

I3 : H H M M

I4 : H M M M

I5 : M M M M

-. MALAT DEHIDROGENASE

24

ENZIM dalam DARAH :1. FUNCTIONAL PLASMA ENZYME ( ENZIM FUNGSIONAL PLASMA ) :

-. LIPOPROTEIN LIPASE

-. PSEUDOCHOLIN ESTERASE

-. ENZIM-ENZIM PEMBEKUAN DARAH

2. NON FUNCTIONAL PLASMA ENZYME ( ENZIM NON FUNGSIONAL PLASMA ) :

PENTING UNTUK DIAGNOSA dan PROGNOSA PENYAKIT .

-. CONTOH : =. PLASMA LIPASE

=. PLASMA AMILASE

=. PLASMA TRIPSIN

=. KOLIN ESTERASE

=. FOSFATASE

=. TRANSAMINASE : G O T & G P T

=. LAKTAT DEHISROGENASE = LDH

25

WD