enzim 24 sept 10
-
Upload
adut-ganal -
Category
Documents
-
view
158 -
download
5
Transcript of enzim 24 sept 10
Ni Putu Linda Laksmiani, S.Farm., Apt
Pendahuluan Pengertian Enzim Bagian Penting dari Enzim Tata Nama dan Klasifikasi Enzim Bagaimana Enzim Bekerja Kinetika Enzim Regulasi Aktivitas Enzim
Setiap sel hidup dalam organismeenergikatabolisme (glukosa)
Energi tersebut untuk melakukan seluruh proses fisiologi dan biokimia didalam sel dan sistem tubuhSeluruh proses tsbt memerlukan katalisator yang disebut ENZIM
Dlm system biologi reaksi kimia selalu memerlukan katalis. Tanpa katalis sangat lama shg diperlukan Enzim yg berfungsi sbg biokatalisatorprotein yang berfungsi untuk mempercepat reaksi dengan jalan menurunkan tenaga aktivasi dan tidak mengubah kesetimbangan reaksi, serta bersifat sangat spesifik.
Enzim adalah zat yang dihasilkan oleh organisme hidup yang melakukan fungsi sebagai katalisator pada reaksi-reaksi biokimia
Enzim mengandung berbagai jenis asam amino
Hampir semua enzim yang dikenali hingga saat ini berupa protein, dan sedikit yang berupa RNA Ribozim
Sebagai protein, enzim berukuran sangat besar dibandingkan dengan molekul pada reaksi yang dikatalisis.
Ukuran enzim berkisar 12000-1 juta kd
Katalis yg paling efisien mampu mempercepat reaksi 1020 kali lbh cepat
Enzim bersifat sangat spesifik, baik jenis reaksi maupun substratnya ,
Tripsin
Trombin
Enzim tidak ikut bereaksi dgn substrat atau produknya
Aktifitas dapat dikontrol sesuai dengan kebutuhan organisme itu sendiri Contoh : enzim yg mengkatalisis reaksi pertama pada suatu siklus biosintesis biasanya di hambat oleh produk akhirnya(feedback inhibition)
bbrp enzim disintesis dlm btk tidak aktif. Dan akan diaktifkan oleh kondisi dan waktu yang sesuai (enzim allosterik) . prekursor yg tidak aktif disebut zymogen
Kemampuan katalitiknya Spesifisitas Kemampuan untuk diatur
(regulasi)
Kita mengenal istilah:
Holoenzim
Apoenzim/ apoprotein
Gugus prostetik
Koenzim
Kofaktor
Beberapa enzim tidak membutuhkan molekul kimiawi lain untuk aktifitasnya, beberapa membutuhkan kofaktor / koenzim
Kofaktor ion-ion inorganik yg dibutuhkan enzim untuk melakukan fungsinya
Koenzim molekul organik (komplek) yang dibutuhkan enziim untuk melakukan fungsinya
Koenzim atau kofaktor yang terikat sangat kuat bahkan terikat dengan ikatan kovalen dengan enzim gugus prostetik
Enzim aktif lengkap dengan semua komponennya holoenzim
Bagian yang terdiri dari protein saja pada suatu enzim Apoenzim / apoprotein
Fungsi koenzim adalah sebagai karier sementara dari gugus fungsional yg berperan dalam reaksi ensimatis tersebut.
IUB (International Union of Biochemistry) pada tahun 1955 merekomendasikan tatacara pemberian nama enzim :1.Nama sistemik : sesuai dengan reaksi yang dikatalisis
Fosfotransferase ATP glukosa enzim yg mengkatalisis reaksi pemindahan gugus fosfat dari ATP menuju glukosa2. Nama yang direkomendasikan : nama yang memudahkan untuk menyebut dan mengingat karena sering digunakan sehari-hari.Misalnya : amilase
3. Nama singkatan:nama yang disingkat dari nama aslinya yang panjang.Misalnya GST (Glutation S-transferase)
4. Nama umum atau nama trivial : nama yang sering disebut. Misalnya heksokinase, amilase, tripsin, pepsin.Kinase adalah nama umum untuk enzim yang melakukan transfer gugus fosfat (fosforilasi) dan heksokinase adalah nama umum untuk enzim no.1
Enzim yang mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi
Sering menggunakan koenzim seperti NAD+ , NADP+ , FAD atau lipoat sebagai reseptor hidrogen
Enzim ini mengkatalisis substrat yang bergugus fungsi:-CHOH, -C=O, C=CH, CH-NH2
CH-NH- Golongan ini meliputi :dehidrogenase,
reduktase, oksidase, peroksidase, hidroksilase, oksigenase
Contoh : Pada reaksi pembentukan aldehidenzim alkohol dehidrogenase
Bekerja sebagai katalis pada reaksi pemindahan suatu gugus (C, N, P atau S) dari suatu senyawa ke senyawa yang lain tanpa melibatkan oksidasi dan reduksi
Contoh: Metiltransferase, hidroksimetiltransferase, aminotransferase/transaminase
Asam glutamat + asam piruvat asam ketoglutarat +alanin (Enzim transaminase)
Berperan penting pada pemisahan atau pemutusan ikatan suatu gugus dari substrat, tanpa melibatkan hidrolisis atau oksidasi-reduksi
Asam piruvat CH3 -CH=O + CO2
Enzim ini juga mengkatalisis reaksi adisi terhadap ikatan : C=C, C=O-, C=N-
Bekerja pada reaksi-reaksi penggabungan 2 molekul dengan bantuan energi yang diperoleh dari hidrolisis ATP.
# Contoh : Glutamin sintetase (mengkatalisis pembentukan glutamin dari asam glutamat)# Contoh lainnya : proteingabungan dari beberapa asam amino
Bekerja sebagai katalis pada reaksi hidrolisis Enzim ini berperan dalam proses transfer
H2O Golongan ini meliputi : esterase, amidase,
peptidase, fosfatase, glikosidase. Contoh :
# esterasememecah ikatan ester dengan cara hidrolisis#lipase memcah ikatan ester pada lemak menjadi asam lemak dan gliserol#fosfatasememecah ikatan fosfat pada suatu senyawa
Enzim membantu dalam proses isomerisasi pada suatu senyawa
Isomer adalah dua buah senyawa yang mempunyai rumus bangun yang berbeda tetapi rumus kimianya sama
Golongan ini adalah isomerase, rasemase, epimerase, dan mutase
Contoh reaksi yang dikatalisis oleh enzim ini adalah perubahan glukosa menjadi fruktosa, perubahan senyawa cis menjadi trans
Reaksi tanpa enzim:LambatMembutuhkan suhu yang tinggi Tekanan yang tinggi
Reaksi enzimatisEnzim memberikan suatu lingkungan yg
spesifik di dalam sisi aktifnya, sehingga reaksi secara energetik dapat lebih mudah terjadi
Perbedaan antara energi reaktan (fase awal) dgn energi produk (fase akhir) selisih energi bebas standar (ΔGº)
Agar reaksi berjalan spontan, bagaimanakah
nilai ΔGº
Enzim mempercepat reaksi tetapi tidak mengubah keseimbangan reaksi atau ΔGº
Kesetimbangan reaksi antara Reaktan dan produk mencerminkan perbedaan energi bebas pada fase awal
Kecepatan reaksi tergantung energi aktivasi ΔGº≠ suatu pasokan energi dibutuhkan untuk mengawali suatu reaksi
Energi aktivasi untuk reaksi yg dikatalis dengan enzim lebih rendah dr reaksi tanpa enzim
Glukosa + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O ΔGº = -2880 kJ/mol
Enzim penting untuk menurunkan energi aktifasi untuk memulai suatu reaksi
Enzim mengikat substrat menciptakan jalan reaksi yg berbeda yg mempunyai fase transisi lebih rendah dbanding reaksi tanpa enzim
Inti dr reaksi katalisis ikatan yg spesifik pd fase transisi
Substrat terikat interaksi nonkovalen
E + S ↔ ES ↔ EP ↔ E + P
Kekuatan enzim dlm mengkatalisis suatu reaksi kemampuan enzim membawa substrat bersama-sama pd orientasi yang tepat untuk terjadinya suatu reaksi
Substrat terikat pd sisi aktif yi cekukan pd protein yg berisi asam amino yg penting untuk tjdnya suatu reaksi kimia
merupakan bagian kecil dari enzim sisi aktif merupakan suatu cekukan
yang bersifat 3 dimensi. memberikan linkungan mikro yg sesuai utk terjadinya suatu reaksi kimia
substrat terikat pada sisi aktif dengan interaksi / ikatan yang lemah.
Spesifitas enzim dipengaruhi oleh asam amino yg menyusun sisi aktif suatu enzim
Gambar sisi aktif enzim dan asam amino yang terlibat
Sisi aktif mempunyai 2 bagian yg penting:Bagian yang mengenal substrat dan kemudian
mengikatnyaBagian yang mengkatalisis reaksi, setelah
substrat diikat oleh enzim
Asam amino yang membentuk kedua bagian tersebut tidak harus berdekatan dalam urutan secara linear, tetapi dalam konformasi 3D mereka berdekatan
Lock and Key analogyEnzim memiliki struktur sisi spesifik yang cocok dengan substrat.Mampu menerangkan spesifitas ensim ttp tidak dapat menerangkan stabilitas fase transisi ensim
Induced Fit theorymempertimbangkan fleksibilitas protein, sehingga pengikatan suatu substrat pada enzim menyebabkan sisi aktif mengubah konformasinya sehingga cocok dgn substratnya. dpt menerangkan fase transisi ES komplek
Lock and key model
Induced Fit model
pH setiap enzim mempunyai pH optimum utk bekerja.
contoh : pepsin pH 2, amylase pH 7.0, tripsin 8,5
Temperatur setiap kenaikan suhu 10˚C (sampai 40˚C), kecepatan reaksi naik 2 x lipatnya dan reaksi terhambat dan berhenti pada 60˚C. Mengapa?
[S] dan atau [E] Inhibitor
E + S ES E + PK1 K2
K-1
K1 : kecepatan konstan pembentukan ES komplekK2 : kecepatan konstan konfersi ES komplek ke PK-1 : kecepatan konstan pemecahan ES komplek ke E bebasEnzim sangat efisien dalam mengkatalis suatu reaksi, steady state (keseimbangan reaksi) segera dapat tercapai apabila : Kecepatan pembentukan ES komplek sama dengan kecepatan pemecahannya
K-1 + K2
= Km konstanta Michaelis K1 Vmax [S]
V = Persamaan Michaelis-Menten Km + [S]
Ketika kondisi diatur sehingga [S] = Km maka
Vmax [S]
V = dan V = Vmax / 2
[S] + [S]
Y = m x + b
Kerja enzim dapat dihambat secara reversible atau irreversible
Irreversible pembentukan atau pemecahan ikatan kovalen dalam enzim
Reversible suatu senyawa dapat terikat dan kemudian dpt lepas kembali
Reversible inhibitor ini dpt dibagi : competitive non-competitive un-competitive
inhibitor bersaing dgn substrat untuk terikat pd sisi aktif
Biasanya inhibitor berupa senyawa yg menyerupai substratnya, & mengikat enzim membentuk komplek EI
krn terikat scr reversible penghambatan nya bias, yaitu ketika ditambah substrat maka penghambatan berkurang
inhibitor terikat pada sisi lain dari enzim (bkn sisi aktif)
jadi tidak memblok pembtkan enzim-substrat komplek
Enzim mjd tidak aktif ketika inhibitor terikat walau enzim mengikat substrat
Inhibitor mengurangi konsentrasi enzim yg aktif, sehingga mempengaruhi Vmax –nya
Terikat pd sisi selain sisi aktif enzim
Berbeda dgn non-competitive inhibitor ini hanya terikat pd ES komplek
Sehingga tidak terikat pd enzim bebas
Vmax berubah, dan Km juga berubah
Enzim allosterik mengalami perubahan konformasi sebagai respon terhadap pengikatan modulator efektor
Allosterik enzim biasanya lebih komplek dari non allosterik enzim, memiliki sub unit lebih dari satu
Memiliki satu atau lebih sisi allosterik / regulator untuk mengikat modulator.
Seperti halnya substrat, setiap regulator memiliki sisi pengikatan yang berbeda
Untuk enzim homotropik sisi aktif dan sisi regulator sama
specific activity is the amount of product formed by an enzyme in a given amount of time under given conditions per milligram of enzyme.
The rate of a reaction is the concentration of substrate disappearing (or product produced) per unit time (mol L − 1s − 1)
The enzyme activity is the moles converted per unit time (rate × reaction volume). Enzyme activity is a measure of quantity of enzyme present. The SI unit is the katal, 1 katal = 1 mol s-1, but this is an excessively large unit. A more practical value is 1 enzyme unit (EU) = 1 μmol min-1 (μ = micro, x 10-6).
The specific activity is the moles converted per unit time per unit mass of enzyme (enzyme activity / actual mass of enzyme present). The SI units are katal kg-1, but more practical units are μmol mg-1 min-1. Specific activity is a measure of enzyme efficiency, usually constant for a pure enzyme.
If the specific activity of 100% pure enzyme is known, then an impure sample will have a lower specific activity, allowing purity to be calculated.
The % purity is 100% × (specific activity of enzyme sample / specific activity of pure enzyme). The impure sample has lower specific activity because some of the mass is not actually enzyme.