Kinetika EnzimKinetika Enzim

Dr. Hairrudin, MkesDr. Hairrudin, Mkes

Enzimdr. Hairrudin, M.Kes

Enzimdr. Hairrudin, M.Kes

PendahuluanPendahuluan

Biokimia: mempelajari komposisi kimia Biokimia: mempelajari komposisi kimia dan proses-proses kimia yang terjadi dan proses-proses kimia yang terjadi dalam mahluk hidup.dalam mahluk hidup.

Makna Biomedis:Makna Biomedis:

- PromotifPromotif

- Mekanisme dasar penyakitMekanisme dasar penyakit

- Menegakkan diagnosisMenegakkan diagnosis

- Planing terapiPlaning terapi

WhatWhat

EnzimEnzim

WhenWhenWhereWhere

HowHowWhyWhy

Enzim: protein yg bertindak sbg biokatalisator

Lokasi EnzimLokasi Enzim

• Di mana ada reaksi kimia (pada organise) Di mana ada reaksi kimia (pada organise) di situ ada enzimdi situ ada enzim

• Lokasi berhubungan dengan fungsiLokasi berhubungan dengan fungsi

• Contoh: Contoh: – Saluran cerna : pencernaanSaluran cerna : pencernaan– Enzim ribosom: berperan pada sintesis Enzim ribosom: berperan pada sintesis

proteinprotein– Enzim mitokondria: berperan pada Enzim mitokondria: berperan pada

pengadaan energi atau reaksi-reaksi oksidasipengadaan energi atau reaksi-reaksi oksidasi

Cara KerjaCara Kerja

• Menurunkan energi aktivasiMenurunkan energi aktivasi

• E aktivasi: jumlah E yang diperlukan E aktivasi: jumlah E yang diperlukan untuk membawa semua molekul dalam untuk membawa semua molekul dalam satu mole suatu bahan pada suatu suhu satu mole suatu bahan pada suatu suhu tertentu dari keadaan awal menuju tertentu dari keadaan awal menuju keadaan transisikeadaan transisi

• Keadaan transisi: kemungkinan Keadaan transisi: kemungkinan terbentuk dan terputusnya ikatan kimia terbentuk dan terputusnya ikatan kimia sangat besarsangat besar

Catalytic siteCatalytic site

• = active site= active site• Tempat pengikatan substrat atau Tempat pengikatan substrat atau

proses katalisis berlangsungproses katalisis berlangsung• Terbentuk ok struktur tersierTerbentuk ok struktur tersier• Dua gugus:Dua gugus:

– Gugus pengikatGugus pengikat– Gugus reaktifGugus reaktif

• Memiliki struktur 3 dimensi, umumnya Memiliki struktur 3 dimensi, umumnya berbentuk celahberbentuk celah

KofaktorKofaktor

• Senyawa lain bukan protein yang Senyawa lain bukan protein yang diperlukan oleh enzim agar dapat diperlukan oleh enzim agar dapat melaksanakan fungsi katalitiknyamelaksanakan fungsi katalitiknya

• Klasifikasi :Klasifikasi :– Logam = kofaktor logamLogam = kofaktor logam– Senyawa organik non protein = KoenzimSenyawa organik non protein = Koenzim

• Komplek enzim-koenzim = HoloenzimKomplek enzim-koenzim = Holoenzim• Jika Koenzim lepas, enzim jadi inaktif = Jika Koenzim lepas, enzim jadi inaktif =

ApoenzimApoenzim

KoenzimKoenzim

• Ikatan enzim-koenzimIkatan enzim-koenzim– Kovalen : koenzim = gugus prostetik. Contoh: Kovalen : koenzim = gugus prostetik. Contoh:

Biositin pada enzim asetil-KoA karboksilaseBiositin pada enzim asetil-KoA karboksilase– Nonkovalen: koenzim = kosubstratNonkovalen: koenzim = kosubstrat

• Contoh:Contoh:– TPP (tiamin pirofofat = vitamin B1)TPP (tiamin pirofofat = vitamin B1)– FAD (flavin adenin dinukleotida = vitamin B2)FAD (flavin adenin dinukleotida = vitamin B2)– NAD (nikotinamid adenin dinukleotida)NAD (nikotinamid adenin dinukleotida)

– Biositin (pembawa gugus COBiositin (pembawa gugus CO22))

– Koenzim A (pembawa gugus asil R-COOKoenzim A (pembawa gugus asil R-COO--).).

KosubstratKosubstrat

• Perubahan kimianya mengimbangi Perubahan kimianya mengimbangi substrat.substrat.– Glukosa + ATP Glukosa + ATP Glukosa 6 P + ADP Glukosa 6 P + ADP

• Perubahan kimia koenzim sering Perubahan kimia koenzim sering mempunyai arti fisiologik yang lebih mempunyai arti fisiologik yang lebih penting.penting.– NADH + HNADH + H++ + Asam piruvat + Asam piruvat NAD NAD++ + +

Asam laktat. Tujuan utama untuk reaksi ini Asam laktat. Tujuan utama untuk reaksi ini adalah untuk menghasilkan NADadalah untuk menghasilkan NAD++ bukan bukan asam laktat.asam laktat.

ISOZIM : SEKELOMPOK ENZIM ISOZIM : SEKELOMPOK ENZIM YANG DAPAT MENGKATALISIS YANG DAPAT MENGKATALISIS REAKSI YANG SAMA TETAPI REAKSI YANG SAMA TETAPI MEMPUNYAI SIFAT-SIFAT FISIK, MEMPUNYAI SIFAT-SIFAT FISIK, KIMIA ATAU IMUNOLOGIK YANG KIMIA ATAU IMUNOLOGIK YANG SEDIKIT BERBEDASEDIKIT BERBEDA

Proenzim /Zymogen: Enzim yang Proenzim /Zymogen: Enzim yang diproduksi dalam bentuk inaktifdiproduksi dalam bentuk inaktif

Faktor-Faktor yang Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Reaksi Mempengaruhi Reaksi Enzimatik Enzimatik • Reaksi enzimatik dipengaruhi oleh:Reaksi enzimatik dipengaruhi oleh:

– Kadar enzim Kadar enzim – Kadar substratKadar substrat– pHpH– SuhuSuhu– AktivatorAktivator– Inhibitor Inhibitor

Pengaruh Kadar Enzim Pengaruh Kadar Enzim Terhadap Reaksi EnzimatikTerhadap Reaksi Enzimatik

• Ket A: I (1u), II Ket A: I (1u), II (2u), III (4u)(2u), III (4u)

• Ket B: pada t0 Ket B: pada t0 grafik linier =V0 grafik linier =V0 berbanding lurus berbanding lurus dengan kadar dengan kadar enzim enzim

Pengaruh Kadar Substrat Pengaruh Kadar Substrat Terhadap Reaksi EnzimatikTerhadap Reaksi Enzimatik

• Kadar substrat Kadar substrat dinaikkan Vo makin dinaikkan Vo makin tinggitinggi

• Pada kadar substrat Pada kadar substrat tertentu didapatkan tertentu didapatkan Vo maximumVo maximum

• Kadar substrat yang Kadar substrat yang dibutuhkan agar dibutuhkan agar Vo=1/2Vomax = KmVo=1/2Vomax = Km

Pengaruh pH pada Reaksi Pengaruh pH pada Reaksi EnzimatikEnzimatik

• Enzim merupakan protein jadi peka Enzim merupakan protein jadi peka terhadap perubahan pHterhadap perubahan pH

• Pada pH yang terlalu tinggi atau Pada pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah, enzim akan terlalu rendah, enzim akan mengalami denaturasi.mengalami denaturasi.

• pH optimum : pH dimana ∆S/t pada pH optimum : pH dimana ∆S/t pada tiap-tiap saat selalu lebih besar tiap-tiap saat selalu lebih besar dibandingkan pada pH yang lain.dibandingkan pada pH yang lain.

Hubungan pH dengan Hubungan pH dengan Aktivitas EnzimAktivitas Enzim

Pengaruh Suhu pada Reaksi Pengaruh Suhu pada Reaksi EnzimatikEnzimatik

• Pada umumnya reaksi kimia berjalan lebih Pada umumnya reaksi kimia berjalan lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi.cepat pada suhu yang lebih tinggi.

• Pada suhu yang tinggi enzim mengalami Pada suhu yang tinggi enzim mengalami denaturasi ( pada suhu 70˚C, sebagian denaturasi ( pada suhu 70˚C, sebagian besar enzim menjadi inaktif)besar enzim menjadi inaktif)

• Pada suhu yang meningkat, kecepatan Pada suhu yang meningkat, kecepatan reaksi juga meningkat (Vo), tetapi reaksi juga meningkat (Vo), tetapi denaturasi lebih mudah terjadi.denaturasi lebih mudah terjadi.

• Suhu optimum selalu berubah tergantung Suhu optimum selalu berubah tergantung pada waktu. pada waktu.

Pengaruh Suhu pada Reaksi Pengaruh Suhu pada Reaksi EnzimatikEnzimatik

Pengaruh Inhibitor Pengaruh Inhibitor Terhadap Reaksi EnzimatikTerhadap Reaksi Enzimatik

• Menghambat reaksi enzimatikMenghambat reaksi enzimatik• Dapat berikatan dengan enzimDapat berikatan dengan enzim• Klasifikasi inhibitor:Klasifikasi inhibitor:

– Berdasar sifat kinetikanya:Berdasar sifat kinetikanya:• Inhibitor kompetitif (hambatannya dapat Inhibitor kompetitif (hambatannya dapat

dikurangi/ditiadakan dg peningkatan kadar substrat)dikurangi/ditiadakan dg peningkatan kadar substrat)• Inhibitor nonkompetitif hambatannya tidak dapat Inhibitor nonkompetitif hambatannya tidak dapat

dikurangi/ditiadakan dg peningkatan kadar substrat)dikurangi/ditiadakan dg peningkatan kadar substrat)

– Berdasar sifat ikatan enzim-inhibitor:Berdasar sifat ikatan enzim-inhibitor:• Inhibitor reversibelInhibitor reversibel• Inhibitor irreversibelInhibitor irreversibel

Inhibitor KompetitifInhibitor Kompetitif

• Selalu bersifat reversibelSelalu bersifat reversibel• Inhibitor kompetitif hanya dapat mengikat Inhibitor kompetitif hanya dapat mengikat

enzim bebas tetapi tidak dapat mengikat enzim bebas tetapi tidak dapat mengikat kompleks enzim substratkompleks enzim substrat

• Mekanisme hambatan:Mekanisme hambatan:– Inhibitor analog substrat: inhibitor memiliki struktur Inhibitor analog substrat: inhibitor memiliki struktur

yang mirip dengan substrat sehingga dapat terikat yang mirip dengan substrat sehingga dapat terikat pada pada active siteactive site..

– Steric hindrance inhibitor: Steric hindrance inhibitor: inhibitor tidak terikat inhibitor tidak terikat pada active site, tetapi dapat menghalangi substrat pada active site, tetapi dapat menghalangi substrat terikat pada active site karena terjadi halangan terikat pada active site karena terjadi halangan sterik.sterik.

Inhibitor Kompetitif

Analog Substrat

Inhibitor Kompetitif Steric Hindrance

- Km : meningkat- Vmax : tetap

Inhibitor Kompetitif analog Inhibitor Kompetitif analog substratsubstrat

• Contoh :Contoh :– Sulfanilamid (struktur mirip PABA): Sulfanilamid (struktur mirip PABA):

inhibitor dihidropteroat sintetaseinhibitor dihidropteroat sintetase– Fisosstigmin (mirip asetilkolin) : inhibitor Fisosstigmin (mirip asetilkolin) : inhibitor

asetilkolinesteraseasetilkolinesterase– Asetazolamide: inhibitor enzim Asetazolamide: inhibitor enzim

anhidrase asam karbonatanhidrase asam karbonat

Inhibitor nonkompetitifInhibitor nonkompetitif

• Km : tetap & Vmax : menurunKm : tetap & Vmax : menurun• Inhibitor nonkompetitif reversibel : Inhibitor nonkompetitif reversibel :

– dapat berikatan denga enzim bebas maupun dapat berikatan denga enzim bebas maupun kompleks enzim substratkompleks enzim substrat

– Terikat pada tempat yang berbeda denga Terikat pada tempat yang berbeda denga pengikatan substratpengikatan substrat

– ““Menurunkan kadar enzim yang aktif”Menurunkan kadar enzim yang aktif”

• Inhibitor nonkompetitif irreversibel Inhibitor nonkompetitif irreversibel – Berikatan dengan enzim secara irreversibelBerikatan dengan enzim secara irreversibel– Merubah konformasi enzim atau active site, Merubah konformasi enzim atau active site,

sehingga enzim menjadi inaktifsehingga enzim menjadi inaktif– Contoh: HgContoh: Hg2+2+, Ag, Ag2+2+, Ba, Ba2+2+

Selesai !!!!Selesai !!!!