ENZIMby

Sri Widia Ningsih

DEFENISIKata kunci definisi enzim:1. Aktif2. Katalis3. Protein4. Spesifik

Penjelasan: Aktif: mengingat demikian spesifik interaksi antara substrat

dan enzim, maka bagian tersebut dinamai sebagai situs aktif (active site) atau lebih tepat lagi situs katalitik (catalytic site)

Katalis: selain mempunyai kemampuan mengubah suatu senyawa, juga kemampuan membawa atau memindahkan suatu senyawa dari suatu keadaan ke keadaan lain dengan mempercepat laju reaksi

Protein: semua enzim memiliki ciri dan sifat protein

Interaksi yang spesifik dari enzim dengan suatu molekul tertentu dan menyebabkan pengaktifan molekul tersebut selanjutnya mengakibatkan perubahan struktur sehingga menimbulkan gagasan akan substrat.

Sifat sifat enzim• Thermolabil. Mudah rusak bila dipanaskan lebih dari 600 C

• Suhu: optimum 300C, minimum 0 0C, maksimum 400C

• Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, rekasinya menjadi sangat cepat dan berulang ulang (turn over reaksi)

• Bekerja didalam sel (endoenzim) dan diluar sel (eksoenzim)

• Merupakan senyawa protein, sehingga sifat protein masih melekat pada enzim

• Umumnya enzim bekerja mengkatalis reaksi satu arah, meskipun ada yang mengkatalis reaksi dua arah

• Dalam proses katalisis suatu reaksi, enzim bereaksi terlebih dahulu dengan substrat sehingga terbentuklah senyawa baru atau kompleks enzim substrat

E + S ES E + P

• Umumnya enzim tidak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor.

Lanjutan

• Enzim dapat meningkatkan laju reaksi sekitar 107-1013 kali lebih cepat dari katalis non enzim

• Enzim dapat menurunkan energi aktivasi suatu reaksi

• Enzim mempunyai sifat spesifitas yang menyebabkan enzim sangat memilih substrat yang akan dikenali, diikat dan diolah lebih lanjut

Lanjutan

• Enzim bersifat koloid, luas permukaan besar, bersifat hidrofil

• Dapat bereaksi dengan senyawa asam maupun basa, kation maupun anion

• Enzim sangat peka terhadap faktor-faktor yang menyebabkan denaturasi protein seperti suhu, pH.

• Enzim dapat dipacu maupun dihambat aktivitasnya.

• Enzim merupakan biokatalisator yang dalam jumlah sedikit memacu laju reaksi tanpa merubah keseimbangan reaksi.

• Enzim bermolekul besar

Lanjutan

Susunan Enzim

Enzim

Protein Enzim protein sederhana

Protein + Bukan Protein

Protein = apoenzim

Enzim Konjugasi

Bukan protein =Gugus prostetik

Organik =Koenzim

Anorganik = kofaktor

Struktur Protein

H |R – C – COOH | NH2asam amino

• ASAM AMINO DALAM LARUTAN SELALU BERMUATAN• PROTEIN JUGA SELALU BERMUATAN

aa1 aa2aa3 aa4 aa5 aa6

COO–+H3N

H O H O H O H | || | || | || |+H3N – C – C – N – C – C – N – C – C – – – N – C – C | | | | | | | R1 H R2 H R3 H R

IKATAN PEPTIDA

||O

|O–

ujungkarboksil bebasujung

amino bebas

RANTAI PEPTIDA 20 jenis a.a. dasar

MEKANISME KERJA ENZIM

H 2 O + H +

H |R – C – COO - | NH2asam amino

+ O 2

R – C – COO - || NH

+H 2 O 2

|

R – C – COO - + || O

NH 4 +

Reaksi enzim D-asam amino oksidase (Oksidoreduktase)

Mekanisme Hidrolisis Lemak Menjadi Asam Lemak

Ea

Ea'

Ea''

Perjalananreaksi

E. le

vel

G

E. bebas

kead. transisi

tanpa katalisator

dgn katalisator inorg

dgn enzim

G = PerubahanE. bebas

kead. awal

kead. akhir

Karakteristik Enzim

Katalis Biologi

A + B C

enzim

pHProtein

Specificity

Model Sisi Aktif Enzim (Emil Fisher)

Substrat

produk

produk

Enzim

Kompleks enzim substart

Molekul bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim. Enzim dan substrat akan bergabung. Di dalam enzim terdapat sisi aktif yang tersusun dari sejumlah kecil asam amino. Bentuk sisi aktif enzim kaku dan spesifik, sehingga hanya yang bentuknya sama dengan substrat membentuk reaksi enzim-subsrat kompleks.

Analogi: Kunci yang masuk ke dalam gembok.

Teori Kecocokan yang Terinduksi/Induced Fit Model

(Koshland)

• Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupinya membentuk kompleks. Analogi: Sarung tangan karet dan tangan.

• Ketika produk sudah terlepas dari kompleks , enzim kembali tidak aktif menjadi bentuk yang lepas hingga substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.

Penggolongan dan tata nama enzim

• Enzim diberi nama sesuai dengan nama substrat dan reaksi yang dikatalisis

• Biasanya ditambah akhiran -ase

• Ditetapkan oleh Commision on Enzymes of the International Union of Biochemistry

KKeelas las Tipe reaksiTipe reaksiOksidoreduktOksidoreduktasease((oksidase,redoksidase,reduktaseuktase))

enzim yang mengkatalis reaksi enzim yang mengkatalis reaksi oksidasi-reduksi (memoksidasi-reduksi (memiisahkan dan sahkan dan menambahkan elektron atau hidrogen menambahkan elektron atau hidrogen ))

TransferaseTransferase(Kinase)(Kinase)

memindahkan gugus senyawa kimiamemindahkan gugus senyawa kimia

HidrolaseHidrolase(protease, (protease, lipase, lipase, amilaseamilase, , laktaselaktase))

Enzim yang mengkatalis reaksi Enzim yang mengkatalis reaksi hidrolisis (memutuskan ikatan kimia hidrolisis (memutuskan ikatan kimia dengan penambahan air)dengan penambahan air)

LigaseLigase(fumarase)(fumarase)

Mengkatalis reaksi pengabungan dua Mengkatalis reaksi pengabungan dua senyawa yang disertai perurairan senyawa yang disertai perurairan molekul ATP (membentuk ikatan molekul ATP (membentuk ikatan rangkap)rangkap)

IsomeraseIsomerase(epimerase)(epimerase)

mengkatalisir perubahan isomermengkatalisir perubahan isomer

PolimerasePolimerase(tiokinase)(tiokinase)

menggabungkan monomer-monomer menggabungkan monomer-monomer sehingga terbentuk polimersehingga terbentuk polimer

LETAK ENZIM DALAM SEL (Pusat Aktif Enzim)

BERKAITAN DGN FUNGSI ORGANEL Ybs.• ENZIM MITOKONDRIAL

Reaksi pengadaan energi, reaksi oksidasi yang menghasilkan energi

• ENZIM RIBOSOMAL Reaksi biosintesis protein

• ENZIM INTI Berkaitan dengan perangkat genetika

•  ENZIM LISOSOM Berkaitan dengan proses digestif intrasellular,

Destruksi hidrolitik bahan yang tak diperlukan sel

• EENZIM MIKROSOMALReaksi hidroksilasi dalam sintesis hormon steroid

Metabolisme dan inaktivasi obat

Faktor Yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim

• Konsentrasi Enzim• Konsentrasi substrat• Pengaruh Suhu• Pengaruh pH• Pengaruh inhibitor• Pengaruh aktivator

Pengaruh Konsentrasi Enzim dan Substrat

• Kecepatan reaksi bergantung pada konsentrasi enzim yang berperan sebagai katalisator

• Pada gambar terlihat, banyaknya substrat ditransformasikan sesuai dengan tingginya konsentrasi enzim yang digunakan

Pengaruh suhu

• Reaksi yang dikatalis oleh enzim peka terhadap suhu. Enzim sebagai protein akan mengalami denaturasi jika suhu dinaikkan akibatnya daya kerja enzim menurun

• Suhu optimum reaksi tubuh 370 C

Pengaruh pH

• Sifat ionik gugus karboksil dan gugus amino mudah dipengaruhi pH sehingga berpengaruh terhadap aktivitas enzim

• Enzim bekerja pada kisaran pH 6-8 (mendekati netral)

• Perubahan pH menyebabkan denaturasi enzim dan mengakibatkan hilangnya aktivitas enzim

Pengaruh Inhibitor

• Apabila aktivitas menjadi terhambat oleh senyawa atau gugus senyawa tersebut, maka senyawa ini disebut sebagai inhibitor.

• Tidak semua inhibitor merugikan. Dalam sel terdapat inhibitor yang berfungsi sebagai regulator reaksi enzim

• Inhibitor dibagi menjadi tiga: inhibitor kompetitif, non-kompetitif,dan un-kompetitif

• E + S ES E + P

Pengaruh Aktivator

• Aktivator adalah zat zat yang dapat menggiatkan proses-proses enzimatis yang pada umumnya bahan bahan yang tahan terhadap pemanasan serta mampunyai sifat sifat yang non spesifik.

Cth. HCl yang terdapat pada lambung merupakan aktivator yang merubah pepsinogen menjadi pepsin yang aktif. Dalam proses ini yang merupakan sebagai penggiat  adalah ion-ion H.

KOENZIM

• Holoenzim : Apoenzim (bag protein) dan Koenzim• Koenzim : molekul organik yang spesifik, tahan terhadap

panas, berat molekul rendah, mudah terdisiosiasi dan mudah dipisahkan dari enzimnya dengan cara dialisis

• Senyawa organik• Tahan panas,• Mudah terdisosiasi• Dpt dipisahkan dari enzimnya dg cara dialisis• Mentranspor gugus kimia/elektron dari 1 enzim ke enzim

lainnya• Contoh : NAD,NADP, dll

KOENZIM SEBAGAI KOSUBSTRAT

• Terjadi proses kebalikan dari proses kimia substrat jika substrat mengalami oksidasi maka koenzim mengalami reduksi

• Hasil pencapaian koenzim yang sebenarnya ingin dicapai pada reaksi bukan substratnya, pada glikolisis akan terbentuk asam laktat dan piruvat namum yang ingin dipertahankan adalah koenzim NAD (nicotinamide adenine dinucleotida)

• Sebagian besar dari koenzim adalah turunan dari keluarga vitamin B

• Keluarga vit B yang langsung bekerja sebagai koenzim adalah asam lipoat dan biotin

• Sebagian lain baru berfungsi bila mengalami sedikit perubahan seperti asam folat, B12 , B1, B2 dan B6

• Sebagian lain berfungsi bila terjadi perubahan yang besar menjadi turunannya seperti niasin, riboflavin dan asam pantotenat

• Koenzim lainnya bukan keluarga vit B tapi masih golongan vitamin yaitu, vit C dan Vit K

• Koenzim yang bukan dari golongan vitamin adalah Koenzim Q (KoQ atau Q) berperan dalam pemindahan elektron dan sintesis ATP dalam mitokondria

• Ikatan koenzim dengan apoenzim yang sangat kuat disebut sebagai gugus prostetik

• Beberapa katalis yang bukan enzim dapat kita temukan seperti ikatan yang kuat dari apoenzim dengan logam disebut Metaloenzim

Beda Enzim dan KoenzimEnzim Koenzim

-Merupakan biokatalisator-Bersifat termolabil-Dapat dirusak oleh logam berat-Berberat molekul besar-Letak enzim tertentu didalam sel-Hanya mengkatalis 1 macam reaksi

-Senyawa organik yg diperlukan untuk aktifitas suatu enzim tertentu-Bersifat termostabil-Berat molekul rendah-Banyak terdapat pd vit,B Komplek-Bisa dianggap sebagai substrat kedua

Thank You