Makalah Biokimia I

29
Makalah Biokimia I Pengaturan Enzim Disusun Oleh: Deden Kurniadi (26001100110071) Novi Anggraeini (260110110072) Nadhira Handayani (260110110073) Nurfidini Azmi (260110110074) Fakultas Farmasi 1 | Pengaturan Enzim

Transcript of Makalah Biokimia I

Page 1: Makalah Biokimia I

Makalah Biokimia I

Pengaturan Enzim

Disusun Oleh:

Deden Kurniadi (26001100110071)

Novi Anggraeini (260110110072)

Nadhira Handayani (260110110073)

Nurfidini Azmi (260110110074)

Fakultas Farmasi

Universitas Padjadjaran

2012

1 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 2: Makalah Biokimia I

Kata Pengantar

Alhamdulillah, puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT. Karena

atas berkat dan rahmat-Nya, kami dapat menyelesaikan tugas makalah biokimia

yang berjudul pengaturan enzim dengan tepat pada waktunya.

Makalah ini disusun sebagai salah satu syarat penilaian tugas dalam mata

kuliah biokimia. Dengan adanya makalah ini, kami mengharapkan mahasiswa

akan mengerti lebih dalam tentang pengaturan enzim dan semua aspeknya.

Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna, untuk itu

kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk

meningkatkan kualitas makalah ini dan sekali lagi kami berharap makalah ini

dapat bermanfaat bagi penulis sendiri maupun kepada pembacanya.

Jatinangor, 4 oktober 2011

penulis

2 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 3: Makalah Biokimia I

Daftar Isi

HALAMAN JUDUL ……………………………………..……………………....1

KATA PENGANTAR……...…..............................................................................2

DAFTAR ISI……………………….....…………………………………...............3

BAB I……………………………………………………………………………...4

1.1. Latar belakang …………………...…………………………………………4

1.2. Rumusan masalah …………………………………………………………..4

1.3. Tujuan ………………………………………………………………………5

1.4. Metode penulisan …………………………………………...………………5

BAB II …………………………………………………………………………….6

2.1. Enzim Alosterik Diatur Oleh Pengikatan Nonkovelen Molekul Pengatur …7

2.2. Enzim Alosterik Dapat Dihambat atau Dipercapat oleh Modulator ………..9

2.3. Enzim Alosterik Menyimpang dari Tingkah Laku Michaelis-Menten ……10

2.4. Enzim Alosterik Memperlihatkan Komunikasi di antara Subunit V ……...12

2.5. Beberapa Enzim Diaturoleh Modifikasi Kovalen Dapat Balik …………...13

2.6. Banyak Enzim Terdapat dalam berbagai bentuk ………………………….15

2.7. Enzim Dapat Mengalami Kerusakan Katalitik Karena Mutasi Genetik …..16

BAB III ……………………………………………………………………….….19

3.1 Kesimpulan …………………………………………………………………….…19

DAFTAR PUSTAKA………………...………………………………………….20

3 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 4: Makalah Biokimia I

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Unsur-unsur kimia pada sel hidup mengalami berbagai proses dan reaksi.

Pada setiap reaksi kimia organik dibutuhkan katalisator untuk mempercepat reaksi

kimia. Enzim memiliki fungsi sebagai biokatalisator yaitu mempercepat proses

suatu reaksi kimia tanpa ikut terlibat dalam reaksi tersebut. Maksudnya, enzim

tidak ikut berubah menjadi produk melainkan akan kembali ke bentuk asalnya

setelah reaksi kimia selesai. Enzim mengubah molekul awal zat, substrat, menjadi

hasil reaksi yang molekulnya berbeda dari molekul awal (produk) dan enzim juga

dapat bekerja di dalam larutan encer pada suhu dan ph normal.

Enzim merupakan unit funsional dari metabolisme sel. enzim Bekerja

dengan urutan-urutan yang teratur dari mulai mengkatalisis hingga membuat

makromolekul sel dari prekursor yang sederhana. Pada beberapa penyakit,

terutama gangguan genetik yang menurun kemungkinan terdapat kekurangan atau

bahkan kehilangan satu atau lebih enzim pada jaringan. Pada keadaan abnormal

lainnya, aktivitas yang berlebihan dari suatu enzim tertentu, kadang-kadang dapat

dikontrol oleh obat-obat yang yang dibuat untuk menghambat aktivitas kerja

enzimnya.

Oleh karena itu, enzim memiliki peran yang sangat penting dalam

kehidupan. Tidak hanya dalam kehidupan manusia, tetapi bagi hewan dan

tumbuhan. Enzim juga telah menjadi alat praktis yang penting bukan hanya dalam

dunia kesehatan, tetapi juga dalam industri kimiawi, pangan dan pertanian.

Bahkan pada aktivitas sehari-hari enzim memainkan peranannya. Bahkan bisa

dikatakan bahwa enzim berperan penting dalam kelangsungan alam ini.

1.2. RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana mekanisme pengaturan enzim?

4 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 5: Makalah Biokimia I

2. Bagaimana pengaruh modulator terhadap enzim?

3. Bagaimana penyimpangan tingkah laku Michelis-menten enzim

alosterik?

4. Bagaimana komunikasi antar subunit?

5. Apa saja bentuk-bentuk enzim?

6. Bagaimana mutasi genetic mengakibatkan kerusakan katalitik?

1.3. TUJUAN

Makalah ini ditujukan untuk memenuhi tugas matakuliah Biokima I. selain

itu, makalah ini juga bertujuan memberikan pemahaman mendalam

mengenai mekanisme pengaturan enzim.

1.4. METODE PENULISAN

Metoda yang dipakai dalam karya tulis ini adalah:

1. Metode Pustaka

Yaitu metode yang dilakukan dengan mempelajari dan mengumpulkan

data yang berkaitan dengan rumusan masalah, baik bersumber dari buku

maupun dari internet.

5 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 6: Makalah Biokimia I

BAB II

PEMBAHASAN

Di dalam metabolisme sel, sekumpulan enzim bekerja bersama-sama

dalam rangakaian atau sistem yang berurutan, untuk menjalankan proses

metabolic tertentu seperti pengubahan glukosa menjadi asam laktat di alam otot

kerangka atau sintesis asam amino dari precursor yang lebih sederhana. Di dalam

sistem enzim seperti itu, produk reaksi enzim pertama menjadi substrat bagi

enzim selanjutnya, dan seterusnya (Gambar 9-17). Sistem multi enzim dapat

memiliki sampai 15 ataulebih enzim yang bekerja pada urutan spesifik.

Di dalam tiap sistem enzim terdapat sekurang-kurangnya satu enzim,

“pemacu” yang menentukan kecepatan keseluruhan reaksi, karena enzim ini

mengkatalisa tahap yang paling lambat, atau tahap penentu kecepatan. Enzim

pemacu seperti ini bukan hanya memiliki fungsi katalitik, tetapi juga mampu

meningkatkan atau menurunkan aktivitas katallitik sebagai respon terhadap syarat

tertentu. Melalui kerja enzim pemacu tersebut, kecepatan masing-masing urutan

metabolic diatur secara tetap, pada setiap menit, untuk mengubah, menyesuaikan

diri, dengan kebutuhan sel akan energy dan molekul unit pembangun yang

diperlukan dalam pertumbuhan dan perbaikan sel. Di dalam kebanyakan sistem

multienzim, enzim pertama pada urutan merupakan enzim pemacu atau pengatur.

Enzim-enzim lain di dalam urutan reaksi yang biasanya terdapat dalam jumlah

yang memungkinkan aktivitas katalitik yang berlebihan, dengan mengikuti enzim

pengatur ini, enzim-enzim tersebut dapat melangsungkan reaksinya hanya dengan

kecepatan yang sesuai dengan kecepatan penyediaan substrat dari tahap

sebelumnya.

Enzim tersebut, yang aktivitasnya diatur melalui berbagai jenis isyarat

molecular, disebut enzim regulatori (enzim pengatur). Terdapat dua golongan

utama enzim pengatur: enzim alosterik atau pengatur bukan kovalen, dan enzim

pengatur kovalen.

6 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 7: Makalah Biokimia I

2.1. Enzim Alosterik Diatur oleh Pengikatan Nonkovalen Molekul

Pengatur

Pada beberapa sistem multienzim, enzim pertama atau enzim pengatur

memiliki sifat yang menonjol: enzim ini dihambat oleh produk akhir sistem

multienzim. Bilangan produk akhir urutan metabolic tersebut meningkat di atas

konsentrasi imbang-normalnya, yang menunjukkan bahwa senyawa ini sedang

diproduksi dalam jumlah yang melebihi kebutuhan sel, produk akhir urutan ini

bekerja sebagai suatu penghambat spesifik terhadap enzim pertama atau enzim

pengatur didalam urutan ini. Keseluruhan sistem enzim, oleh karenanya,

melambatkan kecepatan reaksi ehingga produksi senyawa produk akhir tersebut

menjadi seimbang dengan kebutuhan sel. Jenis pegaturan ini disebut penghambat

balik. Contoh klasik dari penghambatan balik alosterik seperti ini; salah satu yang

pertama kali ditemukan, adalah sistem enzim bakteri yang mengkatalisa

perubahan L-treonin menjadi L-isoleusin (gambar 1).

Gambar 1 Penghambatan balik pengubahan L-treonin

menjadi L-isoleusin, yand dikatalisa oleh serangkain

dari lima enzim (E1 dan E5) melalui empat senyawa

antar A, B, C, dan D. Enzim pertama, dehidratase

treoin (E1) khususnya dihambat oleh L-isoleusin, yang

merupakan produk akhir urutan reaksi ini, tetapi tidak

dihambat oleh senyawa antar A, B, C atau D.

penghambat seperti ini ditunjukkan oleh garis titik-titik

yang kembali ke asal dan oleh palang (palang) tebal

merintang tanda panah bagi dehidratase treonin.

Pada urutan lima enzim ini, yang pertama yaitu

dehidratase treonin dihambat oleh isoleusin, produk

enzim akhir dari rangkaian ini. Isoleusin bersifat

spesifik menghambat terhadap dehidratase treonin,

demikian pula tidak ada enzim lain di dalam rangkaian

7 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 8: Makalah Biokimia I

ini yang dihambat oleh isoleusin. Penghambatan balik adalah satu diantara

berbagai jenis pengaturan alosterik.

Penghambatan dehidratase treonin oleh isoleusin bersifat dapat balik; jika

konsentrasi isoleusin menurun, kecepatan akativitas reaksi dehidratase treonin

meningkat. Jadi, aktivitas dehidratase treonin bereaksi dengan sangat cepat dan

bersifat dapat balik terhadap fluktuasi konsentrasi isoleusin dalam sel. Walaupun

isoleusin merupakan penghambat enzim yang amat spesifik, isoleusin tidak

berikatan dengan sisi substat. Sebaliknya, molekul in berikatan dengan sisi

spesifik lain pada molekul enzim, yaitu sisi pengatur. Pengikatan isoleusin pada

sisi pengatur dehidratase treonin ini bersifat nonkovalen dan karenanya, segera

dapat diatasi. Dehidratase treonin merupakan anggota yang khas dari golongan

enzim alosterik, yaitu enzim-enzim pengatur yang berfungsi melalui pengikatan

nonkovalen dan dapat balik suatu molekul pengatur. Istilah alosterik diturunkan

dari bahasa yunani “allo” yang berarti yang lain, dan “stereos” yang berarti ruang

atau sisi. Enzim alosterik adalah enzim yang memiliki sisi lain selain sisi katalitik.

Sifat-sifat enzim alosterik bebeda nyata dari enzim-enzim bukan pengatur

(biasa). Pertama, seperti semua enzim, enzim alosterik memiliki sisi katlitik yang

berikatan dengan substrat dan mengubahnya, tetapi enzim ini juga memiliki satu

atau lebih sisi pengatur atau alosterik untuk mengikat metabolit pengatur, yang

disebut modulator (pengatur) atau efektor (gambar 2). Sama seperti sisi katalik

enzim yang spesifik bagi substratnya, sisi alosterik bersifat spesifik bagi

modulatornya. Kedua, molekul enzim alosterik umumnya lebih besar dan lebih

kompleks dibandingkan dengan molekul enzim biasa. Rantai Kebanyakan enzim-

enzim alosterik memiliki dua atau lebih rantai atau subunit polipeptida. Ketiga,

enzim alosterik biasanya memperlihatkan penyimpangan yang nyata dari tingkah

laku klasik Michaelis-Meten. Hal ini salah satu ciri yang pertama-tama

membedakannya dari enzim-enzim biasa.

8 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 9: Makalah Biokimia I

Gambar 2 Model skematik interaksi

subunit pada enzim alosterik. Pada

banyak enzim alosterik, sisi pengikatan

substrat dan sisi pengikatan molekul

terletak pada subunit yang berbeda,

subunit katalik (C) dan subunit

pengatur (R) berturut-turut. Pengikatan

molekul pengatur (modulator) positif

M oleh sisi spesifik pada subunit

pengatur pengatur dikomunikasikan

kepada subunit katalitik melalui suatu

perubahan kondormasi, menjadikan subuniot katalitik aktif dan mampu mengikat

substrat S dengan afinitas tinggi. Pada penguraian modulator M dari subunit

pengatur, enzim kembali menjadi bentuk nonaktif dan kurang aktif.

2.2. Enzim Alosterik Dapat Dihambat atau Dipercepat oleh Modulator

Jika sisi alosterik diisi oleh modulator negative atau penghambat spesifik,

yang terjadi, jika konsentrasi senyawa ini meningkat did alma sel, enzim

mengalami perubahan menjadi bentuk yang kurang aktif atau bentuk tidak aktif;

dengan kata lain molekul ini “dimatikan”. Jika modulator penghambat terlepas

dari sisi alosterik, yang terjadi jika konsentrasi modulator di dalam sel menurun,

enzim kembali aktif.

Tetapi terdapat juga enzim alosterik yang diaktifkan oleh modulatornya.

Dalam hal ini, modulator perangsang atau positif bukan merupakan produk akhir

rangakian enzim, tetapi beberapa metabolit lain yang berperan sebagai isyarat

molekkular terhadap enzim untuk mempercepat dirinya. Isi Seringkali modulator

pengatif golongan enzim alosterik ini merupakan molekul substratnya sendiri.

Enzim alosterik dalam hal ini, disebut homotropik (karena substrat dan

modulatornya identik), dan memiliki dua atau lebih sisi pengikatan bagi substrat.

9 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 10: Makalah Biokimia I

Sisi pengikatan ini seringkali memainkan dua peranan; bekerja sebagai sisi

katalitik dan juga sisi pengaturan. Jenis enzim alosterik ini bereaksi terhadap

keadaan terjadinya akumulasi substrat dalam jumlah berlebih, yag harus diubah

dengan reaksi selanjutnya. Jadi terdapat dua jenis enzim alosterik; golongan yand

diambat oleh modulatornya, biasanya oleh molekul bukan substrat (golongan ini

disebut ezim heterotropik), dan golongan enzim yang dirangsang oleh

modulatornya yang seringkali merupakan substratnya sendiri.

2.3. Enzim Alosterik menyimpang dari Tingakah Laku Michaelis-Meten

Enzim alosterik memperlihatkan hubungan dari antar konsentrasi substrat

dan kecepatan reaksi yang berbeda dari tingkah laku klasik Michaelis-Meten

dalam berbagai hal, tergantung pada apakah enzim memiliki modulator

penghambat atau pengaktif. Enzim alosterik memperlihatkan kejenuhan dengan

substrat, jika substrat ditambahkan denga konsentrasi cukup tinggi, tetapi

bilamana kecepatan awal beberapa Enzim alosterik dipetakan terhadap

konsentrasi substrat (Gambar 3), terjadi kurva kejenuhan yang berbentuk sigmoid,

dan bukan kurva kejenuhan substrat hiperbolik seperti enzim biasa.

Kurva kejenuhan hiperbolik bagi enzim biasa, amat mirip dengan kurva

pengikatan oksigen mioglobin. sebaliknya, kurva kejenuhan enzim alosterik

gamabr 3a bersifat sigmoid, menyerupai kurva pengikatan oksigen hemoglobin.

Mioglobin hanya memiliki satu sisi pengikatan bagi ligannya (oksigen),

satu rantai polipeptida, dan protein ini memberikan kurva kejenuhan oksigen

berbentuk hiperbola. Serupa dengan itu, banyak enzim “nonregulatory” (biasa)

juga hanya memiliki satu sisi pengikatan bagi substratnya, satu rantai polipeptida

dan memberikan dan memberikan kurva kejenuhan substrat membentuk

hiperbolik.

Hemoglobin, sebaliknya memiliki empat sisi pengaktifan, satu pada tiap-

tiap subunit nya dan keempat subunit in bekerja secara koorperatif. Ingatlah

10 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 11: Makalah Biokimia I

bahwa jika satu sisi pengikatan hemoglobin diisi oleh molekul oksigen, daya

gabung sisi pengikatan oksigen sisanya meningkat, menyebabkan kurva

kejenuhan meningkat tajam, setelah oksigen pertama diikat dan menyebabkan

kurva in berbentuk sigmoid. Serupa dengan itu, enzim alosterik homotropik

memiliki banyak sisi pengikatan bagi substratnya, dan bekerja secara koorperatif,

sehingga pengikatan satu molekul substrat meningkatkan dengan nyata pengikatan

molekul substrat selanjutnya. Diskusi di atas menjelaskan peningkatan sigmoid

dan bukan hiperbolik pada kecepatan aktivitas enzim oleh peningkatan

konsentrasi substrat.

Gambar (3). Kurva aktivitas substrat bagi contoh enzim alosterik (a) Kurva

Sigmoid yang ditunjukkan oleh suatu enzim homotropik, dengan substrat yang

juga berperan sebagai modulator positif (pengaktif). K0,5 adalah konsentrasi

substrat yang memberikan setengah kecepatan maksimum. (b) peengaruh

modulator positif (+) atau pengaktif, modulator negative (-) atau penghamabat,

dan tanpa modulator (0) terhadap enzim aloserik dengan K0,5 enzim yang diubah

tanpa perubahan pada Vmaks. (c) jenis pengaturan dengan Vmaksyang diubah, dan

11 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 12: Makalah Biokimia I

K0,5 yang hampir-hampir tetap. Ini adalah contoh-contoh berbagai reaksi yang

kadang-kadang kompleks yang diberikan oleh enzim alosterik terhadap

modulatornya.

Dengan enzim heterotropik, yang modulatornya merupakan beberapa

metabolit selain substratnya sendiri, sulit untuk membuat suatu generalisi

mengenai bentuk kurva kejenuhan substrat, yang berhubungan apakah modulator

denga tersebut positif (mengaktifkan) dan negative (menghambat). Jika modulator

bersifat mengaktifkan, senyawa ini menyebabkan kurva kejenuhan menjadi lebih

menyerupai hiperbolik, dengan penurunan pada K0,5, tetapi Vmaks yang tidak

berubah, jadi menyebabkan peningkatan kecepatan pada konsentrasi substrat

tetap (Gambar 9-21b). enzim alosterik lain bereaksi terhadap modulator pengaktif

dengan meningkatkan Vmaks, dan sedikit perubahan pada K0,5 (Gambar 3c).

Jika modulator bersifat negative, kurva kejenuan substrat dapat menjadi

lebih sigmoid, dangan peningkatan K0,5 (Gambar 3b). Oleh karena itu, enzim

alosterik memperlihatkan reaksi yang berbeda-beda dalam kurva aktivitas

substratnya, karena, beberapa memiliki modulator penghambat, beberapa

memiliki modulator pengaktif dan beberapa memiliki keduanya.

2.4. Enzim alosterik memperlihatkan komunikasi di antara subunit.

Enzim alosterik dan hemoglobin mempunyai persamaan lain. Pertama,

seperti hemoglobin, enzim alosterik umumnya memiliki banyak memiliki subunit

rantai polipeptida ; memang, beberapa enzim alosterik Dapat mempunyai enam ,

delapan atau selusin atau lebih subunit. Kedua, pada enzim alosterik, nampaknya

terjadi komunikasi diantara sisi pengikatan bagi modulator dan sisi katalitik bagi

substrat, serupa dengan komunikasi yang terjadi jika satu molekul oksigen teriakt

pada submit hemoglobin, dan mengisyaratkan sub unit lain untuk meningkatkan

daya gabung terhadap oksigen.ketiga enzim alosterik mengalami perubahn

konformasi pada pengikatan modulator dan karenanya mengalamipergeseran di

antara keadaan yang relatif yang tidak aktif.

12 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 13: Makalah Biokimia I

Beberapa enzim alosterik amat kompleks strukturnya, dan mengandung

banyak rantai polipeptida. Contoh yang penting adalah transkarbamoilase aspartat

yang memiliki 12 rantai polipeptida yang terorganisasimenjadi subunit kutalitik

atau subunit pengatur.

2.5. Beberapa enzim diatur oleh modifikasi kovalen dapat balik.

Golongan enzim pengatur yang penting lainnya diatur melalui

interkonvensi bentuk aktif dan tidak aktifnya oleh modifikasi kovalen molekul

enzim. Contoh yang penting adalah enzim pengatur fosforilase glikogen pada otot

dan hati.

Glukosa 1 fosfat yang lalu terbentuk, dapat diuraikan menjadi asam laktat

di dalam otot atau menjadi glukosa bebas di dsalam hati. Fosforilase glikogen

terdapat dalam dua bentuk yaitu bentuk aktif fosforilase a dan bentuk yang relatif

tidak aktif fosforilase.

Didalam reaksi ini forforilase a diubah menjadi fosforilase b, yang jauh

kurang aktif dibandingkan dengan fosforilase a dalam mengkatalisa pemecahan

glikogen. Jadi, bentuk aktif fosforilase glikogen diubah menjadi bentuk yang

relatif tidak aktif oleh pemotongan dua ikatan kovalen diantara asam fosfat dan

dua residu serin spesifik enzim.

Fosforilase b, sebaliknya dapat diaktifkan kembali, yaitu ditransformasi

kembali menjadi fosforilase a yang aktif oleh enzim lain, kinase fosforilase yang

mengkatalisa pemindahan gugus fosfat dari ATP ke gugus hidroksil residu serin

spesifik pada pada fosforilase b.

Enzim pengatur alosterik ( pada gambar 4) mengandung dua kumpulan

katalitik, masing- masing mengandung tiga rantai polipeptida katalitik dalam

struktur tertier berlipatnya, dan tiga kelompok pengatur ( warna hitam), masing-

masing mengandung dua rantai polipeptida pengatur. Struktur yang ditujukan

garis tebal adalah unit katalitik, dan memperlihatkan tiga polipeptida katalitik

13 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 14: Makalah Biokimia I

dalam konformasi berlipat. Dibawahnya terdqpat bungkahkata titik lainnya.

Struktur tersebut disimpulkan oleh william lipscomb dan koleganya di universitas

harvard. Peranan enzim ini dalam sintesis nukleotida dan pengaturannya.

2ATP + Fosfolirase(kurang aktif) → 2ADP + fosfolirase a (lebih aktif)

Jadi penguraian glikogen pada otot kerangka dan hati diatur melalui

variasi pada ratio bentuk aktif dan inaktif enzim. Kedua bentuk ini berada dalam

struktur kertenernya, sehingga sisi katalik mengalami perubahan dalam aktivitas

katalitiknya.

Gambar 4 pengaturan aktivitas

fosfolirase glikogen oleh modifikasi

kovalen. Pada enzim aktif fosfolirase a,

residu serin spesifik, satu pada masing-

masing subunit, berada pada keadaan

terfosforilasi.fosforilase diubah

menjadi fosforilase b, yang relatif tidak

aktif oleh penguraian enzimatik gugus

fosfat ini yang dilakukan oleh fosfatase

fosforilase. Fosforilase b dapat

diaktifkan kembali membentuk

fosforilase a oleh aktivitas kinase

fosforilase.

Walaupun pada kebanyakan kasus yang diketahui, pengaturan kovalen

kerja enzim disebabkan oleh fosforilase dan defosforilase residu serin spesifik,

seperti dijelaskan bagi fosforilase glikogen, jenis lain dari modulasi kovalen

disebabkan oleh metilasi residu asam amino spesifik, atau pengikatan gugus

adenilat.

14 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 15: Makalah Biokimia I

Beberapa enzime pengatur yang lebih kompleks diatur oleh mekanisme

nonkovalen maupun kovalen. Enzime tersebut terletak terutama pada titik-titik

kritis didalam metabolisme, sehingga enzime tersebut bereaksi terhadap berbagai

metabolit pengatur melalui modifikasi kovalen seperti dijelaskan diatas, enzim ini

diubah/diatur juga oleh adenilat melalui mekanisme alosterik non kovalen.

Adenilat bekerja sebagai modulatorpengaktif terhadap fosforilase b.

Contoh lain adalah sintetase glutamin pada e.coli, salah satu enzim

pengatur yang paling kompleks yang pernah ditemukan. Enzim ini memiliki

banyak modulator alosterik dan juga diatur oleh modifikasi kovalen dapat balik.

2.6. Banyak enzim terdapat dalam berbagai bentuk

Banyak enzim terdapat dalam lebih dari satu bentuk molekuler didalam

spesies yang sama, pada jaringan yang sama, atau bahkan di dalam sel yang sama.

Pada kasus seperti ini, bentuk enzim yang berbeda mengkatalisa reaksi yang

sama,tetapi, karena enzime- enzime tersebut berbeda dalam sifat-sifat kinetiknya

dan dalam komposisi atau sekuon asam amino, enzim dapat dibedakan dan

dipisahkan oleh prosedur yang sesuai. Bentuk enzim yang bervariasi tersebut

disebut isoenzim atau isozim. Salah satu enzim yang pertama ditemukan memiliki

berbagai bentuk adalah dehidrogenase laktat, yang mengkatalisa reaksi oksidasi-

reduksi dapat balik.

Laktat + NAD⁺ → piruvat + NADH + H⁺

Dengan latkat yang kehilangan dua aom hidrogen, dan karena teroksidasi

menjadi piruvat ( NAD⁺ dan NAD adalah bentuk teroksidasi dan tereduksi dari

koenzim nikotinamida adenin rantai polipeptidadinukleotida).dehidrogenase

laktat terdapat pada jaringan hewan sebagai lima isozim yang berbeda dan dapat

dipisahkan oleh elektroforesis.semua isozim dehidrogenase laktat mengandung

empat rantai polipeptida, tetapi kelima iozin mengandung berbagai nisbah dari

kedua jenis polipeptida yang berbeda dalam komposisi dan deret. Pada otot

15 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 16: Makalah Biokimia I

kerangka, isozim dihedrogenase laktat yang utama mengandung empat rantai a,

dan pada jantung, isozim utama mengandung empat rantai B.isozim

dehidrogenase laktat pada jaringan lain merupakan campuran kelima

kemungkinan bentuk isozim. Isozim dehidrogenase laktat yang berbeda, Vmaks

berbeda pula dalam aktivitas maksimumnya dan dalam tetapan Michaelis-Menten

KM bagi substrat, terutama bagi piruvat.

Banyak jenis enzim yang berpartisipasi didalam metabolisme sel telah ditemukan

terdapat dalam berbagai bentuk isozim. Semua bentuk isozim enzim tertentu

mengkatalisa reaksi yang sama, tetapi berbeda dalam sifat-sifat kinetik dan dapat

berbeda juga dalam responnya terhadap modulator alosterik. Distribusi berbagai

bentuk isozim setiap enzim mencerminkan sedikitnya empat faktor:

1. Pola metabolik yang berbeda didalam organ yang berbeda. Sebagai

contoh, isozim LDH pada otot jantung dan otot kerangka.

2. Lokasi dan peranan metabolik yang berbeda dari suatu enzim didalam satu

jenis sel. Sebagai contoh, enzim dehidrogenase malat terdapat dalam

berbagai bentuk pada mitikondria dan sitosol.

3. Diferensiasi dan perkembangan jaringan dewas dari bentuk embrionik atau

bayi. Sebagai contoh, hati anak bayai memiliki distribusi iozim

dehidrogenase laktat yang khas yang berubah bilamana organ mengalami

proses diferensiasi menjadi bentuk dewasanya.

4. Penyesuain yang tepat terhadap kecepatan metabolik melaui respon yang

berbeda dari bentuk-bentuk isozim terhadap modulator alosterik.

2.7. Enzim dapat mengalami kerusakan katalitik karena mutasi genetik.

Banyak penyakit genetuk manusia yang diketahui melibatkan kerusakan atau

inaktifasi. Salah satu enzim atau leb, dalam fungsi katalitik atau pengaturannya.

Molekul enzim yang mengalami kerusakan mengandung satu satu atau lebih asam

amino yang salah pada rantai polipeptidanya, sebagai akibat dari mutasi DNA

penyandingnya.aktivitas katalitik suatu enzim bergantung pada bukan hanya

16 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 17: Makalah Biokimia I

adanya residu asam amino spesifik pada sisi katalitik dan sisi pengaturannya,

tetapi juga tergantung pada keseluruha tiga dimensi enzim.jika enzim yang telah

berubah secara genetis ini merupakan anggota sistem enzim yang mengktalisa

suatu lintas metabolik utama, akibatnya dapat menjadi serius atau bahkan

gangguan yang fatal didalam metabolisme.

Beberapa di antara penyakit genetik manusia yang berkaitan dengan

penyimpangan pada salah satu enzim atau lainnya. Banyak usaha yang dilakukan

untuk mencengah akibat-akibat yang tidak diinginkan dari kerusakan genetik pada

enzim. Salah satu pendekatan yang sedang diteliti adalah pemasukan bentuk

enzim yang normal dan aktif ke dalam tubuh yang diimobilisasi pada kapsul

berfilter yang dimasukkan ke dalam pembuluh darah. Dengan cara ini diharapkan

bahwa metabolit yang berakumulasi di dalam badan sebagai akibat dari kerusakan

genetik dapat diubah menjadi produk normalnya pada saat darah mengalir melaui

kapsul yang mengandung enzim normal aktif ini.

Gambar 5 Pola warna yang khas pada kucing siam, diakibatkan oleh pengubahan

genetik enzim yang terlibat di dalam sintesis pigmen rambut hitam. Karena

kerusakan ini, enzim hanya aktif pada bagian tubuh yang lebih dingin.

17 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 18: Makalah Biokimia I

Pengubahan genetik pada enzim tidak selalu membahayakan. Seringkali,

peristiwa ini menghasilkan kergaman pada sifat-sifat sekunder. Kadang-kadang

pengubahan genetik pada suatu enzim dapat membuatnya lebih efisien,

memberikan organisme ini beberapa kelebihan didalam daya tahan hidupnya.

18 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 19: Makalah Biokimia I

BAB III

PENUTUP

3.1. KESIMPULAN

Disamping aktivitas katalitiknya, beberapa enzim memiliki aktivitas

pengatur dan berperan sebagai pemacu tau pengatur kecepatan reaksi

metobolisme. Terdapat dua golongan utama enzim pengatur: enzim alosterik atau

pengatur bukan kovalen, dan enzim pengatur kovalen. Beberapa enzim pengatur,

yang dinamakan enzim aleosterik, diatur kecepatannya oleh pengikatan dapat

balik – nonkovalen molekul modulator atau pengatur spesifik pada sisi alosterik

atau sisi pengaturan. Molekul modulator tersebut dapat merupakan substratnya

sendiri atau beberapa senyawa antara metabolic lain. Golongan enzim pengatur

lain terdiri dari enzim-enzim yang diatur oleh modifikasi kovalen beberapa gugus

fungsional yang perlu bagi aktivitasnya. Beberapa enzim terdapat dalam bentuk

ganda, yang disebut isozim, yang mempunyai sifat-sifat kinetika yang berbeda.

Pada banyak penyakit genetika manusia, satu atau lebih enzim mengalami

kerusakan fungsi sebagai akibat mutasi yang menurun.

19 | P e n g a t u r a n E n z i m

Page 20: Makalah Biokimia I

DAFTAR PUSTAKA

Lehninger, Albert L. 1982. Dasar-Dasar Biokimia. Jilid 1. Erlangga. Jakarta.

Marks, Dawn B., Allam D. Marks, Colleen M. Smith. 1996. Biokima Kedokteran

Dasar: Sebuah pendekatan Klinis. Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta.

Sumardjo, Damin. 2006. Pengantar Kimia. Penerbit Buku Kedokteran EGC.

Jakarta.

20 | P e n g a t u r a n E n z i m