Modul Biokimia Enzim 2

download Modul Biokimia Enzim 2

of 30

  • date post

    29-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    94
  • download

    10

Embed Size (px)

description

Biokimia only

Transcript of Modul Biokimia Enzim 2

  • Seri Buku Kuliah Biokimia Kedokteran I

    Santoso

    Edisi 2010

  • ii

    KATA PENGANTAR

    Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan YME, yang telah

    melimpahkan rahmat dan karuniaNya sehingga punulis dapat

    menyelesaikan modul enzimologi yang merupakan bagian dari seri buku

    kuliah Biokimia Kedokteran 1.

    Modul ini kami susun dengan tujuan untuk membantu mahasiswa

    kedokteran di tingkat semester awal untuk memahami perkuliahan

    mengenai enzim yang merupakan dasar dalam melaksanakan pendidikan

    kedokteran.

    Harapan penulis bahwa dengan mempalajari buku ini dan mengikuti

    perkuliahan dan kolaborasi dengan disiplin ilmu lainnya, mahasiswa

    kedokteran dapat menerapkan konsep-konsep dan prinsip-prinsip ilmu

    biomedik, terutama untuk proses normal dalam tubuh.

    Penulis menyadari bahwa tak ada gading yang tak retak, bahwa

    segala sesuatu ada kekurangannya termsuk buku ini. Oleh akrena itu

    sangat diharapkan berbagai saran dan kritik dari pembaca untuk

    menyempurnakan buku ini.

    Akhirnya penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak

    yang telah membantu dalam penulisan buku ini.

    Semarang, Januari 2010

    Penulis

  • iii

    Daftar Isi

    Kata Pengantar ............................................................................................ ii

    Daftar Isi ...................................................................................................... iii

    A. Pendahuluan ........................................................................................ 1

    B. Klasifikasi Enzim .................................................................................. 2

    C. Sistem Penamaan (Nomenklatur) enzim............................................. 3

    D. Gugus Prostetik, Kofaktor dan Koenzim ............................................. 5

    E. Mekanisme Kerja Enzim ...................................................................... 6

    F. Kinetika Enzim ..................................................................................... 7

    G. Denaturasi Enzim .............................................................................. 11

    H. Faktor yang Mempengaruhi Jumlah Enzim ....................................... 12

    I. Spesifitas Enzim ................................................................................ 14

    J. Macam-macam Bentuk Enzim .......................................................... 15

    K. Pengaturan dengan Modifikasi Kovalen ............................................ 17

    L. Korelasi Klinik .................................................................................... 18

    M. Soal-soal Latihan ............................................................................... 20

    Daftar Pustaka ........................................................................................... 23

    Lampiran .................................................................................................... 24

  • 1

    Enzim dan Koenzim

    A. Pendahuluan

    Enzim adalah polimer biologik yang mengkatalisis reaksi kimia

    yang berlangsung dalam tubuh. Sebagian besar enzim merupakan

    protein globuler yang terlarut dalam larutan tubuh seperti sitoplasma

    atau cairan tubuh lainnya, lain daripada itu, dengan kemajuan ilmu dan

    teknologi telah banyak diidentifikasi bahwa banyak molekul RNA yang

    ternyata juga berperan sebagai enzim. Tidak semua protein dalam

    tubuh adalah enzim. Untuk dapat dikatakan sebagai enzim, protein

    tersebut harus memiliki kemampuan untuk mengkatalisis reaksi kimia.

    Banyak penyakit yang berkaitan dengan defek pada enzim

    seperti kekurangan jumlah atau aktivitas katalitik enzim-enzim kunci.

    Hal ini dapat disebabkan karena kelainan genetic, kekurangan gizi

    atau toksin. Glycogen storage disease (GSD) merupakan contoh dari

    banyak kasus penyakit yang berkaitan dengan enzim. Glycogen

    storage disease merupakan penyakit herediter yang disebabkan oleh

    gangguan metabolism glikogen. Insidensi dari penyakit ini adalah

    berkisar antara 1:20.000-43.000 kelahiran hidup. Terdapat 12 tipe dari

    GSD yang pembagiannya didasarkan pada defisiensi enzim dan organ

    target dari defisiensi tersebut. Secara primer, GSD akan menyerang

    hepar, otot atau keduanya dengan gambaran klinik hepatomegali,

    gangguan dalam pertumbuhan, hipoglikemia, hiperlaktasemia,

  • 2

    hiperurisemia, dan hiperlipidemia. Gambaran klinik tersebut tergantung

    dari organ yang mengalami kerusakan akibat timbunan glikogen dalam

    organ tersebut.

    B. Klasifikasi Enzim

    International Union of Biochemistry and Molecular Biology

    (IUBMB) mengklasifikasi enzim berdasarkan tipe reaksi yang

    dikatalisisnya. Berdasarkan tipe reaksi yang dikatalisis itu, enzim

    dibagi menjadi 6 kelas dan masing-masing kelas terbagi lagi menjadi

    subkelas (4-13 subkelas) dan dari subkelas dibagi lagi menjadi

    subsubkelas. Adapun keenam kelas enzim antara lain :

    1. Oksidoreductase

    Mengkatalisis oksidasi dan reduksi Contoh : alcohol dehidrogenase (EC1.1.1.1)

    2. Transferase

    Mengkatalisis pemindahan gugus seperti : Glikosil, Metil, fosforil, aldehid dan keton.

    Contoh : ATP (D-heksosa-6-fosfotransferase/heksokinase) (EC2.7.1.1)

    3. Hidrolase

    Mengkatalisis pemutusan hidrolitik dalam ikatan C-C, C-O, C-N dan ikatan lain.

    Contoh : Beta-Galaktosidase (EC3.2.1.23)

  • 3

    4. Liase

    Mengkatalisis pemutusan ikatan C-C, C-O, C-N, dan ikatan lain dengan eliminasi atom yang menghasilkan ikatan rangkap.

    Contoh : Fumarat hidratase (Fumarase) (EC4.2.1.2) 5. Isomerase

    Mengkatalisis perubahan geometric atau structural di dalam satu molekul.

    Contoh : triosafosfat isomerase (EC5.3.1.1) 6. Ligase

    Mengkatalisis penyatuan dua molekul yang dikaitkan dengan hidrolisis ATP.

    Contoh : Asetil-KoA-karboksilase (EC6.4.1.2)

    C. Sistem Penamaan (Nomenklatur) Enzim

    Untuk kepentingan penelitian, penamaan enzim didasarkan

    pada ketentuan yang disepakati dalam IUBMB, dengan mengadopsi

    sebuah system yang kompleks namun tidak meragukan bagi

    peristilahan enzim yang berdasarkan mekanisme reaksi. Walaupun

    telah ditetapkan aturan tersebut, nama lazim (yang biasanya lebih

    pendek) dari enzim juga sering digunakan dalam buku ajar dan

    laboratorium klinik.

  • 4

    Adapun ketentuan itu adalah :

    1. Reaksi dan enzim yang mengkatalisisnya membentuk enam kelas,

    dan masing-masing kelas mempunyai 4 hingga 13 subkelas.

    2. Nama enzim terdiri atas 2 bagian. Nama pertama menunjukkan

    substratnya. Nama kedua, yang berakhir dengan akhiran ase,

    menyatakan tipe reaksi yang dikatalisis.

    3. Informasi tambahan, bila diperlukan untuk menjelaskan reaksi,

    dapat dituliskan dalam tanda kurung di bagian akhir; misalnya

    enzim yang mengkatalisis reaksi L-malat + NAD+ = piruvat + CO2 +

    NADH + H+ diberi nama 1.1.1.37 L-malat:NAD+ oksidoreduktase

    (dekarboksilasi)

    4. Setiap enzim mempunyai nomor kode (EC) yang menandai tipe

    reaksi berkenaan dengan kelas (digit pertama), subkelas (digit

    kedua) dan subsubkelas (digit ketiga. Digit keempat adalah untuk

    enzim spesifik.

    Contoh :

    EC1.1.1.1 (Alkohol dehidrogenase) menyatakan kelas pertama

    (oksidoreductase) subkelas pertama (-C-OH sebagai donor

    electron) subsubkelas pertama (NAD (P)+ sebagai akseptor

    electron)

    EC2.7.1.1 (ATP:D-Heksosa-6-fosfotransferase (heksokinase)

    menyatakan kelas 2 (transferase) subkelas 7 (pemindahan gugus

  • 5

    yang mengandung fosfor) subsubkelas pertama (menunjukkan

    gugus CH-OH sebagai akseptor.

    D. Gugus Prostetik, Kofaktor dan Koenzim

    Merupakan molekul organik non protein atau molekul anorganik

    (ion) yang dapat dibutuhkan secara langsung dalam mengkatalisis

    atau pengikatan substrat. Disebut gugus prostetik bila terintegrasi erat

    ke dalam struktur enzim dan tidak dapat dilepaskan dari enzim tanpa

    merusak enzim. Kofaktor hanya berikatan secara transien dan mudah

    terlepas dengan enzim atau substrat. Koenzim berfungsi sebagai

    pengangkut atau bahan pemindah gugus.

    Sebagian besar koenzim, kofaktor dan gugus prostetik

    merupakan turunan dari vitamin B. selain vitamin B, beberapa koenzim

    mengandung gugus adenine, ribose, dan fosforil AMP atau DMP.

    Contoh dari kofaktor, koenzim dan gugus prostetik antara lain :

    o Pyridoksal fosfat untuk aktivitas enzim transaminase

    o Ion zinc untuk aktivitas enzim karboksipeptidase

    o NAD (P) untuk aktivitas enzim alcohol dehydrogenase.

  • 6

    E. Mekanisme Kerja Enzim

    Prinsip kerja enzim berlangsung dalam dua tahap. Pada tahap

    pertama, enzim (E) bergabung dengan substrat (S) membentuk

    kompleks enzim substrat (E-S). tahap kedua, kompleks enzim-substrat

    terurai menjadi produk dan enzim bebas.

    Terdapat dua model yang diusulkan pada kegiatan enzim dalam

    mempengaruhi substrat sehingga diperoleh zat hasil, yaitu model kunci

    dan anak kunci, dan model induced fit.

    Pada model kunci dan anak kunci, substrata tau bagian substrat

    harus mempunyai bentuk yang sangat tepat dengan sisi katalitik

    enzim. Substrat ditarik oleh sisi katalitik enzim yang cocok untuk

    substrat tersebut sehingga terbentuk kompleks enzim substrat.

    Pada model induced fit, lokasi aktif beberapa enzim mempunyai

    konfigurasi yang tida