Modul Biokimia Enzim

30
Seri Buku Kuliah Biokimia Kedokteran I Santoso Edisi 2010

description

BIOCHEMICAL

Transcript of Modul Biokimia Enzim

Page 1: Modul Biokimia Enzim

 

 

Seri Buku Kuliah Biokimia Kedokteran I

 

Santoso

Edisi 2010

Page 2: Modul Biokimia Enzim

 

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

Page 3: Modul Biokimia Enzim

 

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

Page 4: Modul Biokimia Enzim

 

 

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,

Page 5: Modul Biokimia Enzim

 

 

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)

Page 6: Modul Biokimia Enzim

 

 

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.

Page 7: Modul Biokimia Enzim

 

 

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

Page 8: Modul Biokimia Enzim

 

 

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.

Page 9: Modul Biokimia Enzim

 

 

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 tidak kaku. Enzim berubah bentuk menyesuaikan diri

dengan bentuk substrat setelah terjadi pengikatan. Jadi, tautan yang

Page 10: Modul Biokimia Enzim

 

 

cocok pada keduanya dapat diinduksi ketika terbentuk kompleks

enzim-substrat.

F. Kinetika Enzim

Laju reaksi yang dikatalisis oleh enzim dipengaruhi oleh :

1. Suhu

Suhu rendah yang mendekati titik beku biasanya tidak

mersuak enzim. Pada suhu dimana enzim masih aktif, kenaikan

suhu sebanyak 10oC menyebabkan keaktifan menjadi 2 kali lebih

besar sehingga akan meningkatkan laju reaksi sampai suatu titik

yang melebihi hambatan energi untuk merusak interaksi

nonkovalen yang mempertahankan struktur tiga dimensi enzim,

yang kemudian akan menguraikan rantai polipeptida enzim dan

akhirnya mengalami denaturasi, disertai hilangnya kemampuan

katalitik enzim. Enzim akan bekerja dengan baik pada suhu

Page 11: Modul Biokimia Enzim

 

 

optimum. Di dalam tubuh manusia enzim akan bekerja optimum

pada suhu sekitar 37oC.

2. Konsentrasi ion hidrogen (pH)

Karena terdapat komponen asam dan basa dalam protein

penyusun enzim, aktivitas enzim sangat tergantung terhadap pH.

Sebagian besar enzim intrasel memperlihatkan aktivitas optimal

pada nilai pH antara 5 dan 9. Hubungan aktivitas dengan

konsentrasi ion hidrogen mencerminkan keseimbangan antara

denaturasi enzim pada pH tinggi atau rendah.

3. Konsentrasi substrat mempengaruhi laju reaksi

Untuk suatu enzim tipikal, peningkatan konsentrasi substrat

akan meningkatkan kecepatan awal, hingga tercapai nilai

maksimal, jika peningkatan lebih lanjut, konsentrasi substrat tidak

meningkatkan kecepatan awal, enzim dikatakan “jenuh” oleh

substrat.

Persamaan Michaelis-Menten & Hill menggambarkan efek

konsentrasi substrat.

Vi = Vmaks [S] / Km + [S]

Km : Konstanta Michaelis, adalah konsentrasi substrat dengan Vi

adalah separuh dari kecepatan maksimal (1/2 Vmaks) yang dapat

dicapai pada konsentrasi terntentu dari enzim.

Ada tiga kondisi :

Page 12: Modul Biokimia Enzim

 

 

a. Harga konsentrasi substrat jauh lebih kecil daripada harga Km,

maka kecepatan reaksi awal berbanding lurus dengan

konsentrasi substrat.

b. Harga konsentrasi substrat jauh lebih besar dari harga Km,

maka kecepatan reaksinya adalah maksimal dan tidak

dipengaruhi oleh peningkatan lebih lanjut dari konsentrasi

substrat.

c. Harga konsentrasi substrat sama dengan harga Km, maka

kecepatan awal adalah separuh dari Vmaksimal.

4. Konsentrasi enzim

Kecepatan reaksi enzim berbanding lurus dengan

konsentrasi enzim. Makin besar jumlah enzim makin cepat

reaksinya. Konsentrasi enzim tidak mempengaruhi harga Keq

(suatu rasio berbagai konstanta laju reaksi, dapat dihitung dari

konsentrasi substrat dan produk pada keseimbangan.

5. Inhibitor.

Inhibitor dapat bersifat reversible maupun irreversibel,

inhibitor reversible akan membentuk suatu kompleks dinamik yang

dapat terlepas dari enzimnya, sedangkan inhibitor yang irreversible

akan memodifikasi enzim secara kimiawi. Modifikasi ini umumnya

melibatkan pembentukan atau pemutusan ikatan kovalen dengan

residu aminoasil yang esensial untuk mengikat substrat, katalisis

atau mempertahankan konformasi fungsional enzim.

Page 13: Modul Biokimia Enzim

 

10 

 

Suatu enzim yang telah terikat oleh inhibitor irreversible

(misalkan atom logam berat atau reagen pengasil) biasanya tidak

dapat kembali ke bentuk semula.

Inhibitor reversibel dapat bersifat :

1. Inhibitor kompetitif, mempunyai ciri-ciri sebagai berikut :

a. Berikatan dengan bagian dari tempat aktif yang mengikat

substrat dan menghambat akses ke substrat.

b. Struktur kimianya cenderung mirip dengan struktur kimia

substrat. Diistilahkan sebagai analog substrat.

c. Dapat terbentuk kompleks enzim-substrat dan kompleks

enzim-inhibitor

d. Peningkatan konsentrasi substrat akan mengatasi inhibisi,

sebab terikatnya substrat pada enzim, menghilangkan enzim

bebas yang tersedia untuk mengikat inhibitor, seberapa

besar konsentrasi substrat perlu ditingkatkan untuk

mengatasi inhibisi secara total bergantung pada konsentrasi

inhibitor yang ada.

e. Misalkan malonat merupakan inhibitor kompetitif terhadap

aktivitas enzim suksinat dehindrogenase, sebagai substrat

adalah suksinat dan sebagai produk adalah fumarat.

f. Inhibitor kompetitif tidak berefek pada harga Vmaks, tetapi

meningkatkan harga Km.

Page 14: Modul Biokimia Enzim

 

11 

 

2. Inhibitor nonkompetitif, mempunyai ciri-ciri sebagai berikut :

a. Pengikatan inhibitor tidak mempengaruhi pengikatan

substrat

b. Dapat terbentuk kompleks enzim-inhibitor dan kompleks

enzim-inhibitor-substrat

c. Inhibitor nonkompetitif mengikat enzim dibagian yang

berbeda dengan bagian yang mengikat substrat.

d. Umumnya tidak memiliki kesamaan dengan struktur kimia

substrat

e. Inhibitor nonkompetitif menurunkan harga Vmaks

f. Inhibitor nonkompetitif tidak mempengaruhi harga Km.

3. Inhibitor uncompetitive, mempunyai cirri-ciri sebagai berikut :

a. Tidak dapat membentuk kompleks enzim-inhibitor

b. Hanya terikat pada kompleks enzim-substrat, maka yang

terbentuk adalah enzim-substrat-inhibitor kompleks

c. Tidak aktif pada konsentrasi substrat yang rendah.

G. Denaturasi Enzim

Enzim sebagian besar tersusun oleh protein, sehingga enzim

juga memilik sifat-sifat dari protein yaitu dapat terdenaturasi oleh

karena pengaruh lingkungan. Denaturasi protein dapat muncul

dibawah pengaruh dari lingkungan fisik, seperti suhu tinggi, tingkat

keasaman dan tekanan tinggi. Proses denaturasi akan menyebabkan

Page 15: Modul Biokimia Enzim

 

12 

 

kerusakan pada struktur sekunder, tersier dan kuartener dari protein

tersebut, tetapi kadang tidak untuk struktur primernya. Sehingga

denaturasi protein dapat bersifat reversibel maupun irreversibel.

Denaturasi bersifat reversibel apabila struktur primer pada protein

tersebut tidak mengalami perubahan, sedang bersifat ireversibel jika

protein mengalami kerusakan sampai tingkat struktur primernya.

Beberapa protein yang terdenaturasi, dapat mengalami

pelipatan kembali secara spontan dengan diikuti restorasi dari aktivitas

biologiknya. Ied Anfinsen mengemukakan bahwa struktur primer dari

polipeptida sudah cukup untuk mengarahkan proses pelipatan kembali.

Untuk proses renaturasi ini selain dibutuhkan struktur primer yang utuh

dari protein penyusun enzim tersebut, juga dibutuhkan protein aksesori

lain seperti protein sidulfid isomerase, propyl cis-trans isomerase dan

chaperonin untuk mempercepat preses pelipatan kembali tersebut.

H. Faktor yang mempengaruhi jumlah enzim

1. Biosintesis

Biosintesis enzim merupakan suatu proses kompleks yang

melibatkan proses di inti sel dan disitoplasma. Adanya gangguan

dalam biosintesis tersebut, mengakibatkan adanya perubahan

efektifitas dalam pembentukan enzim yang akan berdampak jumlah

enzim dapat berlebih atau berkurang.

Page 16: Modul Biokimia Enzim

 

13 

 

2. Katabolisme

Setelah disintesis, enzim yang tidak akan mengalami

metabolism, yakni akan dihancurkan menjadi komponen

penyusunnya yang akhirnya akan dikeluarkan. Peningkatan

pengrusakan atau penghancuran enzim yang dapat disebabkan

oleh kelainan internal atau eksternal akan berpengaruh pada

jumlah enzim.

3. Mutasi

Mutasi pada gen pengkode protein enzim akan

menyebabkan gangguan sintesis enzim. Gangguan tersebut dapat

bersifat parsial, atau penuh. Gangguan bersifat parsial berarti tubuh

masih mampu mensintesis enzim tetapi jumlahnya berkurang.

Sedang bersifat penuh apabila tubuh sama sekali tidak dapat

mensintesis enzim.

4. Represi, derepresi dan inducer

Dalam menjalankan fungsinya enzim akan diatur oleh

protein lain agar jumlahnya dalam batas fisiologis. Proses tersebut

dikenal dengan homeostasis. Homeostasis melibatkan protein

repressor maupun inducer yang akan bekerja secara seimbang.

Adanya ketidak seimbangan dalam pengaturan tersebut maka akan

mengakibatkan ketidakseimbangan jumlah enzim. Apabila jumlah

protein inducer lebih tinggi dibandingkan dengan protein repressor

maka jumlah enzim akan meningkat begitu juga sebaliknya.

Page 17: Modul Biokimia Enzim

 

14 

 

I. Spesifitas Enzim

Enzim biasanya sangat spesifik dalam aksinya. Spesifitas dari

substrat merupakan spesifitas yang paling sering ditemukan seperti,

urea dipercaya merupakan satu-satunya substrat untuk enzim urease,

demikian juga suksinat untuk enzim succinate dehydrogenase.

Beberapa kespesifikan yang dimiliki oleh enzim antara lain :

1. Kespesifikan geometrik

2. Kespesifikan reaksi

Tiap enzim akan mengkatalisis reaksi yang berbeda-beda.

Berdasarkan kespesifikan reaksinya, enzim diklasifikasikan menjadi

6 kelas oleh IUBMB.

3. Kespesifikan optik.

Enzim hanya dapat mengkatalisis salah satu pasangan

isomer optic suatu substrat. Misalnya, arginase hanya mampu

mengkatalisis hidrolisis L-arginin menjadi ornitin dan urea, tetapi

tidak mampu mengkatalisis D-arginin.

4. Kespesifikan organella

Dalam sel, enzim terdapat diberbagai macam organelle. Hal

ini penting dan berkaitan dengan tempat kerja enzim tersebut.

Sebagai contoh enzim yang digunakan untuk siklus asam sitrat

berada dalam mitokondria sedangkan enzim untuk proses glikolisis

berada dalam sitoplasma.

Page 18: Modul Biokimia Enzim

 

15 

 

Distribusi enzim di berbagai macam organelle ini dapat

dipelajari dengan melakukan fraksinasi yang dilakukan dengan

pemusingan dengan kecepatan tinggi. Penentuan lokasi enzim juga

dapat dilakukan dengan pemeriksaan histokimia dengan

menggunakan sayatan jaringan yang dibekukan (frozen section)

kemudian diproses dengan substrat untuk suatu enzim tertentu.

Jika enzim tersebut ada, maka akan terbentuk produk dari substrat.

J. Macam-macam Bentuk Enzim

1. Proenzim

Merupakan bentuk enzim yang inkatif. Untuk dapat menjadi

aktif proenzim akan mengalami proses dengan pembuangan dari

sebagian kecil strukturnya. Pembuangan tersebut merupakan

proses yang irreversibel. Proenzim sering disebut juga dengan

zimogen.

2. Isozim

Isozim merupakan bentuk enzim berbeda yang

mengkatalisis reaksi kimia yang sama. Isozim ini berasal dari

duplikasi gen. isozim dapat memperlihatkan perbedaan ringan

dalam sifat seperti sensitivitas terhadap factor regulatorik tertentu

atau afinitas substrat yang mengadaptasikan isozim ke jaringan

atau lingkungan tertentu.

Page 19: Modul Biokimia Enzim

 

16 

 

3. Alosterik enzim

Merupakan bentuk enzim yang diatur dengan mekanisme

alosterisme. Alosterik enzim mengikat activator dan inhibitor

ditempat yang terpisah dari tempat aktif. Efektor alosterik

mengubah konformasi enzim melalui suatu cara yang akan

mempengaruhi tempat aktifnya. Perubahan konformasi pada posisi

rantai sisi asam amino di tempat aktif ini dapat mempengaruhi

pengikatan substrat dan/atau Vmaks reaksi yang dikatalisis.

4. Enzim plasma fungsional

Merupakan bentuk enzim yang bekerja di dalam plasma.

Biasanya berfungsi dalam proses homeostasis aliran darah.

5. Enzim plasma non fungsional

Perbedaan antara enzim plasma fungsional dengan enzim

plasma non fungsional adalah :

Tabel 1. Perbedaan antara enzim plasma fungsional dengan non

fungsional

Enzim plasma fungsional Enzim plasma non fungsional Konsentrasi dalam plasma

Lebih tinggi dalam plasma dibandingkan dengan dijaringan

Secara normal, konsentrasi di dalam plasma sangat rendah dibandingkan dengan di dalam jaringan

Fungsi Jelas Tidak jelas Substrat Berada dalam darah Tidak ada dalam darah Tempat sintesis

Hepar Diberbagai macam organ seperti hepar, jantung, otak dan otot rangka

Contoh Factor pembekuan Lipoprotein lipase Pseudocholine esterase

ALT, AST, CK, LDH, alkaline phospatase, amilase

Page 20: Modul Biokimia Enzim

 

17 

 

K. Pengaturan dengan Modifikasi Kovalen

Ikatan kovalen pada molekul dapat memodifikasi aktivitas dari

enzim dan beberapa protein. Dalam keadaan ini, dibutuhkan molekul

donor yang akan menyediakan fraksi fungsional dalam modifikasi

enzim. Sebagian besar modifikasi ini bersifat reversible, tetapi juga

dapat bersifat irreversible. Fosforilasi dan defosforilasi merupakan cara

yang paling sering dalam covalent modification. Bentuk-bentuk dari

modifikasi kovalen tersedia dalam tabel.

Tabel 2. Modifikasi kovalen yang sering terjadi pada aktivitas

protein

Modifikasi Molekul donor Contoh protein

yang termodifikasi

Fungsi protein

Fosforilasi ATP Glycogen

phosphorylase

Homeostasis

glukosa, dan

transduksi energi

Acetilasi Acetyl CoA Histones Transkripsi

Miristoilasi Myristoyl CoA Src Transduksi sinyal

ADP-ribosilasi NAD RNA polymerase Transkripsi

Farnesilasi Farnesyl

pyrophosphate

Ras Transduksi sinyal

Page 21: Modul Biokimia Enzim

 

18 

 

Modifikasi Molekul donor Contoh protein

yang termodifikasi

Fungsi protein

γ-karboksilasi HCO3- Thrombin Pembekuan darah

Sulfasi 3′-

Phosphoadenosin

e -5′-

phosphosulfate

Fibrinogen Pembentukan

bekuan darah

Ubiquitinasi Ubiquitin Siklin Pengendalian

siklus sel

L. Korelasi Klinik

Boks 1. Kreatin Kinase dan Infark Miokard Tuan A, 37 tahun datang dibawa ke UGD karena kecelakaan mobil. pasien mengaku bahwa dirinya sesak nafas dan pusing sebelum kecelakaan tersebut. Dari pemeriksaan tidak didapatkan tanda penyakit serebrovaskuler atau infark miokard. Untuk menegakkan diagnosis, pasien masuk rawat inap dan diambil sampel untuk pemeriksaan creatin kinase (CK) dan enzim lain secara periodik. Pertanyaan :

1. Jelaskan bagaimana mekanisme kerja dari enzim creatin kinase!

2. Jelaskan tata nama dari enzim keratin kinase berdasarkan kesepakatan dari IUBMB!

3. Jelaskan mengenai isoenzim dari creatin kinase, beserta kespesifikan organ dari isoenzim tersebut!

Page 22: Modul Biokimia Enzim

 

19 

 

Boks 2. Serum Hepatitis Tuan C, 37 tahun dirawat dirumah sakit dengan glomerulonefritis

yang diterapi secara konservatif. Setalh 6 bulan perawatan, pasien

mengalami pembesaran hepar yang dapat diraba melalui palpasi.

Nyeri tekan (+). Pemeriksaan fungsi hepar abnormal, konsentrasi

enzim aspartate aminotransferase (AST) 1200 IU/L (normal 7-20

IU/L), dan total plasma bilirubin 77 μmol/L (normal 2-19 μmol/L)

Pertanyaan :

1. Jelaskan bagaimana mekanisme kerja dari enzim aspartate

aminotransferase!

2. Jelaskan tata nama dari enzim aspartate aminotransferase

berdasarkan kesepakatan dari IUBMB!

3. Jelaskan pengaturan kerja enzim tersebut!

Boks 3. Cidera otot Purbaya 29 tahun mengeluh nyeri dada setelah tertimpa palu ketika

sedang bekerja disebuah gedung yang sedang direnovasi. Nyeri

dirasa ringan dan dia merasa dapat melanjutkan pekerjaannya saat

itu. Hari brikutnya dia merasakan nyeri semakin bertambah ketika

bernafas. Kemudian dibawa ke UGD untuk dilakukan pemeriksaan.

Dari hasil pemeriksaan X-foto thorax dan elektrokardiografi negative,

tidak ditemukan kelainan. Pemeriksaan laboratorium menunjukkan

terdapat peningkatan kadar lactate dehidrogenase (LDH) yakni 6,9

μkat/L (400 IU/L). kadra tersebut menetap selama 4 hari, tidak

ditemukan kelainan dari pemeriksaan laboratorium lainnya dan

pemeriksaan fisik.

Pertanyaan :

1. Jelaskan bagaimana mekanisme kerja dari enzim lactate

dehidrogenase!

2. Jelaskan tata nama dari enzim lactate dehidrogenase

berdasarkan kesepakatan dari IUBMB!

3. Jelaskan pengaturan kerja enzim tersebut!

4. Jelaskan mengenai isoenzim, ada berapakah isoenzim untuk

lactate dehidrogenase!

Page 23: Modul Biokimia Enzim

 

20 

 

M. Soal-soal Latihan

1. Kecepatan reaksi yang dikatalisis oleh enzim dapat dipengaruhi

oleh hal-hal dibawah ini, ialah

1. Konsentrasi substrat

2. pH

3. Konsentrasi koenzim

4. Suhu

2. Alosterik enzim tersusun atas beberapa subunit

Sebab

Alosterik enzim mempunyai sisi katalitik dan sisi regulatorik.

3. Enzim glycogen phosphorilase dapat mengalami fosforilasi

Sebab

Fosforilasi pada enzim glycogen phosphorilase merupakan

peristiwa modifikasi kovalen

4. Hal-hal yang benar tentang lipoprotein lipase dibawah ini, ialah :

1. Chylomicron dapat merupakan substratnya

2. Dapat digunakan membantu diagnosis hiperlipoproteinemia

3. Fatty acids dapat merupakan produknya

4. Merupakan non functional plasma enzyme

5. Berdasarkan nomenklatur dari IUBMB, EC:3.2.1.23 berarti :

1. Termasuk kedalam kelas hydrolase

2. Subkelas 2, menunjukkan yang dihidrolisis ikatan ester

3. Enzim yang dimaksud adalah β-galaktosidase

Page 24: Modul Biokimia Enzim

 

21 

 

4. Terjadi proses transfer H2O

6. Yang dimaksud dengan alosterik enzim mempunyasi sifat-sifat :

1. Aktivitasnya dapat dikontrol oleh molekul yang terikat pada sisi

katalitiknya

2. Dapat dikontrol oleh molekul yang diistilahkan sebagai efektor

3. Efektor merupakan produk yang diproduksi alosterik enzim

4. Efektor dapat bersifat positif maupun negatif

7. Hal-hal yang benar dari lactate dehydrogenase dibawah ini, ialah:

1. Merupakan oligomerik enzim

2. Bentuk promoter satu dengan yang lain isozyme berbeda

3. Seringkali satu jaringan berbeda promoter yang dominan

dibandingkan jaringan lain

4. Mempunyai substrat yang sama antara bentuk isozyme yang

satu dengan yang lain.

8. Hal-hal yang benar tentang succinate dehydrogenase dibawah ini,

ialah :

1. Melonate dapat terikat pada sisi katalitiknya

2. Terikatnya malonate akan berakibat naiknya harga Km enzim

3. Pengaruh malonate dapat ditiadakan dengan menambah

succinate dalam jumlah banyak

4. Sebagai produk yang diakibatkan melekatnya malonate pada

enzim adalah fumarate.

Page 25: Modul Biokimia Enzim

 

22 

 

9. Enzim pyruvate dehydrogenase termasuk dalam kelas dibawah ini,

ialah :

A. Isomerase

B. Hydrolase

C. Lyase

D. Ligase

E. Oxidoreductase

10. Enzim D-glucose-6-phosphate dehydrogenase pada jalur pentose

phosphate terletak di dalam organelle dibawah ini, ialah :

A. Mitokondria

B. Reticulum endoplasma

C. Sitosol

D. Nucleolus

E. Golgi kompleks

Page 26: Modul Biokimia Enzim

 

23 

 

Daftar Pustaka

1. Murray R.K., Granner D.K., Mayes P.A., Rodwell V.W., Biokimia

Harper, Ed 24. EGC. 1999:67-113

2. Iwakura M., Nakamura D., Tukenawa T., Mitsuishi Y., An approach for

protein to be completely reversible to thermal denaturation even at

autoclave temperatures. Prot. Engineering. 2001.14(8):583-589.

3. Daniel R.M., Dines M., Petach H.H., The denaturation and degradation

of stable enzymes at high temperatures. Biochem J. 1996.317:1-11.

4. Marks D.B., Marks A.D., Smith C.M., Biokimia Kedokteran Dasar :

Sebuah pendekatan Klinis. EGC. 2000:96-125.

5. Sumardjo D. Pengantar Kimia. EGC. 2009: 389-421.

Page 27: Modul Biokimia Enzim

 

24 

 

Lampiran 1. Klasifikasi enzim berdasarkan IUBMB

1. Oxidoreductases (EC 1) (Oxidoreductase)

• EC 1.1 (act on the CH-OH group of donors)

• EC 1.2 (act on the aldehyde or oxo group of donors)

• EC 1.3 (act on the CH-CH group of donors)

• EC 1.4 (act on the CH-NH2 group of donors)

• EC 1.5 (act on CH-NH group of donors)

• EC 1.6 (act on NADH or NADPH)

• EC 1.7 (act on other nitrogenous compounds as donors)

• EC 1.8 (act on a sulfur group of donors)

• EC 1.9 (act on a heme group of donors)

• EC 1.10 (act on diphenols and related substances as donors)

• EC 1.11 (act on peroxide as an acceptor -- peroxidases)

• EC 1.12 (act on hydrogen as a donor)

• EC 1.13 (act on single donors with incorporation of molecular

oxygen)

• EC 1.14 (act on paired donors with incorporation of molecular

oxygen)

• EC 1.15 (act on superoxide radicals as acceptors)

• EC 1.16 (oxidize metal ions)

• EC 1.17 (act on CH or CH2 groups)

• EC 1.18 (act on iron-sulfur proteins as donors)

• EC 1.19 (act on reduced flavodoxin as donor)

Page 28: Modul Biokimia Enzim

 

25 

 

• EC 1.20 (act on phosphorus or arsenic as donors)

• EC 1.21 (act on X-H and Y-H to form an X-Y bond)

• EC 1.97 (other oxidoreductases)

2. Transferases (EC 2) (Transferase)

• EC 2.1 (transfer one-carbon groups, Methylase)

• EC 2.2 (transfer aldehyde or ketone groups)

• EC 2.3 (acyltransferases)

• EC 2.4 (glycosyltransferases)

• EC 2.5 (transfer alkyl or aryl groups, other than methyl groups)

• EC 2.6 (transfer nitrogenous groups)

• EC 2.7 (transfer phosphorus-containing groups)

• EC 2.8 (transfer sulfur-containing groups)

• EC 2.9 (transfer selenium-containing groups)

3. Hydrolases (EC 3) (Hydrolase)

• EC 3.1 (act on ester bonds)

• EC 3.2 (act on sugars - glycosylases)

• EC 3.3 (act on ether bonds)

• EC 3.4 (act on peptide bonds - Peptidase)

• EC 3.5 (act on carbon-nitrogen bonds, other than peptide bonds)

• EC 3.6 (act on acid anhydrides)

• EC 3.7 (act on carbon-carbon bonds)

• EC 3.8 (act on halide bonds)

• EC 3.9 (act on phosphorus-nitrogen bonds)

Page 29: Modul Biokimia Enzim

 

26 

 

• EC 3.10 (act on sulfur-nitrogen bonds)

• EC 3.11 (act on carbon-phosphorus bonds)

• EC 3.12 (act on sulfur-sulfur bonds)

• EC 3.13 (act on carbon-sulfur bonds)

4. Lyases (EC 4) (Lyase)

• EC 4.1 (carbon-carbon lyases)

• EC 4.2 (carbon-oxygen lyases)

• EC 4.3 (carbon-nitrogen lyases)

• EC 4.4 (carbon-sulfur lyases)

• EC 4.5 (carbon-halide lyases)

• EC 4.6 (phosphorus-oxygen lyases)

5. Isomerases (EC 5) (Isomerase)

• EC 5.1 (racemases and epimerases)

• EC 5.2 (cis-trans-isomerases)

• EC 5.3 (intramolecular oxidoreductases)

• EC 5.4 (intramolecular transferases -- mutases)

• EC 5.5 (intramolecular lyases)

• EC 5.99 (other isomerases)

6. Ligases (EC 6) (Ligase)

• EC 6.1 (form carbon-oxygen bonds)

• EC 6.2 (form carbon-sulfur bonds)

• EC 6.3 (form carbon-nitrogen bonds)

• EC 6.4 (form carbon-carbon bonds)

Page 30: Modul Biokimia Enzim

 

27 

 

• EC 6.5 (form phosphoric ester bonds)

• EC 6.6 (form nitrogen-metal bonds)