PENDAHULUAN - Mhanafi123's Blog | Just another … · PPT file · Web view2010-03-31 · penyakit...
Transcript of PENDAHULUAN - Mhanafi123's Blog | Just another … · PPT file · Web view2010-03-31 · penyakit...
1
PENDAHULUAN
• METABOLISME :– KATABOLISME
MOLEKUL YG LEBIH BESAR MOLEKUL YG LEBIH KECILGLUKOSA CO2 + H2O + ENERGI
– ANABOLISME = SINTESISMOLEKUL YG LEBIH KECIL MOLEKUL YG LEBIH BESARGLUKOSA GLIKOGEN
MAKANAN DICERNA dalam saluran pencernaan
DIMETABOLISME dalam sel
ENZIM
SEL JARINGAN ORGANISMEtersusun dari molekul2
REAKSI KIMIA
2
inti
Organisme sel molekul
enzim
Sel eukariot
sitosol
Golgi app.
peroxisom
lisosom
mitochondrion
cytoskeletonribosom
Endoplasmik retikulum
3
• I. BIOKIMIASUSUNAN KIMIAWIPROSES2 KIMIA
• ENZIM :PROTEIN BIOKATALISATOR
• ALUR METABOLIK
• A= substrat awal• P= produk akhir• B,C,D,E,F,G= senyawa2 antara (intermediates)• E1 searah
DALAM ORGANISMEvirus, bakteri, tumbuhan, hewan, manusia
E. regulator
PGFEDCBA 7654321 EEEEEEE
4
• LETAK ENZIM DALAM SEL– BERKAITAN DGN FUNGSI ORGANEL Ybs.– E. MITOKONDRIAL REAKSI PENGADAAN ENERGI
Reaksi oksidasi EnergiRantai respirasi dalam mitokondria
– E. RIBOSOMAL SINTESIS PROTEIN• KATALISATOR mempercepat reaksi
– IKUT SERTA DALAM REAKSI KIMIA & MEMPERCEPAT REAKSI KIMIA, TETAPI PD. AKHIR REAKSI AKAN DIDAPAT KEMBALI SEPERTI SEMULA
– DIBUTUHKAN DLM. JUMLAH KECIL
E + S
CELAH AKTIF
KOMPLEKS [ES] E
+P
5
• KATALISATOR INORGANIK
1. H+, OH-, Pt2. E. aktivasi 3. -4. -
ENZIM1. PROTEIN
biokatalisator2. E aktivasi 3. BEREAKSI
SPESIFIK4. TIDAK TAHAN
PANAS
6
Ea
Ea'
Ea''
Perjalananreaksi
E. l
evel
G
E. bebas
=kead. transisi
tanpa katalisator
dgn katalisator inorg
dgn enzim
G = PerubahanE. bebas
kead. awal
kead. akhir
7
keadaan awal pd suhu tertentuReaksi kimia : A PLab kimia : dipanasi
di + katalisatorSistem biologis : - suhu konstan
- + EnzimA+B C+DΔG = 0 seimbangΔG < 0 Rx ke kanan bersifat eksergonikΔG > 0 Rx ke kanan bersifat endergonik
8
• Ea = ENERGI AKTIVASIJUMLAH ENERGI YG DIPERLUKAN
UNTUK MEMBAWA SEMUA MOLEKUL DLM. 1 MOLE SUATU BAHAN PD. SUATU SUHU TERTENTU DR. KEADAAN AWAL MENUJU KEADAAN TRANSISI
MENGATASI HAMBATAN ENERGI• ΔG : PERUBAHAN ENERGI BEBAS
TIDAK DIPENGARUHI KATALISATOR
9
ENZIM BEREAKSI SPESIFIK artinya :SUATU ENZIM HANYA DAPAT
BEREAKSI DGN. SUATU SUBSTRAT TERTENTU atau PD. SEJUMLAH KECIL SENYAWA SEJENIS
CONTOH : LAKTOSA GLUKOSA + GALAKTOSA
LaktaseHeksokinase : - GLUKOSA
- HEKSOSA LAIN: FRUKTOSADAYA IKAT (AFINITASNYA) BEDA Km beda
10
• KEKHUSUSAN ENZIM– K. ABSOLUT– K. RELATIF– K. OPTIK MALTASE – K. GUGUS ALKOHOL DEHIDROGENASE
• DIPENGARUHI OLEH:– IKATAN E-S– SIFAT GUGUS KATALITIK– KOFAKTOR
•
• E / K TIDAK BERHUBUNGAN SECARA STOIKIOMETRIK DENGAN REAKTAN / PRODUKE
active siteS
3C 3B3A2C 2B2AC BA
3x
2x
x
11
KLASIFIKASI & TATANAMA ENZIM• NAMA ENZIM
– DULU SEDERHANAMis: EMULSIN, PTYALIN
– ‘S’ + ASEMis: UREASE, LIPASEJENIS REAKSI + ASEMis: TRANSFERASE, DEHIDROGENASE‘S’ + JENIS REAKSI + ASEMis: MALAT DEHIDROGENASE
‘S’ Jenis reaksi– TATANAMA ENZIM IUBMB:
1. REAKSI & ENZIMNYA DIBAGI DALAM 6 KELAS UTAMA2. NAMA ENZIM T.D. 2 BAGIAN:
Bgn. 1 NAMA SUBSTRATBgn. 2 JENIS REAKSI + ASE
12
KLASIFIKASI & TATANAMA ENZIM(lanjutan)
Mis:1.1.1.1 Alkohol : NAD Oksidoreduktase
= alkohol dehidrogenase3. INFORMASI TAMBAHAN DALAM ( )
Mis: 1.1.1.37 L-MALAT : NAD OKSIDOREDUKTASE
(decarboxylating)L-MALAT + NAD+ PIRUVAT + CO2 + NADH + H+
1.1.1.37 L-MALAT : NAD OKSIDOREDUKTASEL-MALAT + NAD+ OKSALOASETAT + NADH + H+
13
NOMOR KODE SISTEMATIKMis : EC.2.7.1.1
-D-GLUKOSA -D-GLUKOSA 6-P Glukokinase/Heksokinase
TransferaseTransfer fosfat
Akseptor gugus alkohol
Enzim yg dimaksudHeksokinase
14
KELAS-KELAS ENZIM MENURUT IUBMB,ADA 6 KELAS (GOLONGAN) UTAMA:
1. OKSIDOREDUKTASE : MENGKATALISIS REAKSI OKSIDASI – REDUKSI.P.U. : ENZIM2 PD. PROSES OKSIDASI BIOLOGIS Laktat dehidrogenasePIRUVAT + NADH + H+ LAKTAT + NAD+
2. TRANSFERASE : MENGKATALISIS TRANSFER/PEMINDAHAN GUGUS
FUNGSIONAL (BUKAN HIDROGEN) ANTARA SEPASANG SUBSTRAT
S–G + S’ S’–G + S
-D-GLUKOSA+ATP -DGLUKOSA-6-P +ADP
Heksokinase/Glukokinase
15
3. HIDROLASE :MENGKATALISIS PEMBELAHAN HIDROLITIKContoh : Enzim - Amilase
- Lipase - Karboksi peptidase A
-D-GALAKTOSIDA + H2O suatu alkohol + D-galaktosa
16
4. LIASE (LYASE) : MENGKATALISIS REAKSI PEMBENTUKAN ATAU
PEMECAHAN IKATAN RANGKAP DUA, ATAU PEMBELAHAN LAIN YG. MENYANGKUT PENYUSUNAN KEMBALI ELEKTRON
Contoh : ALDOLASE : KETOSA-I-P ALDOSA + DIHIDROKSI ASETON-P FUMARASE : HO – CH – COOH H – C – COOH | = || + H2O CH2 – COOH HOOC – C – H MALAT FUMARAT PIRUVAT DEKARBOKSILASE : O O || ||
– OOC – C – CH3 + H+ CO2 + H – C – CH3
PIRUVAT ASETALDEHID
17
5. ISOMERASE : MENGKATALISIS PENYUSUNAN KEMBALI
INTRAMOLEKULERAll Trans – retinin 11 – cis – retinin
6. LIGASE : MENGGABUNGKAN 2 MOLEKUL, DISERTAI
PEMUTUSAN IKATAN PIROFOSFAT PD. ATP ATAU SENYAWA SEJENIS
Mis : ~ PIRUVAT KARBOKSILASE :
O O || || – OOC – C – CH3 + CO2 – OOC – C – CH2 – COO –
ATP ADP+PiPIRUVAT OKSALOASETAT
18
LIGAND
MOLEKUL KECIL YG BISA TERIKAT PADA MOLEKUL BESAR
S=SUBSTRATI=INHIBITORA=AKTIVATORE=ENZIM
SI LIGANDA
EA
E
I
E
S
19
STRUKTUR PROTEIN 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
H |R – C – COOH | NH2asam amino
»
• ASAM AMINO DALAM LARUTAN SELALU BERMUATAN• PROTEIN JUGA SELALU BERMUATAN
»aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6
COO–+H3N
RANTAI PEPTIDA 20 jenis a.a. dasar
20
STRUKTUR PRIMER PROTEIN :• URUTAN ASAM AMINO PD. RANTAI PEPTIDA DR. UJUNG
AMINO BEBAS SAMPAI UJUNG KARBOKSIL BEBAS(awal) (akhir)
URUTAN a.aJUMLAH a.a
letak ujung NH3+
letak ujung –COOH–
letak suatu a.a
PD. TIAP JENIS RANTAI PROTEIN TIDAK SAMA (BERBEDA)
H |R – C – COOH | NH3
+
H |R – C – COO–
| NH3
++H+
H |R – C – COO–
| NH2
+OH–
pH < iep iepmuatan=0
pH>ieppKa COOH < NH3
+
21
STRUKTUR SEKUNDER :
H H O | | ||– N – C – C – | CH2 | S | S | CH2 |– N – C – C – | | || H H O
ikatandisulfida
R | C – C – N – || | | O H H : : : : : : : : H H O | | ||– N – C – C | R
ikatan Hidrogen
* Lain2 : * LIPIT = - PLEATED * KUMPARAN ACAK = RANDOM COIL
Cys– SH
Cys– SH
* Helix
22
STRUKTUR TERSIER :
E
celahaktif
Dari satu untai rantai polipeptida monomer
- Contoh : MIOGLOBIN (MYOGLOBINE) MONOMER- Struktur Tersier :
- IKATAN HIDROGEN- GAYA2 VAN DER WAALS IKATAN2 YG. LEMAH
23
STRUKTUR KUARTERNER :
• MONOMER PROTOMER
• DIMER
• TETRAMER
• OLIGOMERPOLIMER
subunit
subunitTERMASUK STRUKTURKUARTERNER
T.D. SATU UNTAI RANTAI POLIPEPTIDA
HANYA SAMPAI STRUKTUR TERSIER
24
STRUKTUR KUARTERNER :• SATU MOLEKUL T.D. > 1 RANTAI PEPTIDA• T.D. 2 SUBUNIT ATAU LEBIH
1 SUBUNIT ~ 1 RANTAI PEPTIDA• DIIKAT OLEH :
– IKATAN HIDROGEN– IKATAN ELEKTROSTATIK
• KEGUNAAN :– SUPAYA MOLEKULNYA LEBIH STABIL– UNTUK MENDAPAT FUNGSI TERTENTU
ENZIM
IKATAN2 YGLEMAH
CELAH AKTIF(ACTIVE SITE)
25
26
RANTAI POLIPEPTIDA
ADA YG SAMA SEMUA, ADA YG. BEDA
Hb : 22
LDH : M4
H4
M3H
M2H2
MH3
ISOZIMMENGKATALISIS REAKSIYG SAMA
gen rantai susunan a.a rantai
27
~
~ PH/PH, t DENATURASI
: DIMER
: TETRAMER
OLIGOMER
POLIMER~ T.D. BANYAK SUBUNIT(BANYAK RANTAI POLIPEPTIDA)4 RANTAI POLIPEPTIDA
4 SUBUNIT
STRUKTUR PROTEIN RUSAK, TP. TIDAK SAMPAI MERUSAK STRUKTUR PRIMER
~ PROTEIN :- ENZIM FUNGSIONAL- KOLAGEN STRUKTURAL
~ IKATAN PEPTIDAIKATAN DISULFIDA IKATAN YG. KUAT, TIDAK RUSAK
ikt peptida
28
CARA KERJA ENZIM
SE +
celah aktif = celah katalitik= celah pengikat substrat
KompleksE - S
+P
E
~
E : ENZIMS : SUBSTRATP : PRODUK
~ UKURAN MOLEKUL E : BESARUKURAN MOLEKUL S : KECIL
~ DALAM SISTEM BIOLOGIS : KADAR E << KADAR SUBSTRAT
~ IKATAN E–S IKATAN YG, LEMAH
29
KEKHUSUSAN ENZIM
• BILA ADA KESESUAIAN ANTARA CELAH AKTIF DGN. SUBSTRAT PD. STRUKTUR 3 DIMENSINYA MAUPUN GUGUS REAKTIF YG. DIMILIKI KEDUANYA.
30
~ GUGUS REAKTIF ASAM AMINO GUGUS YG. PUNYA POTENSI UNTUK BEREAKSI, TDP. PD. RANTAI ‘R’.
~
• GUGUS REAKTIF YG. BERPERAN LANGSUNG PD. PROSES KATALISIS ADALAH GUGUS REAKTIF PD. CELAH AKTIF
• – LOGAM BERAT MENGIKAT GUGUS –SH E MENJADI INAKTIFHg++
S
E
HR – C – COO–
| NH3
+
SH | CH2 |H3
+N – C – COO–
| H
R
Cysteine (Cys) CSISTEIN
OH | CH2 |H3
+N – C – COO–
| H
R
Serin (Ser) S
31
CELAH AKTIF (ACTIVE SITE)
• CELAH AKTIF TERBENTUK O. K. ADANYA STRUKTUR TERSIER• PD. CELAH AKTIF DIDAPATKAN GUGUS2 REAKTIF DARI ASAM2 AMINO
YG. AKAN MELAKUKAN REAKSI KATALITIK.ASAM2 AMINO TSB. MUNGKIN BERJAUHAN DLM. STRUKTUR PRIMERNYA, TTP. BERDEKATAN DLM. STRUKTUR TERSIERNYA.
• GUGUS2 REAKTIF DI CELAH AKTIF :– GUGUS2 PENGIKAT S– GUGUS2 KATALITIK
• CELAH KATALITIK• CELAH PENGIKAT ‘S’
32
MEKANISME KATALISIS ENZIM
ACTIVE SITE (BENTUK CELAH)= CATALYTIC SITE= SUBSTRATE BINDING SITE
GUGUS2 PENGIKAT ‘S’GUGUS2 KATALITIK
GUGUS REAKTIF ASAM2 AMINO DI DAERAH TSB.
S+MOLEKUL
BESARMOLEKUL
KECIL Kompleks ES
E +P
33
TEORI KUNCI & ANAK KUNCI FISHER
TEORI KESESUAIAN IMBAS (KOSHLAND INDUCE FIT THEORY)
PENGIKATAN S PERUBAHAN KONFIRMASI(SUSUNAN ATOM DLM RUANG)
• BENTUK BERPASANGAN TERJADI SETELAH E MENGIKAT SKESESUAIAN BENTUK FIT = PAS
34
KOFAKTOR• ENZIM :
– SEDERHANA PROTEIN SAJA– YG. LEBIH KOMPLEKS PROTEIN + KOFAKTOR
• KOFAKTOR :– LOGAM– SENYAWA ORGANIK NON PROTEIN YG. SPESIFIK
(KOENZIM)• IKATAN ENZIM – KOFAKTOR :
– ADA YG. KUAT (KOVALEN)– ADA YG. LEMAH
• ENZIM YG. PERLU KOFAKTOR HARUS MENGIKAT KOFAKTORNYA TERLEBIH DAHULU SEBELUM MELAKUKAN PROSES KATALISIS.
• Ex. : GLUKOSA + ATP GLUKOSA–6P + ADPMg++
Heksokinase
35
KOFAKTOR LOGAM• ~ IKATAN KUAT / KOVALEN : METALLO-ENZIM
~ IKATAN YG. LEMAH• FUNGSI :
1. IKUT LANGSUNG PD. PROSES KATALISIS~ GUGUS KATALITIK
1. STABILISATOR TEMPAT KATALISIS2. IKATAN DGN. ‘S’ DAN ‘E’ (MENDEKATKAN ‘S’ DAN
‘E’)• E – S – L• L – E – S• E – L – S
– Zn++ KARBOKSIPEPTIDASE– Mg++ HEKSOKINASE– Fe++ / Fe+++ SISTEM SITOKROM
EL|S
||
36
KOENZIM
KOFAKTOR BERUPASENYAWA ORGANIKNON PROTEIN YG. SPESIFIK
BGN PROTEIN KATALITIK AKTIF
KOENZIM + APOENZIM HOLOENZIM
APOENZIM : - BAGIAN PROTEIN DR. ENZIM- JK. SENDIRIAN TIDAK AKTIF
IKATAN : KUAT / KOVALEN : GUGUS PROSTETIK
H2O2 + H2O2 2H2O + O2 KATALASE : GUGUS PROSTETIKNYA SUATU HEME SELAMA E BEKERJA, HEME MENGALAMI OKSIDASI DAN REDUKSI
LEMAH : KO-SUBSTRAT (di slide berikutnya)
Katalase
mengandung Fe
37
LEMAH : KO-SUBSTRATPIRUVAT + NADH + H+ LAKTAT + NAD+
Laktat DehidrogenaseS Ko-substrat
- MENGHUBUNGKAN 2 MACAM REAKSI DGN. 2 MACAM ENZIMPd GLIKOLISIS :
S + NAD+ P + NADH + H+Gliseraldehid 3-P 1,3-Bisfosfogliserat
+ PiKE R.R. (O2)
Bila O2 / anaerob :
PIRUVAT + NADH + H+ LAKTAT + NAD+
LDH
38
FUNGSI KOENZIM PERANTARA PEMBAWA GUGUS, ATOM TERTENTU ATAU ELEKTRON
CONTOH:– NAD+
– NADP+
– FMN– FAD– KoQ– ELEKTRON : HEME– GUGUS LAIN : ATP FOSFAT
PIRIDOKSAL FOSFAT –NH2 VITAMIN B TERMASUK KOENZIM
– TPP THIAMIN– NAD NIASIN– NADP NIASIN– FAD RIBOFLAVIN– KoA ASAM PANTOTENAT
ATOM H
R.R S NAD+ FAD
KoQ
Sistem sitokrom
½ O2
39
PROENZIM=ZYMOGEN• ENZIM YG. DISEKRESI DALAM BENTUK YG. BELUM AKTIF• TUJUAN :
– MELINDUNGI ORGAN TUBUH– MENYEDIAKAN BAHAN SETENGAH JADI
• CONTOH : PEPSINOGEN• UNTUK MENGAKTIFKAN DIGUNAKAN ENZIM PROTEOLITIK
ATAU H+
PEPSINOGEN PEPSINH+ / PEPSIN
PEPSINOGEN
PEPSIN
H+ / Enzim proteolitik
40
ISOZIM
• MENGKATALISIS REAKSI YG. SAMA• CONTOH : LAKTAT DEHIDROGENASE (LDH)
M & H : SUSUNAN ASAM AMINO BERBEDA DISTRIBUSI ISOZIM DLM. JARINGAN BERVARIASI
DAPAT MEMBANTU DIAGNOSIS PENYAKIT SIFAT FISIK, KIMIA, IMUNOLOGIS SEDIKIT BEDA
• T.D. 4 RANTAI POLIPEPTIDA• 2 JENIS RANTAI :
HM
ISOZIM LDH ADA 5 :I1=H4 I2=H3M I3=H2M2 I4=HM3 I5=M4
41
5 4 3 2 1
A
B
C
Jant
N
Hati
+ –
A
B
C5 4 3 2 1
Katoda(-)
Anoda(+)
I5: M4 I1=H4 A – Infark miokardB – NC – penyakit hatiElektroforesis
Selulosa asetatpH 8,6
LDH
42
PENGUKURAN KADAR ENZIM DLM. PLASMA
ENZIM PLASMA FUNGSIONAL(YG. BERFUNGSI DLM. PLASMA)
• MIS. : ENZ.2 PROSES PEMBEKUAN
DARAH LIPOPROTEIN LIPASE
• KADAR : GANGGUAN PROSES SINTESIS DI
HATI / (-) : KELAINAN GENETIK
DEFISIENSI F VIII : HEMOFILIA
ENZIM PLASMA NON FUNGSIONAL(YG. BERFUNGSI DI JARINGAN LAIN,
TIDAK DLM. PLASMA)
• N : PERGANTIAN SEL (SEL MATI DIGANTI SEL BARU)
• DIFFUSI PASIF
: SEL MATI – RADANG– Ca– TRAUMA– PENYAKIT GENETIK
(CONTOH: DMD)
UNTUK MEMBANTU DIAGNOSIS
43
GEN : SUATU SEGMEN DNA YG. BERISI INFORMASI/KODE GENETIK
DARI SUSUNAN ASAM AMINO, SUATU RANTAI POLIPEPTIDA/PROTEIN
DAPAT DIPAKAI SEPAKAI ACUANUNTUK TRANSKRIPSI
(mRNA) yang selanjutnya ditranslasi(sintesis) POLPEPTIDA/PROTEIN
44
Pankreas : amilase, lipase
Tulang : fosfatase alkali
Prostat : fosfatase asam
Hepar : SGOT SGPT LDH
Otot : SGOT CPK (Creatine phospho kinase) LDH
Paru : LDH
45
PEMERIKSAAN ENZIM PD. PENYAKIT GENETIK :
PEMERIKSAAN [E] DALAM SERUMCREATIN KINASE
SEL OTOT RUSAK
DMD = DUCHENNE MUSCULAR DISTROPHYBMD = BECKER M. DISTROPHY
GEN DISTROFIN CACAT
DEFISIENSI FENILALANIN HIDROKSILASE
FENIL KETON URIA
DISTROFIN CACATx°y
46
KELAINAN GENETIK : DEFISIENSI G6PD
• PD. ORANG NORMAL ENZIM G6PD >> TDP. PD : KELENJAR ADRENALIS, JARINGAN LEMAK, ERITROSIT & KELENJAR MAMMAE (LAKTASI) DLM. SERUM SEDIKIT SEKALI
• DEFISIENSI G6PD : ERITROSIT MUDAH HEMOLISIS BILA TERPAPAR BAHAN OKSIDAN (Mis : PRIMAQUIN)
• PEMERIKSAAN KADAR G6PD : DLM. ERITROSIT DEFISIENSI G6PD KADAR G6PD DLM. DARAH .– G6PD NADPH (HMP SHUNT) GSH
MENGHILANGKAN H2O2
47
CACAT ENZIMATIK GENETIK
• A B C D E P
KELAINAN GENETIK ? PREMARITAL COUNSELLING PRENATAL COUNSELLING HAMIL amniosintesis dsb NEONATUS SCREENING TEST (UJI SARING)
PERAWATAN KHUSUSDIET KHUSUS mis : FENIL KETONURIA
TERAPI GEN ? MASIH TAHAP PENELITIAN
• FENIL KETON URIA :DEFISIENSI ENZ. FENILALANIN HIDROKSILASE
PENUMPUKAN METABOLIT ()
KERUSAKAN SEL2 SARAF
MENTAL RETARDASI
BILA GEN ENZ. 4 CACAT [ENZ. 4] < PENUMPUKAN METABOLIT D,C,B,A
Enz.1 Enz.2 Enz.3 Enz.4
48
DNA SEL
DNA INTI (KROMOSOM) : ½ DARI IBU; ½ DARI BAPAK.
23 pasang kromosom mengandungbanyak GEN
dari bapak dari ibu DNA MITOKONDRIA MENGANDUNG SEDIKIT GEN
ASAL : DARI IBU SAJA OLEH KARENA PADA SPERMA DNA MITOKONDRIATERLETAK DIBGN EKOR
GEN a GEN b GEN cMOLEKUL DNA
TRANSKRIPSImRNA
TRANSLASI
1 RANTAI POLIPEPTIDA/PROTEIN
3 nukleotida 1 asam amino
49
Hb
TERDIRI DARI : 2 RANTAI
2 RANTAI
Hb dikode oleh 2 gen gen dan gen