Makalah_praktikum_biokimia_enzim.docx

MAKALAH PRAKTIKUM BIOKIMIA

ENZIM

Disusun oleh: Ni Kadek Pramita Anggara Dewi

(138114110)

Putu Ririn Andreani

(138114111)

Christanto Pascal Markus

(138114112)

Chrisna Rotua Simorangkir

(138114113)

Wina Susana

(138114114)

Herawati Claudia

(138114115)

Casanti Wiji Rahayu

(138114116)

Kelompok : C2

LABORATORIUM BIOKIMIA FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2014

ENZIM 1.

Definisi Enzim adalah suatu biokatalisator, yaitu suatu bahan yang berfungsi mempercepat

reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi karena pada akhir reaksi terbentuk kembali. Suatu reaksi kimia yang berlangsung dengan bantuan enzim memerlukan energi yang lebih rendah. Jadi enzim juga berfungsi menurunkan energi aktivasi.

(Sumardjo, 2006)

2.

Jenis-Jenis Enzim Menurut IUBMB (International Union of Biochemistry and Molecular Biology),

enzim-enzim dikelompokkan menjadi 6 golongan atau kelas. Masing-masing kelas ini dikelompok-kelompokkan lagi menjadi beberapa subkelas. Kemudian, masing-masing subkelas juga masih dibagi-bagi lagi menjadi beberapa sub-subkelas. Masing-masing subsubkelas

ini

beranggotakan

beberapa

enzim

yang

memenuhi

kriteria

dalam

pengelompokannya. Penamaan enzim dibuat dengan penomoran empat angka berdasarkan hal tersebut, dimana angka pertama menunjukkan kelas enzim, angka kedua subkelas, ketiga subsubkelas, serta angka keempat urutan enzim.

Pembagian enzim secara garis besar dapat dilihat dari skema berikut

No.

Kelompok/Kelas

1.

Oksidoreduktase

Sifat Biokimia Mengkatalisis

fungsional Transferase

reduksi-oksidasi

terhadap

berbagai gugus Mengkatalisis

2.

reaksi

berbagai

dari

akseptornya. transferase

reaksi

molekul

Salah adalah

satu

transfer

donor

ke

subkelompok

enzim-enzim

gugus molekul enzim

kinase

yang

mengendalikan metabolisme dengan jalan mentransfer gugus fosfat dari ATP ke molekul lain. Mengkatalisis reaksi penambahan molekul air pada 3.

Hidrolase

suatu ikatan, yang kemudian dilanjutkan dengan reaksi penguraian (hidrolisis) Mengkatalisis

4.

Liase

reaksi

penambahan

molekul

air,

ammonia atau karbon dioksida pada suatu ikatan rangkap, atau melepaskan air, ammonia, atau karbon dioksida dan membentuk ikatan rangkap. Mengkatalisis berbagai reaksi isomerisasi, antara lain

5.

Isomerase

isomerisasi L menjadi D, reaksi mutasi (perpindahan posisi suatu gugus), dan lain-lain. Mengkatalisis

6.

Ligase

reaksi

dimana

dua

gugus

kimia

disatukan atau diikatkan (ligasi) dengan menggunakan energi yang berasal dari ATP. (Marks dan Smith, 2000)

Penamaan enzim menurut IUBMB dilakukan dengan memberikan awalan EC, berasal dari singkatan Enzyme Commitee, lalu diikuti oleh 4 angka yang berturut-turut menunjukkan kelas, subkelas, sub-subkelas, dan nomor individual pengenal masing-masing enzim. Nomor pertama untuk klasifikasi teratas enzim didasarkan pada ketentuan berikut:  EC 1 Oksidoreduktase

: mengatalisis reaksi oksidasi/reduksi

 EC 2 Transferase

: mentransfer gugus fungsi

 EC 3 Hidrolase

: mengatalisis hidrolisis berbagai ikatan

 EC 4 Liase : memutuskan berbagai ikatan kimia selain melalui hidrolisis dan oksidasi  EC 5 Isomerase

: mengatalisis isomerisasi sebuah molekul tunggal

 EC 6 Ligase

: menggabungkan dua molekul dengan ikatan kovalen

3.

Prinsip kerja enzim

Enzim bekerja berdasar prinsip ‘kunci dan anak kunci’ (lock and key)dan teori cocok terinduksi (induced fit).



Teori gembok anak kunci (key-lock) : Sisi aktif enzim mempunyai bentuk tertentu yang hanya sesuai untuk satu jenis substrat saja Gambar 3.4 A) Substrat sesuai dengan sisi aktif seperti gembok kunci dengan anak kuncinya. Hal itu menyebabkan enzim bekerja secara spesifik. Jika enzim mengalami denaturasi (rusak) karena panas, bentuk sisi aktif berubah sehingga substrat tidak sesuai lagi. Perubahan pH juga mempunyai pengaruh yang sama.



Teori cocok terinduksi (induced fit) : Sisi aktif enzim lebih fleksibel dalam menyesuaikan struktur substrat. Ikatan antara enzim dan substrat dapat berubah menyesuaikan dengan substrat. Inhibitor Merupakan zat yang dapat menghambat kerja enzim (Sumardjo, 2006).

4.

Aplikasi Klinis 

Enzim-enzim yang terdapat dalam konsentrasi rendah atau bahkan yang dalam keadaan normal tidak dapat terukur (tidak ada) pada plasma atau jaringan, dapat digunakan untuk memantau suatu penyakit. Adanya gangguan atau bibit penyakit dapat menyebabkan perubahan pada permebilitas membran sel atau kematian sel, yang mengakibatkan pembebasan berbagai enzim intraseluler ke dalam plasma darah.

Contoh : - Peningkatan alkohol dehidrogenase di dalam plasma merupakan petunjuk kerusakan hati. - Peningkatan fosfatase jenis asam menunjukan adanya kerusakan pada kelenjar fosfatase. - Pengukuran gabungan beberapa enzim dapat merupakan petunjuk penyakit tertentu  Pada orang yang karena : *enzim-enzim pencernaannya tidak diproduksi dalam jumlah cukup. * menderita penyakit pada saluran pecernaan

Konsumsi enzim pembantu pencernaan : -

Tablet atau kapsul yang berisi campuran enzim.

-

Cairan

Pelapis tablet atau kapsul untuk memperbaiki ketahanannya terhadap daya desdruktif cairan lambung diantaranya -

Selulosa asetat

-

Ptalat

-

Dietil platat

-

Pelapisan lilin

 Enzim di Dalam Penyembuhan Luka Penggunaan tripsin dengan senyawa antibiotika dalam bentuk salep pada bekas luka bakar. Fungsi enzim : -

menghindarkan kemungkinan pertumbuhan bakteri pada bekas jaringan mati

-

mempercepat proses penyembuhan. Campuran tripsin dan khimotripsin dalam bentuk larutan mapupun serbuk digunkan untuk mengkatalis proses lisis protein fibrin pada jaringan luka. Pemakaian larutan khimotripsin digunakan pada pengobatan katarak mata. Campuran hialuronidase dan khimotripsin digunakan untuk penyakit mata yang melibatkan pseudomembran. Enzim-enzim protease dapat menguraikan gumpalan darah di dalam tubuh, misalnya pada penderita trombosis. Plasmin digunakan untuk proses fibrinolitik. Streptokinase merupakan enzim lain yang efektif di dalam menguraikan gumpalan darah dalam tubuh manusia.

5.

Sifat-Sifat Enzim

a.Enzim merupakan biokatalisator. Sifat-sifat Enzim dalam jumlah sedikit saja dapat mempercepat reaksi beribu-ribu kali lipat, tetapi ia sendiri tidak ikut bereaksi. b.Enzim bekerja secara spesifik. Sifat – sifat Enzim tidak dapat bekerja pada semua substrat, tetapi hanya bekerja pada substrat tertentu saja. Misalnya, enzim katalase O

2

menjadi H2O dan O2. hanya mampu

menghidrolisis H2 c.Enzim berupa koloid. Sifat-sifat Enzim merupakan suatu protein sehingga dalam larutanenzim membentuk suatu koloid. Hal ini menambah luas bidang permukaan enzim sehingga aktivitasnya lebih besar.

d.Enzim dapat bereaksi dengan substrat asam maupun basa. Sisi aktif enzim mempunyai gugus R residu asam amino spesifik yang merupakan pemberi atau penerima protein yang sesuai. e.Enzim bersifat termolabil. Aktivitas enzim dipengaruhi oleh suhu. Jika suhu rendah, kerja enzim akan lambat. Semakin tinggi suhu, reaksi kimia yang dipengaruhi enzim semakin cepat, tetapi jika suhu terlalu tinggi, enzim akan mengalami denaturasi. f.Kerja enzim bersifat bolak-balik (reversibel). Enzim tidak dapat menentukan arah reaksi, tetapi hanya mempercepat laju reaksi mencapai kesetimbangan. Misalnya enzim lipase dapat mengubah lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Sebaliknya, lipase juga mampu menyatukan gliserol dan asam lemak menjadi lemak. 

Merupakan senyawa protein, shingga sifat protein masih melekat pada enzim



Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sbg biokatalisator , rekasinya menjadi sangat cepat dan berulang ulang



Bekerja didalam sel (endoenzim) dan diluar sel (ektoenzim)



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



Bekerjanya spesifik, karena sisi aktif enzim setangkup dengan permukaan subtrat tertentu



Umumnya enzim tidak dapat bekerja tampa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor

Dibutuhkan dalam jumlah sedikit Oleh karena enzim berfungsi sebagai mempercepat reaksi, tetapi tidak ikut bereaksi, maka jumlah yang dipakai sebagai katalis tidak perlu banyak. Satu molekul enzim dapat bekerja berkali-kali, selama molekul tersebut tidak rusak.

Menurunkan energi aktivasi Suatu reaksi kimia dapat terjadi jika molekul yang terlibat memiliki cukup energi internal untuk membawanya ke puncak bukit energy, menuju bentuk reaktif yang disebut tahap transisi. Energi aktivasi suatu reaksi adalah jumlah energi dalam kalori yang diperlukan untuk membawa semua molekul pada 1 mol senyawa pada suhu tertentu menuju tingkat transisi pada puncak batas energi. Apabila suatu reaksi kimia ditambahkan katalis, yaitu enzim, maka energi aktivasi dapat diturunkan dan reaksi akan berjalan dengan lebih cepat.

(Sloane, 2004)

6. 

Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim Suhu Semua enzim membutuhkan suhu yang cocok agar dapat bekerja dengan biak. Laju reaksi biokimia meningkat seiring kenaikan suhu. Hal ini karena panas meningkatkan energi kinetik dari molekul sehingga menyebabkan jumlah tabrakan diantara molekulmolekul meningkat. Sedangkan dalam kondisi suhu rendah, reaksi menjadi lambat karena hanya terdapat sedikit kontak antara substrat dan enzim. Namun, suhu yang ekstrim juga tidak baik untuk enzim. Di bawah pengaruh suhu yang sangat tinggi, molekul enzim cenderung terdistorsi, sehingga laju reaksi pun jadi menurun. Enzim yang terdenaturasi gagal melaksanakan fungsi normalnya. Dalam tubuh manusia, suhu optimum di mana kebanyakan enzim menjadi sangat aktif berada pada kisaran 35°C sampai 40°C. Ada juga beberapa enzim yang dapat bekerja lebih baik pada suhu yang lebih rendah daripada ini.



Nilai pH Efisiensi suatu enzim sangat dipengaruhi oleh nilai pH atau derajat keasaman sekitarnya. Ini karena muatan komponen asam amino enzim berubah bersama dengan perubahan nilai pH. Secara umum, kebanyakan enzim tetap stabil dan bekerja baik pada kisaran pH

6 dan 8. Tapi, ada beberapa enzim tertentu yang bekerja dengan baik hanya di lingkungan asam atau basa. Nilai pH yang menguntungkan bagi enzim tertentu sebenarnya tergantung pada sistem biologis tempat enzim tersebut bekerja. Ketika nilai pH menjadi terlalu tinggi atau terlalu rendah, maka struktur dasar enzim dapat mengalami perubahan. Sehingga sisi aktif enzim tidak dapat mengikat substrat dengan benar, sehingga aktivitas enzim menjadi sangat terpengaruhi. Bahkan enzim dapat sampai benar-benar berhenti berfungsi. 

Konsentrasi Substrat Jelas saja konsentrasi substrat yang lebih tinggi berarti lebih banyak jumlah molekul substrat yang terlibat dengan aktivitas enzim. Sedangkan konsentrasi substrat yang rendah berarti lebih sedikit jumlah molekul substrat yang dapat melekat pada enzim, menyebabkan berkurangnya aktivitas enzim. Tapi ketika laju enzimatik sudah mencapai maksimum dan enzim sudah dalam kondisi paling aktif, peningkatan konsentrasi substrat tidak akan memberikan perbedaan dalam aktivitas enzim. Dalam kondisi seperti ini, di sisi aktif semua enzim terus terdapat substrat, sehingga tidak ada tempat untuk substrat ekstra.



Konsentrasi Enzim Semakin besar konsentrasi enzim maka kecepatan reaksi akan semakin cepat pula. Konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi, tentunya selama masih ada substrat yang perlu diubah menjadi produk. 

Aktivator & Inhibitor Aktivator merupakan molekul yang membantu enzim agar mudah berikatan dengan substrat. Inhibitor adalah substansi yang memiliki kecenderungan untuk menghambat aktivitas enzim. Inhibitor enzim memiliki dua cara berbeda mengganggu fungsi enzim. Berdasarkan caranya, inhibitor dibagi menjadi 2 kategori: inhibitor kompetitif dan inhibitor non-kompetitif.

-

Inhibitor kompetitif memiliki struktur yang sama dengan molekul substrat, inhibitor ini melekat pada sisi aktif enzim sehingga menghalangi pembentukan ikatan kompleks enzim-substrat.

-

Inhibitor non-kompetitif dapat melekat pada sisi enzim yang bukan merupakan sisi aktif,

dan

membentuk

kompleks

enzim-inhibitor.

Inhibitor

ini

mengubah

bentuk/struktur enzim, sehingga sisi aktif enzim menjadi tidak berfungsi dan substrat tidak dapat berikatan dengan enzim tersebut. (Aryulina,2004)

DAFTAR PUSTAKA Ariwibowo, M., 2007, Praktis Belajar Biologi Kelas XII, Visindo, Jakarta, hal. 19. Aryulina, D., 2004, Biologi Jilid 3, Erlangga, Jakarta, hal. 37-38. Bintang, M., 2010, Biokimia Teknik Penelitian, Erlangga, Jakarta, hal. 68. Boyer, R., 2005, 2nd Edition, Concepts in Biochemistry, John Wiley & Sons,Inc., Canada, hal.167. Marks, D.B., Smith, C.M., 2000, Biokimia Kedokteran Dasar, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta, hal. 98. Rochmah, S. N., Sri Widayati, Mazrikhatul Miah, 2009, Biologi : SMA dan MA Kelas XII, Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, hal. 282.

Sloane, E., 2004, Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta, hal. 29-30. Sumardjo, D., 2006, Pengantar Kimia Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta, hal. 389, 393.

LAMPIRAN Jawaban Pertanyaan 1.

Ikatan antara enzim dan subtrat spesifik atau tidak?

 Berikatan secara spesifik. Hal ini dikarenakan kerja enzim sangat spesifik sebab sisi aktif dari enzim sangat selektif terhadap bentuk kimia dari substrat yang akan dikatalisis (Ariwibowo, 2007) 2.

Pada suhu berapa enzim terdenaturasi? Kalau kurang dari suhu optimal enzim akan gimana?  Suhu enzim terdenaturasi yaitu 40oC – 70oC. Bila kurang dari suhu optimum enzim masih dalam keadaan inaktif.

3.

Apa bila enzim terdenaturasi, sifatnya permanen atau tidak?  Bersifat permanen, karena struktur dari enzim telah tidak stabil dan rusak sehingga tidak dapat berfungsi untuk mengkatalis reaksi.

4.

Aktivator dan Inhibitor? Contoh dari aktivator? 

Aktivasi enzim bisa terjadi karena adanya modifikasi kovalen. Aktivasi dengan pemotongan proteolitik. Modifikasi kovalen contohnya fosforilasi gugus hidroksil pada serin treonin atau tirosin; penambahan adenosil monofosfat pada gugus hidroksil yang sama dan reduksi ikatan disulfida pada sistein. Pemotongan proteolitik : Ada enzim yang disintesis dalam bentuk inaktif. Prekusor inaktif tersebut dapat dimodifikasi menjadi enzim yang aktif dengan pemotongan proteolitik. Pemotongan proteolitik ini bersifat ireversibel dan terjadi satu

kali

seumur

hidup

enzim.

Misalnya

chymotrypsin,

pepsin,

dan

carboxypeptidase. 5.

Enzim menurunkan energi aktivasi, mekanismenya gimana? 

6.

Sebutkan suhu optimum enzim dan suhu mulai terdenaturasi?  Suhu optimumnya adalah 35oC – 40oC dan Mulai terdenaturasi pada suhu 40oC – 70oC.

7.

Enzim sebagai biokatalisator ? Enzim ikut bereaksi? Alasannya? 

Enzim adalah senyawa protein yang bertindak sebagai biokatalisator, artinya senyawa tersebut mampu mempercepat reaksi kimia, tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi. Contohnya: saat amilase mempercepat reaksi perombakan amilum,

amilase tidak bereaksi dengan substrat menjadi bentuk lain (bentuknya tetap), sehingga amilase dapat berfungsi kembali (Rochmah, 2009). 8.

Lock and key, cocok dalam arti apa? 

Enzim diumpamakan sebagai gembok yang mempunyai bagian kecil dan dapat mengikat substrat. Bagian enzim yang dapat berikatan dengan substrat disebut sisi aktif. Substrat diumpamakan kunci yang dapat berikatan dengan sisi aktif enzim. Jadi kecocokkan antara sisi aktif enzim dan substratnya saat saling berikatan (Bintang, 2010).

9.

Hubungan konsentrasi substrat dengan kerja enzim?  Jelas saja konsentrasi substrat yang lebih tinggi berarti lebih banyak jumlah molekul substrat yang terlibat dengan aktivitas enzim. Sedangkan konsentrasi substrat yang rendah berarti lebih sedikit jumlah molekul substrat yang dapat melekat pada enzim, menyebabkan berkurangnya aktivitas enzim.  Tapi ketika laju enzimatik sudah mencapai maksimum dan enzim sudah dalam kondisi paling aktif, peningkatan konsentrasi substrat tidak akan memberikan perbedaan dalam aktivitas enzim. Dalam kondisi seperti ini, di sisi aktif semua enzim terus terdapat substrat, sehingga tidak ada tempat untuk substrat ekstra.