Materi 2. Enzim.pdf

ENZYMES : Basic Concepts and Kinetics By Rika Yulia by Rika Yulia

Tujuan Pembelajaran • Menjelaskan peran dan mekanisme kerja enzim dalam reaksireaksi biologis

• Mendeskripsikan model “induced fit” dalam ikatan enzim dan subtract

• Mengklasifikasi enzim berdasarkan jenis reaksi yang dikatalisis

• Menjelaskan aplikasi peran enzim dalam bidang biomedis by Rika Yulia

Enzim Polimer biologis, peran sebagai katalis sebagian besar enzim adalah protein

aktivitas sangat spesifik by Rika Yulia

Deskripsi Enzim di Sel Hidup • Sel-sel mengandung ribuan metabolit dan jutaan molekul yang berbeda

• Setiap sel mengandung ratusan enzim yang berbeda mengkatalis reaksi esensial untuk kehidupan sel

• Setiap enzim bekerja pada satu atau beberapa metabolit yg similar

• Kecepatan reaksi dengan enzim : 10 3-20 lebih cepat by Rika Yulia

Enzim sebagai katalisator • • • •

Subtrat + enzim

produk

Sisi aktif enzim: tempat terikat subtract Interaksi Subtrat dengan residu asam amino enzim Geometri ruang yang diperlukan untuk interaksi tsb enzim selektif, produk spesifik

by Rika Yulia

Mekanisme kerja enzim • Meningkatkan kecepatan reaksi kimia dengan menurunkan energi aktivasinya

• Daya katalitik enzim= kecepatan x yang dikatalisis : kecepatan rx tanpa katalis

• Hormon dan factor pengatur : mengubah kecepatan reaksi

by Rika Yulia

Contoh kecepatan reaksi dengan dan tanpa enzim Enzyme Staphylococcal nuclease Carboxypeptidase A by Rika Yulia

Uncatalyzed Catalyzed Rate rate rate enhancement 1.7x10-13 95 5,6x1014 3,0x10-9

578

1,9x1011

by Rika Yulia

by Rika Yulia

Energi aktivasi jumlah energi (kalori) yang diperlukan untuk membawa semua molekul pada 1 mol senyawa pada suhu tertentu menuju tingkat transisi pada puncak batas energi

by Rika Yulia

Lanjutan energy aktivasi Pada tahap transisi: peluang sama untuk mengalami reaksi, membentuk produk atau untuk kembali mjd tdk reaktif

Kecepatan setiap reaksi sebanding dengan konsentrasi senyawa pada keadaan transisi

by Rika Yulia

by Rika Yulia

by Rika Yulia

Koolman, 2005 by Rika Yulia

Kompleks Enzim-Substrat • • • •

Ukuran E > S Tdk seluruh bgn E bereaksi dgn S

Active site Bagian aktif harus mempunyai ruangan yang tepat dapat menampung substrat

• Terbentuk kompleks E-S • Aktif, bersifat sementara, terurai lagi by Rika Yulia

•.

by Rika Yulia

ACTIVE SITE

by Rika Yulia

by Rika Yulia

Koolman, 2005

by Rika Yulia

by Rika Yulia

Binding Specificity

by Rika Yulia

Katalitik Enzim • Subtrat membuat enzim lebih resisten terhadap denaturasi • Katalisis meningkat karena kapasitas sisi aktif membentengi subtract terhadap air ; tercipta lingkungan dengan polaritas, hidrofobisitas, keasaman dan kebasaan yang berbeda dengan sitoplasma

• Subtrat menginduksi perubahan konfirmasi pada sisi aktif enzim by Rika Yulia

Induced Fit • When an enzyme binds to the appropriate

substrate, subtle changes in the active site occur. This alteration of the active site is known as an induced fit. Induced fit enhances catalysis, as the enzyme converts substrate to product.

• Release of the products restores the enzyme to its original form. The enzyme can repeat this reaction over and over, as long as substrate molecules are present.

by Rika Yulia

Lokasi Intraseluler Enzim • Enzim di nukleus : pemeliharaan, pembaharuan • Enzim di mitokondra :reaksi pengumpulan energi / oksidatif • Enzim di ribosom : biosintesis protein • Enzim di mikrosom : reaksi hidrolase (biosintesis hormon) • Lisosom : penghancuran bahan2 tdk diperlukan by Rika Yulia

Penamaan Enzim (international union of biochemists) • Sebagian besar enzim memiliki nama umum or sederhana (kurang terstandarisasi) (kimotripsin = peptidil hydrolase)

• Nama formal enzim menurut enzyme commission, dengan dasar : - apa yang direaksikan, or subrat (ex : lactase)

- bagaimana reaksinya (piruvat dekarboksilase) - berakhiran ase by Rika Yulia

Contoh • Isomerase: mengkatalis tata ulang dalam konfigurasi struktur

• Potease : hidrolisis protein • Dehidrogenase: mengeluarkan atom hidrogen

by Rika Yulia

Modifikasi nama Enzim • Di depan or dibelakang nama enzim untuk menjelaskan substrat, sumber, pengaturan mekanisme kerja

• Contoh: - xantin oksidase

- ribonuklease pancreas - protease sistein by Rika Yulia

by Rika Yulia

Klasifikasi enzim

by Rika Yulia

Lanjutan klasifikasi

by Rika Yulia

Contoh enzim spesifik

by Rika Yulia

Enzim sebagai alat diagnosis dan prognosis • Kekurangan jumlah or aktivitas katalitik akibat : defek genetik., kekurangan gizi, atau toksin

• Kemampuan untuk mengukur aktifitas enzim dalam specimen biologis

 Enzim fosfatase : diagnosis kanker kelenjer prostat  Aspartat amino transferase : diagnosis infark jantung by Rika Yulia

Peran enzim lainnya • Protease & amylase melipatgandakan aktivitas detergen

• Pembentukan & peningkatan nilai gizi produk pangan. Protease renin untuk pembuatan keju, lactase untuk menghilangkan laktosa susu.

• Enzim u/ melacak & mengukur suatu senyawa yang punya nilai diagnostik (tidak berkaitan dengan yang diukur) by Rika Yulia

Enzim vs Obat • Efektifitas bbrp obat dan toksin berhubungan dengan kemampuannya menghambat kerja enzim

by Rika Yulia

Contoh kasus • Bapak x 55 tahun setelah dua minggu kondisi inflamasi akibat gout mereda, dokter meresepkan allopurinol dengan dosis 150 mg dua kali sehari

by Rika Yulia