1.enzym

ENZYMEDr. Fransiska Lanni, MSFakultas Ilmu Kesehatan UNRIYO

EnzymeBiokatalisator katalisator pada reaksi biologimerupakan protein fungsionalMenurunkan reaksi aktivasiMeningkatkan laju reaksiAktivitas menurun jika mengalami denaturasi Dapat merupakan protein sederhanaDapat mengandung kofaktor seperti ion logam maupun bahan organik (vitamin)

Penamaan EnzymeDiakhiri dengan aseMenunjukkan nama substrat amilase reaksi pada amylum lipase reaksi pada lipidMenunjukkan fungsi dari enzymeoxidase mengkatalisis oxidasihydrolase mengkatalisis hydrolysisNama enzim yang terlibat dalam digesti menggunakan -inpepsin, trypsin

Klasifikasi EnzymeGolongan Reaksi yang dikatalisisOxidoreductase oxidasi-reduksiTransferase transfer gugus atomHydrolase hydrolysisLyase +/- atom ke /dari ikatan rangkapIsomerase Menyusun kembali atomLigase Mengkombinasikan Molekul menggunakan ATP

Sisi aktif enzimTerdiri dari 2 komponen : - sisi katalitik (katalitik site) tempat terjadinya reaksi - sisi perlekatan (binding site) tempat substrat menempel

1. Enzim bercampur substrat membentuk suatu kompleks enzim-substratTahapan reaksi enzimatis2. Kompleks berada dalam stadium transisi (transition state) tidak ada substrat atau produk

3. Kompleks kemudian membentuk produk4. Enzim dan produk terpisah

Kerja Enzim: Model Lock and Key Dikenalkan oleh Emil Fisher ( 1890)Enzim mengikat substrat pada sisi aktifHanya subtrat tertentu yang cocok pada sisi aktif bersifat spesifikGugus R asam amino pada gugus sisi aktif membantu perlekatan substratTerbentuk komplek Enzyme-substrat Product kemudian dilepaskan

Model Lock and Key

+ +

E + S ES complex E + PS P P S

Kerja enzim : Model Induced Fit

Dikenalkan oleh Daniel Koshland (1958) Enzyme dan sisi aktif menyesuaikan bentuk substrat agar dapat melekat pada substratMeningkatkan spesifikasi substrat, dapat berkerja pada multisubstratPerubahan bentuk juga meningkatkan daya katalitik selama reaksi

Kerja Enzym: Model Induced Fit

E + S ES complex E + PS P P SS

Beberapa enzim membutuhkan bantuan komponen lain untuk kerjanya - Apoenzim bagian protein enzim yang siap kerja - Kofaktor gugus prostetik (non-protein) yang dibutuhkan untuk mengaktifkan apoenzim. - Koenzim Unit protein lain yang dibutuhkan dalam kerja apoenzim kombinasi apoenzim & koenzim disebut holoenzim Kofaktor

KoenzimKofaktor dan Koenzim

Beberapa Vitamin terutama Vitamin B kompleks merupakan koenzyme

Faktor yang Berpengaruh pada kerja enzimTemperaturAktivitas menurun pada suhu rendahAktivitas naik dengan bertambahnya suhu sampai optimalSebagian besar aktif pada suhu optimum (pada manusia sebagian besar pada 37C )Aktivitas hilang akibat denaturasi pada suhu tinggi.

Note : Hypotermia & Hypertermia menghambat kerja enzim metabolisme abnormal

Faktor yang berpengaruh pada Kerja EnzimOptimum temperature

ReactionRate

Low High Temperature

Konsentrasi SubstratKenaikan konsentrasi substrat akan menaikkan laju reaksi (jika konsentrasi enzym konstan)Aktivitas maksimum tercapai pada saat semua enzyme berkombinasi dengan substrat

Faktor yang berpengaruh pada Kerja Enzim

Maximum activity

ReactionRate

substrate concentration


Faktor yang berpengaruh pada Kerja EnzimpHAktivitas maksimum terjadi pada pH optimum Pada enzim pada manusia berkerja optimal pada pH mendekati 7,4. Kecuali di organ tertentu seperti pencernaan (pH asam) dan Tulang (pH basa)Aktivitas enzim berlangsung pada kisaran sempit.Kebanyakan kehilangan aktivitas pada pH rendah atau pH tinggi.

Note : Acidosis & alkalosis menghambat kerja enzim metabolisme abnormal


ReactionRateOptimum pH

3 5 7 9 11pH

Pengaruh pH terhadap aktivitas enzim pencernaan

Regulasi aktivitas enzim Faktor-faktor yang berpengaruh pada kerja enzim : - temperatur - pH - kofaktor - koenzim - konsentrasi substrat - lokasi enzim

sel sendiri dapat mengendalikan enzim dengan - endpoint /feedback inhibition - allosterism - zymogen - inhibitor

Endpoint/Feedback inhibition

- jika reaksi enzim substrat telah berjalan seimbang , maka product yang dihasilkan akan memperlambat kerja enzim

Allosterism Menggunakan enzym alosterik = mirip dengan koenzim keberadaan molekul effektor dapat mengubah cara kerja enzim Tergolong menjadi 2 : * positive allosterism = mengaktifkan enzim * negative allosterism = meng-non-aktifkan kerja enzim

Contoh : positive allosterism

- beberapa enzim diproduksi dalam bentuk tidak aktif - untuk mengaktifkannya, sebagian protein harus dibuang dulu kerja enzim proteolitikZymogen

Inhibitor melepaskan suatu material/komponen yang mengblokade sisi aktif dari enzim dapat bersifat reversibel maupun irreversibel Beberapa substrat tertentu dapat menghambat aktivitas enzim * substrat analog * toxins * obat-obatan/ bahan kimia * logam

Studi pada inhibisi dapat memberikan : * informasi tentang jalur metabolisme * bagaimana pengaruh obat-obatan dan toxins pada tingkat selular * mengetahui lebih jelas mekanisme reaksi enzim

Inhibitor Reversibel dan Irreversibel Penggolongan inhibitor ditetapkan berdasarkan kuat-tidaknya interaksinya dengan enzim :

Irreversibel - membentuk ikatan kovalen atau ikatan non-kovalen yang sangat kuat - menyerang / merusak suatu gugus asam amino yang berperan pada fungsi normal enzim Reversibel - membentuk ikatan non kovalent yang lemah dan mudah lepas dari enzim - enzim tidak aktif hanya jika ada inhibitor

Inhibisi KompetitifMempunyai struktur yang sama dengan substratSisi aktif yang berperanBerkompetisi dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktifPengaruh menurun dengan meningkatnya konsentrasi substrat

Inhibitor Nonkompetitif

Mempunyai struktur seperti tidak substratMelekat pada enzim, tapi tidak pada sisi aktif Merubah bentuk sisi aktif enzim tidak terjadi reaksiPengaruh tidak berkurang dengan penambahan substrat

Contoh Enzim Penting 1. Acetylcholinesterase : - hydrolisis acetylcholine (neurotransmitter) dibutuhkan untuk kerja sistem syaraf - transmisi acetylkolin terjadi pada neuromuscular juntion

-tibanya signal syaraf menyebabkan kadar Ca2+ naik-akibatnya asetylcolin dlm vesikel bergerak ke ujung syaraf dan dilepasACt berdifusi ke otot kontraksi ACt esterase --> merusak acetylkolin agar signal berhenti --. Otot berhenti kontraksi-Tanpa atau defisiensi ACt esterase maka otot terus berkontraksi kram

ENZYM dalam DIAGNOSIS KLINIS secretory diproduksi oleh jaringan (contoh ; liver), berperan dalam plasma prothrombin, plasminogen, cerruloplasmin, choline esterase; lipoprotein lipaseEnzymes

intracellular berperan dalam sel , tidak ada peran dalam plasma - melekat pada membrane ALP, GMT - cytosolic ALT, AST, LD, MDH - mitochondrial AST, GMDH - lysosomal - ACP

- jaringan khusus glucose-6-phosphatase liver, erytrosit amylase pancreas, LD1 jantung Laktase-- usus

Individu sehat kadar enzim intracellular biasanya constant, rendah laju pelepasan enzyme dari kerusakan sel ke plasma diimbangi dengan laju pembersihan protein enzyme dari plasma kadar enzim fisiologis aktivitas enzym

(digunakan pada laboratorium klinik Meningkatnya kadar ezm dalam plasma rusaknya jaringan tertentu sehingga enzim keluar dari sel.

Contoh Kenaikan Kadar enzim Enzyme lokasi Penyebab Kenaikan

Acid phosphatase - ACP Prostate Prostatic cancer

Alkaline phosphatase ALP Bone, liver Rickets, hypoparathyroidism, osteomalacia, obstructive jaundice, kanker tulang/liver

Alanine aminotransferase ALT Liver (muscle, Hepatitis, jaundice, gangguan heart, kidney) sirkulasi & kongesti liver

Aspartate aminotransferase AST Heart, muscle, Myocardial infarction, muscle red cells, liver damage, anemia, hepatitis, circulatory faillure dgn liver congestion

Amylase - AM Pancreas Acute pancreatitis, peptic ulcer

-Glutamyl transferase GMT Liver, kidney, Hepatitis, alcoholic liver pancreas damage, cholestasis

Enzyme lokasi Penyebab Kenaikan

Creatine kinase CKCK-MB Heart Myocardial infarctionCK-MM Otot Skelet Muscular dystrophy

Lactate dehydrogenase LDLD1 > LD2 Jantung, Ginjal Myocardial infarction, kidney Sel darah disease, megaloblastic anemia, leukemiaLD2, LD3 Leukemia

LD5 Liver, otot Liver disease, kerusakan otot damage

Terima Kasih

1.enzym

Documents