Enzimdr. Nanda Ayu Puspita, M.Kes.
Sifat dan fungsi biologis enzim Klasifikasi dan tata nama enzim Koenzim Faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas katalitik enzim Inhibitor Enzimologi klinik
Introduction Ciri khas sel hidup proses metabolisme yang diperantarai enzim. Enzim : suatu katalisator protein / gabungan dengan molekul asam nukleat yang berfungsi mempercepat reaksi kimia Enzim bersifat spesifik
terminologi Substrat Produk Apoenzim Koenzim Holoenzim
Ribbon diagram showing carbonic anhydrase II. The grey sphere is the zinc cofactor in the active site. Diagram drawn from PDB 1MOO.
Aktivitas enzim Dipengaruhi oleh pH, suhu, ionic strength Dihambat oleh perubahan pH, suhu, pelarut organik, urea dan inhibitor Berperan dalam meningkatkan kecepatan reaksi C6H12O6 + O2 CO2 + H2O Menurunkan energi aktivasi Satu unit internasional (IU) = jumlah enzim yang mengkatalisis pembentukan 1 mol produk permenit pada kondisi tertentu
Reaksi enzimatis A P A+B P A P1 + P2 A+B P1 + P2 A+B+C P
Penamaan enzim Isomerase : organisasi intramolekul Hidrolase : penambahan / pengurangan mol air Dehidrogenase : mengoksidasi suatu senyawa dengan penarikan atom hidrogen Dekarboksilase : menarik CO2 dari asam karboksilat Transferase : menarik gugus reaktif ke senyawa lain
Mekanisme kerja enzim Berikatan dengan daerah aktif Pembentukan ikatan sementara Ikatan terputus dan terbentuk produk
Distribusi Enzim dalam sel Tersebar di seluruh komponen dan memberi petunjuk tentang fungsi komponen tersebut:Inti sel : mempertahankan, menyusun dan melindungi materi genetika Mitokondria : proses oksidasi Mikrosom : reaksi hidroksilasi, sintesis hormon steroid, metabolisme obat Lisosom : memecah dan menghidrolisis substansi Badan golgi : sekresi protein Sitoplasma : metabolisme karbohidrat dan biosintesis lemak Mambran sel : transpor nutrien dan kerja hormon
Klasifikasi enzim1. OksidoreduktaseMengkatalisis reaksi oksidasi reduksi Koenzim : NAD+ , NADP+, FAD Contoh : dehidrogenase, oksidase, peroksidase, reduktase, hidroksilase, oksigenase
2. TransferaseMengkatalisis pemindahan gugus tertentu Gugus : aldehid, keton, asil, glikosilat, fosfat Contoh : amino transferase, asil karnitin transferase, glukokinase, piruvatkinase
3. HidrolaseMeningkatkan pemecahan ikatan antara karbon dengan atom lainnya melalui penambahan air Contoh : esterase, peptidase, fosfatase, glikosidase
Klasifikasi enzim4. LiaseMengkatalisis pemecahan karbon-karbon, karbon sulfur dan karbon nitrogen Contoh : dekarboksilase, aldolase, deaminase, nukleotida siklase
5. IsomeraseMengkatalisis penyusunan isomer geometrik dan reaksi oksidasi reduksi intramolekul tertantu Contoh : epimerase, rasemase, mutase, isomerase
6. LigaseMengkatalisis pembentukan ikatan antara : C-C, C-S, C-N, C-O. Contoh : sintetase, karboksilase
Oksidasi asam lemak
ATP + KoA
AMP + PPi
FFA
Asil-KoA
Asil-KoA sintetase (Tiokinase)
Karnitin palmitoil transferase I
Membran mitokondria eksterna
Asil-KoA
KoA
Karnitin
Asil karnitin
Karnitin palmitoil transferase II
Karnitin Asil karnitin translokase
Membran mitokondria interna
KoA
Karnitin
Asil karnitin
Asil karnitin
Asil-KoA
Beta oksidasi
2 Asetil-KoA
tiolase Asetoasetil-KoAHMG KoA SIntetase Asam empedu, kolesterol
3-Hidroksi-3metilglutaril-KoA (HMG-KoA) Mevastatin, lovastatin Mevalonat
HMG KoA Reduktase
Mevalonat
-
Struktur enzim Terdiri dari rantai polipeptida Kofaktor : bagian yang bukan proteinGugus prostetikx Heme pada enzim katalase dan peroksidase
Koenzimx Flavin mononukleotida pada enzim dehidrogenase
Ion metalx Zn pada karboksipeptidase
Koenzim Senyawa organik yang berasosiasi dengan apoenzim Tidak permanen Dapat menjadi kofaktor pada enzim yang berbeda Membantu memecah substrat, juga akseptor sementara bagi produk
1. Koenzim untuk mentransfer gugus bukan H a ATP dan familinya b Gula fosfat c KoA d Tiamin pirifosfat e piridoksal fosfat f koenzim folat g biotin h koenzim B12 i asam lipoat 2. Koenzim untuk mentransfer H a NAD+ ,NADP+ b FMN, FAD c asam lipoat d Koenzim Q
Pengaruh pH pada aktivitas enzim
Enzim bekerja maksimal pada pH tertentuPH4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 1 2 3
Aktifitas Enzim
Mekanisme Katalisis Enzim PH:PH rendah, H+ meningkat: muatan negatif terprotonisasi PH tinggi, OH- meningkat: muatan positif terdisosiasi
Temperatur: temperatur diatas batas optimum, maka enzim akan terdenaturasi
Mekanisme Katalisis Enzim Active site: tempat molekul substrat spesifik terikat pada daerah spesifik di molekul enzim Fungsi:Menarik substrat Membentuk ikatan sementara
Model Lock & Key dari fischer Teori induced fit dari koshland
Inhibisi Kerja Enzim Tempat inhibitor bekerja:Reaksi inhibitor dengan apoenzim Reaksi inhibitor dengan substrat Reaksi inhibitor dengan kofaktor dan koenzim Reaksi inhibitor dengan bentuk kompleks enzim
E+S
ES
EP
E+P
Inhibisi Tiga macam inhibisi enzimKompetitif Non-kompetitif Un-kompetitif
Pengaturan Aktivitas Enzim Jumlah substrat dan produk Mempengaruhi efisiensi katalis
Pengaturan Aktivitas Enzim Suhu : optimal pH : asam ( pepsin), basa (ptialin) Konsentrasi enzim dan substrat Aktivator : ion Cl (amilase) Inhibitor Induktor : laktosa menginduksi galaktosidase
Aspek Klinis Enzim1. Sebagai alat diagnostikcth: Kadar glukosa, kolesterol, trigliserin
2. Mengetahui perjalanan suatu penyakitcth: kreatin fosfokinase (CPK) dan laktat dehidrogenase pada myocardial infarction
3. Mengetahui respon terhadap terapi 4. Sebagai terapicth: streptokinase dan arginase untuk menghambat trombosis
Aspek Klinis Enzim Lokasi enzim didalam sel sel rusak/ nekrosis enzim masuk ke peredaran darah (non-fungsional) Enzim nonfungsional:Lipase: menurun pada penyakit hati, meningkat pada pankreatitis dan kanker pankreas Amilase: menurun pada penyakit hati, meningkat pada parotitis, pankreatitis akut, obstruksi intestinal Tripsin: meningkat pada penyakit pankreas Kolin esterase: meningkat pada nefrotik sindrom, menurun pada penyakit hati, malnutrisi, anemia dan keracunan
Enzim FungsionalLipoprotein lipase: Proenzim untuk pembekuan darah
Enzim Aminotransferase Aspartat Aminotransferase (AST/SGOT) Alanin Aminotransferase (ALT/SGPT) Amilase Kreatinin Kinase Gama Glutamin Transpeptidase (G GT) Lactate Dehidrogenase Lipase Fosfatase asam Fosfatase alkali
Aspek Klinis Infark Miocard Hepatitis Hepatitis Pankreatitis akut Kelainan otot / AMI Penyakit hati AMI Pankreatitis akut Ca Prostat Kelainan tulang
