Kinetika reaksi enzimatis kinetika reaksi enzimatis •Michaelis –Menten laju awal reaksi enzimatis dapat ditentukan berdasarkan fungsi terhadap konsentrasi substrat dan parameter

Kinetika reaksienzimatis

Shinta Rosalia Dewi, M.Sc

• Enzim : protein yg mengkatalisis prosesbiokimia dalam sel hayati yang spesifikproduksi biomassa atau metabolit, produkpangan, pakan, dll

• Reaksi enzimatis :

Sistem homogen atau heterogen

Satu substrat atau lebih

Dasar kinetika reaksi enzimatis

• Michaelis –Mentenlaju awal reaksienzimatis dapat ditentukan berdasarkanfungsi terhadap konsentrasi substrat danparameter yg berpengaruh dalam enzim

• Henri pembentukan kompleks enzimsubstrat reversibel selama reaksipembentukan produk dari substrat lajureaksi berbanding lurus dengan konsentrasikompleks

Reaksi reversibelk k

kE S ES E P

d[S]v k [E][S] k [ES]

dt

d[ES]v k [E][S] [k k ][ES]

dt

laju pembentukan (kekanan) = laju penguraian (kekiri)

k [E][S] [k k ][ES]

k [E][S] [k k ][ES]

k k[E][S] [ES]

k

1 2

1

1 1

1 1 2

1 1 2

1 1 2

1 2

1

0

k kKm

k

1 2

1

T

T

T

T

T

T

max T

max

[E][S] [ES]Km

[E ] [E] [ES]

[E ] [ES] [S] [ES]Km

[E ][S] [ES][S] [ES]Km

[E ][S] [ES] Km [S]

[E ][S][ES]

Km [S]

[E ][S]v k [ES] k

Km [S]

v k [E ]

v [S]v

Km [S]

2 2

2

• Kinetika reaksi Michaelis-Menten :

maxv [S]v

Km [S]

Kinetika reaksi homogen : penentuan Km

• Persamaan Lineweaver dan Burk

max

max max max

max max

v [S]v

Km [S]

Km [S] Km [S]

v v [S] v [S] v [S]

Km

v v [S] V

1

1 1 1

• Persamaan Eadie Hofstee

max

max

max

max

max

v [S]v

Km [S]

v Kmv sehingga v =v

Km [S]

[S]

vv = Km v

[S]

vv Km v

[S]

1

1

• Persamaan Hanes

max

max max

max max

max max

v [S]v

Km [S]

Km(Lineweaver Burk)

v v [S] v

Km[S] [S] [S]

v v [S] v

[S] Km[S]

v v v

1 1 1

1 1 1

1

Inhibisi

• Kompetitif : inhibitor berkompetisi dengansubstrat untuk berinteraksi dengan sisi aktifenzim

• uncompetitive: inhibitor menghambat kerjaenzim di sisi yg berbeda dari interaksisubstrat-enzim terikat pada ES

• Non- kompetitif : inhibitor menghambat di sisiberbeda, tidak menghasilkan produkterikat pada E atau ES

Inhibisi

• Oleh produk produk yang dihasilkan dapatmenghambat kerja enzim kompetitif atautidak kompetitif

• Oleh substrat substrat menghambat kerjaenzim (konsentrasi substrat terlalu tinggi) membentuk kompleks tidak kompetitif

Inhibisi kompetitif

Inhibisi kompetitifk k

k

ki

max

max max

E S ES E P

E I EI

[ET] [ES] [E] [EI]

v [S]v

[I]Km [S]

Ki

Km [I]

v v v Ki [S]

[I]K 'm Km

Ki

1 2

1

1

1 1 11

1

Inhibisi uncompetitive

Inhibisi uncompetitive

k k i

k

max

E S I ES I ESI

ES E P

[ET] [ES] [E] [ESI]

v[S]

[I]

Kiv

Km[S]

[I]

Ki

1 1

1

1

1

max max

Km [I]

v v [S] v Ki

KmK 'm

[I]

Ki

1 1 11

1

Inhibisi non-kompetitif

Inhibisi non-kompetitif

k k

k

ki

ki

max

max max

E S ES E P

E I EI

ES I ESI

[ET] [ES] [E] [ESI]

v [S]v

[I]Km [S]

Ki

Km [I]

v v [S] v Ki

1 2

1

1

1

1 1 11

Faktor yang mempengaruhi reaksienzimatis

• pH perubahan struktur, ionisasi, pengikatanenzim

pH mempengaruhi muatan

Muatan mempengaruhi struktur enzim

Selanjutnya akan mempengaruhi reaksi ES

• Suhu

k=Ae-E/RT

• Pereaksi kimia

Penentuan aktivitas enzim

• pH Stat pengukuran jumlah asam (H+) yang ditambahkan ke cairan pereaksi volume asam/basa terhadap waktu

• Spektrofotometri pengukuran enzimdengan spektrofotometer pada panjanggelombang tertentu

Contoh soal

• Kinetika enzim glukoamilase ditentukan padasuatu reaktor tertutup pada suhu 40oC berdasarkan glukosa yang terbentuk (µmol/L). Bila volume cairan dalam reaktor 500 ml danlarutan enzim yang digunakan 500 µL mengandung 4g/L.

• Bagaimana bentuk kinetika hidrolisis maltosaoleh enzim glukoamilase?

• Glukosa sebagai produk juga berfungsi sebagaiinhibitor. Kinetika penghambatannya ditunjukkanpd tabel di bawah. Tentukan model kinetikapenghambatan

Waktu(menit)

Konsentrasi awal maltosa (mM)

50 100 150 200

2 95 110 130 140

5 230 290 320 340

10 440 570 640 670

15 700 860 960 1.000

30 1.400 1.700 1.900 2.000

• TRK meeting 5.xlsx

Glukosa(mM)

Konsentrasi substrat maltosa (mM)

50 100 150 200

0 5,8 7,2 8 8,4

2,5 5,2 6,9 7.6 8,1

5 4,8 6,4 7,3 7,9

10 4,1 5,8 6,7 7,4