topik bahasan: enzim

TOPIK BAHASAN: ENZIM
TUJUAN PEMBELAJARAN:
1. Agar mhs dapat menghafal
nama-nama enzim dan
fungsinya dalam tubuh
2. Agar mhs dapat mempelajari
mekanisme kerja berbagai
enzim dan substratnya
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH I
ENZIM DAN KO-ENZIM
Enzim secara definisi adalah zat-zat yang
dapat mempercepat jalannya reaksi kimia
(kususnya senyawa organik) TETAPI zat itu
sendiri tidak ikut bereaksi
Pembuatan anggur  dengan cara fermentasi
Pembuatan asam cuka  dg cara fermentasi
Gula-Gula  fermentasi  alkohol
Muncul anggapan bahwa proses fermentasi
hanya akan terjadi dengan adanya sel yang
mengandung enzim
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
ENZIM DAN KO-ENZIM
Anggapan itu berubah setelah Buchner
membuktikan bahwa cairan yang berasal dari
ragi tanpa adanya sel hidup dapat
menyebabkan terjadinya fermentasi GULA
menjadi ALKOHOL
Hingga sekarang kata “enzim” yang berarti “di
dalam Ragi” tetap dipakai untuk nama katalis
dalam proses biokimia
Enzim dikenal pertama kalinya sebagai protein
oleh Summer tahun 1926 dengan mengisolasi
enzim urease dari “jack bean”
urease
UREA --------> CO2 dan NH3
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
ENZIM DAN KO-ENZIM
Pada perkembangan selanjutnya ditemukan
bahwa banyak enzim yang mempunyai gugus
BUKAN protein atau termasuk golongan protein
majemuk (Holoenzim) yang terdiri atas enzim
protein (appoenzim) dan gugus bukan protein
Contoh: enzim katalase yang terdiri atas protein
dan ferriprotorfirin
enzim askorbat oksidase yang terdiri dari
protein dan tembaga
Gugus bukan protein ini yang disebut “Kofaktor”
ada yang terikat kuat pada protein (prostetik)
yaitu mudah terurai dalam larutan
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
ENZIM DAN KO-ENZIM
Gugus bukan protein ini yang disebut “Kofaktor”
ada yang terikat kuat pada protein (prostetik)
yaitu sukar terurai dalam larutan
Sedangkan yang tidak begitu kuat ikatannya
(mudah dipisahkan secara dialisis) disebut
dengan “Koenzim”
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
TATA NAMA ENZIM
No
Substrat
Enzim
Golongan
1
Urea
Urease
NPN
2
3
4
5
6
7
8
9
Asam urat
Protein
Protein
Arginin
Amylum
Sellulosa
Glycerol
?
Uricase
HCl-Pepsin
Tripsin
Arginase
Amylase
Sellulase
Lipase???
?
Protein
Protein
Protein
Protein
Karbohidrat
Karbohidrat
Lemak
Lemak
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
Oksidase
R – C – COOH + NH2
II
O
Asam Keto
R – CH – COOH
I
NH2
Dekarboksilase
R – CH2 - NH2 + CO2
Amina
Transaminase
+ HOOC –CH2 – CO -COOH
R – C – COOH +
II
O
HOOC – CH2 – CH – COOH
I
NH2
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
SIFAT-SIFAT ENZIM
1. Holoenzim
Apoenzim
Kofaktor
Koenzim
Ion logam
2. Koenzim + Apoenzim
Enzim
Aktifator ion logam + Apoenzim
Enzim
8
SIFAT-SIFAT ENZIM
3. Sebagian besar koenzim mengandung vitamin
atau turunan vitamin sebagai bagian
strukturnya. Contoh: Thiamin Pirifosfat, FAD,
Piridoksal fosfat, NAD
9
SIFAT-SIFAT ENZIM
4. Zymogen
Yaitu enzim yang disintesis dalam bentuk tidak aktif,
dan akan diaktifkan oleh kondisi dan waktu yang sesuai
misal : Pepsinogen, Tripsinogen, Khimotripsinogen
10
SIFAT-SIFAT ENZIM
5. Kerja enzim : mengubah suatu zat menjadi zat lain
[a]. Enzim yg bekerja pada spesifisitas absolut
[b]. Enzim yg bekerja pada spesifisitas kelompok
[c]. Enzim yg bekerja pada spesifisitas optik
11
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH II
Bagian-bagian enzim
Holoenzim adalah: Enzim aktif lengkap dengan semua
komponennya
Apoenzim/ apoprotein adalah: bagian enzim yang terdiri dari
protein saja
Koenzim adalah: molekul organik (komplek) yang dibutuhkan
enzim untuk melakukan fungsinya
Kofaktor adalah: ion-ion inorganik yg dibutuhkan enzim untuk
melakukan fungsinya
Gugus prostetik adalah: Koenzim atau kofaktor yang terikat
sangat kuat bahkan terikat dengan ikatan kovalen dengan
enzim
13
Bagian-bagian enzim (lanjutan)
• Seperti halnya protein lain, enzim memiliki BM
antara 12,000 – 1 juta kd
• Beberapa enzim tidak membutuhkan molekul
kimiawi lain untuk aktifitasnya, beberapa
membutuhkan  kofaktor / koenzim
• Kofaktor  ion-ion inorganik yg dibutuhkan enzim
untuk melakukan fungsinya
• Koenzim  molekul organik (komplek) yang
dibutuhkan enzim untuk melakukan fungsinya
14
• Katalis yg paling efisien
 mampu
mempercepat reaksi
1020 kali lbh cepat
• Enzim bersifat sangat
spesifik, baik jenis
reaksi maupun
substratnya ,
Tripsin
Trombin
15
• Koenzim atau kofaktor yang terikat sangat
kuat bahkan terikat dengan ikatan kovalen
dengan enzim  gugus prostetik
• Enzim aktif lengkap dengan semua
komponennya  holoenzim
• Bagian yang terdiri dari protein saja pada
suatu enzim  Apoenzim / apoprotein
• Fungsi koenzim adalah sebagai karier
sementara dari gugus fungsional yg berperan
dalam reaksi ensimatis tersebut.
16
17
18
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
PROTEIN
o Bahan baku penyusun protein adalah molekul-molekul
asam amino.
o Struktur asam amino di alam kebanyakan merupakan
struktur asam amino alfa, yaitu asam organik (alfa COOH)
atau gugus karboksil yang mengandung gugus amino
(-NH2) dan atom H yang diikatkan pada karbon alfa
Struktur ini dalam larutan fisiologis berada dalam keadaan
dipolar atau disebut zwitterion akibat gugus COOH
terdeprotonasi dan bermuatan (-) serta gugus –NH2 dipolar
terprotonasi dan bermuatan (+)
H
O
C
Gugus Amino
H
C
H
Gugus Karboksil
R
N
H
Gugus Karboksil
Gugus R
STRUKTUR DASAR ASAM AMINO
Di alam ada sekitar 300 jenis asam amino, tetapi
hanya ada 20 jenis asam amino yang digunakan
sebagai penyusun protein
Asam amino tersusun atas atom C, H, O dan N,
Beberapa ada yang mengandung S dan P
Di alam asam amino mengalami perubahan baik
karena sintesis maupun degradasi
BIOKIMIA PROTEIN
Protein merupakan biomolekul yang bisa berfungsi sebagai
katalisator (enzim), pengangkut dan penyimpanan, penyebab
gerakan, pendukung sistem kekebalan, pembentuk transmisi
impuls saraf, pengontrol pertumbuhan dan diferensiasi
Monomoer pembentuk protein, asam amino, mempunyai
peran dalam metabolisme sel hidup yaitu: sebagai substrat
untuk sintesis protein, pemasok nitrogen untuk sintesis
senyawa yang mengandung nitrogen lain dan sumber energi
bila dikatabolisme
Berdasarkan komposisi kimia gugus R asam amino dapat
digolongkan menjadi:
-Asam amino alifatik (glisin=Gly=G, alanin-Ala=A,
valin=Val=V, leusin=Leu=L, isoleusin=Ile=I)
- Asam amino hidroksil (serin=Ser=S, treonin=Thr=T)
- Asam amino sulfur (sistein=Cys=C, metionin=Met=M)
- Asam amino aromatik (fenilalanin=Phe=F,
tirosin=Tyr=Y, triptofan=Trp=W)
- Asam amino asam (asidik=amida netral, asam
aspartat=Asp=D, asparagin=Asn=N, asam
glutamat=Glu=E, glutamin=Gln=Q)
- Asam amino basa (arginin=Arg=R, histidin=His=H,
lisin=Lys=K)
- Asam amino imino (prolin=Pro=P)
PROTEIN MAKANAN
ASAM AMINO
PENCERNAAN
ABSORPSI
AS.AMINO DALAM DARAH
AS.AMINO DALAM
DARAH
AS.AMINO HATI
(EKSTRASEL)
AS.AMINO HATI
(INTRA SEL
PROTEIN
AS.AMINO EKSTRASEL
SENYAWA NITROGEN
AS.KETO
AS.AMINO
INTRASEL
PROTEIN
SIKLUS KREB
AS.LEMAK
ASAM KETO
NH3
SIKLUS UREA
KARBOMIL FOSFAT
Pi
Mitochondria
ORNITIN
SITRULIN
SIKLUS UREA
SITRULIN
ORNITIN
2NH3+CO2+3ATP--->Urea+2ADP+AMP+2Pi+PPi
NH2—C—NH2
II
O
UREA
Sitosol
ATP
ARGININ
H2O
FUMARAT
ASPARTAT
ARGINOSUKSINAT
AMP, PPi