enzim enzim - biologiundana

12/10/2015
ENZIM
Dr. Refli., MSc
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS SAINS DAN TEHNIK
UNIVERSITAS NUSA CENDANA
1
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
ENZIM
• Protein
• Mempercepat reaksi dengan
jalan menurunkan energi
aktivasi
• Tidak mengubah kesetimbangan
reaksi
• Sangat spesifik
2
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
1
12/10/2015
ENZIM
• Katalisator = meningkatkan laju
reaksi menurunkan energi
aktifasi
• Energi aktifasi = energi yang
diperlukan untuk memulai reaksi
• Katalisator dalam sel mahluk hidup
BIOKATALISATOR
3
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
KEHADIRAN ENZIM
• Lokasi aktivitas enzim:
– di dalam sel enzim intraseluler
• Katalase;
Katalase; mengkatalis perubahan hidrogen peroksida (H2O2)
menjadi oksigen (O2) dan air (H2O)
• Trombokinase
Trombokinase;; mengkatalis Protrombin trombin
– di luar sel enzim ekstraseluler
• Amilase ; mengkatalis perubalahan amilum menjadi
maltose di doudenum
• Glukosa
Glukosa--6-posfatase ; mengkatalis GluGlu-6-P + H2O Glukosa + Pi
4
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
2
12/10/2015
ENZIM SEBAGAI BIOKATALIS
• Kecepatan reaksi S P tergantung dari jumlah molekul S yang masuk
“transition state”
state” tiap satuan molekul
• Dua macam cara untuk menaikkan kecepatan reaksi:
– Menaikkan suhu suhu naik 10 °C kecepatan mjd 2 kali lipat
– Menambahkan katalisator menurunkan tenaga aktivasi
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
KLASIFIKASI ENZIM
Berdasarkan kesepakatan internasional (International
(International Union
of Biochemistry),
Biochemistry), enzim dikelompokkan dengan nomor:
1. Oksidoreduktase
Oksidoreduktase:: berfungsi mengoksidasi / mereduksi substrat
dengan memindahkan hidrogen atau elektron
2. Transferase
Transferase:: memindahkan gugus tertentu dari molekul donor ke
molekul akseptor
3. Hidrolase
Hidrolase:: memutus ikatan kovalen dalam substrat dengan
penambahan air
4. Liase
Liase:: berfungsi dalam penambahan gugus ke ikatan rangkap atau
sebaliknya
5. Isomerase
Isomerase:: berfungsi dalam pemindahan gugus dalam molekul itu
sendiri untuk menghasilkan isomernya
6. Ligase
Ligase:: berfungsi membentuk ikatan kovalen dengan hidrolisis ATP
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
3
12/10/2015
STRUKTUR ENZIM
ENZIM
HOLOENZIM
APOENZIM
Bagian protein
Ion
Ion--ion
Na+ ,Cu2+
Fe2+, Mg2+,
Mn2+, Zn2+
KOFAKTOR
Bagian non protein
Koenzim
Gugus prostetis
Senyawa organik &
Senyawa metal organik
(FAD+, NAD+, NADP+.
Vitamin, KoenzimA)
Gabungan antara salah
satu koenzim dengan
salah satu ion yang
berikatan secara kuat
dengan apoenzim 7
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
Kofaktor, koenzim & gugus prostetis
8
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
4
12/10/2015
Koenzim
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
Enzim dengan Koenzim sisi aktif
10
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
5
12/10/2015
MEKANISME KERJA ENZIM
• Kerja enzim:
– Subtrat (S) + Enzim (E) Kompleks EnzimEnzim-Subtrat
(ES)
(ES)
Produk (P) + Enzim (E)
Sisi aktif
+
Subtrat
+
Enzim
Kompleks
Enzim-Subtrat
Enzim-
Sisi aktif = bagian dari enzim dimana
Produk
Enzim
interaksi (ikatan kimia)
dengan subtrat terjadi
11
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
ENZIM; Kerja enzim
12
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
6
12/10/2015
Model kerja enzim
•
Teori
gembok dan kunci
substrat
(lock and key theory) oleh Emil
Fischer
– Bentuk subtrat dan sisi aktif enzim sesuai
sehingga ikatan keduanya terjadi dengan
segera membentuk kompleks enzim substrat
kecocokan yang
terinduksi (induced fit
enzim
Enzim--subtrat
Enzim
Teori
therory) oleh
subtrat
Sisi aktif
enzim
Daniel Koshland, 1958
– Sisi aktif enzim akan menyesuaikan dengan
bentuk subtrat sebelum terbentuk kompleks
enzim substrat
Enzim--subtrat
Enzim
13
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
ENZIM; mekanisme kerja
• Setiap reaksi
memerlukan energi
aktifasi
• Jumlah energi aktifasi
suatu reaksi berbeda
tergantung pada:
– tanpa melibatkan enzim
– melibatkan enzim
14
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
7
12/10/2015
ENZIM; mekanisme kerja
• Enzim:
– Menurunkan energi aktivasi suatu reaksi tanpa
struktur enzim secara permanen
merubah
15
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
ENERGI BEBAS (ΔG) = energi yang dilepaskan
selama reaksi (produk reaktan
Reaksi eksergonik (eksoterm)
= reaksi yang melepaskan energi.
∆G Produk < ∆G reaktan
Reaksi bersifat spontan
Reaksi endergonik (endooterm)
= reaksi yang mermerlukan energi.
∆G Produk > ∆G reaktan
Reaksi tidak bersifat spontan
16
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
8
12/10/2015
Reaksi eksergonik & endergonik dalam biosistem dan
ATP
Reaksi endergonik
endergonik
mensuplai energi bagi
pembentukan ATP
Reaksi eksergonik dari hidrolisis
ATP untuk mensuplai energi bagi
reaksi di dalam sel
17
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
Hubungan antara reaksi eksergonik (hidrolisis ATP)
ATP)
Glutamin)
dengan reaksi endergonik (sintesis Glutamin)
18
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
9
12/10/2015
ENZIM; sifat-sifat enzim
• Enzim adalah protein
– Enzim memiliki struktur yang tersusun oleh protein, sehingga enzim dapat
mengalami denaturasi seperti halnya protein jika dipanasi, diberi larutan
asam kuat atau basa kuat dan senyawa yang bersifat toksin
• Bekerja secara khusus (spesifik)
– Artinya satu
enzim bekerja untuk satu subtrat
• Lipase -----subtrat
subtrat lipida
• Amilase --- substrat: amilum
• Malat dehidrogenase – substrat: malat
19
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
ENZIM; sifat-sifat enzim
• Bekerja bolak
bolak--balik
Fruktosa-1-Posfat
• Diperlukan dalam
(reversibel)
Fruktosa-1posfat aldose
Dehidroksiaseton posfat + Gliseraldehid
jumlah kecil dalam melakukan
fungsinya
• Berfungsi sebagai katalis
20
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
10
12/10/2015
ENZIM; faktor yang mempengaruhi
kerja enzim
Inhibitor
Suhu
pH
Konsentrasi
Subtrat
Aktivator
Konsentrasi
Enzim
21
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
ENZIM; faktor yang mempengaruhi
kerja enzim
• Suhu
– Aktifitas maksimum enzim suhu
optimum
– Kenaikan suhu sesudah suhu
optimum akan menurunkan aktivitas
enzim inaktif enzim karena
denaturasi (kerusakan struktur)
– Setiap enzim memiliki suhu optimum
tertentu
• Umumnya enzim pada tubuh manusia
memiliki suhu optimum 360C
• Pada Bateri termofilik suhu optimum ±
800C
22
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
11
12/10/2015
ENZIM; faktor yang mempengaruhi
kerja enzim
• pH
– Aktifitas maksimum enzim pH
optimum
– pH lebih rendah atau lebih tinggi
dari pH optimum dapat
menurunkan aktivitas enzim
– Setiap enzim memiliki pH
optimum
khusus, tergantung:
enzim
Sifat enzim
• asal
•
23
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
ENZIM; faktor yang mempengaruhi
kerja enzim
• Konsentrasi Subtrat
– Makin tinggi konsentrasi
subtrat reaksi makin cepat
– Jika konsentrasi enzim tetap,
penambahan konsentrasi
subtrat tidak akan
mempercepat reaksi.
Kecepatan ini disebut
kecepatan maksimum
(Vmax)
24
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
12
12/10/2015
ENZIM; faktor yang mempengaruhi
kerja enzim
• Konsentrasi Enzim
– Makin tinggi konsentrasi
enzim reaksi makin
cepat
– Jika konsentrasi substrat
tetap, penambahan
konsentrasi enzim tidak akan
mempercepat reaksi.
Hal ini disebabkan substrat
sudah jenuh dengan
enzim
25
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
Feedback Inhibition
• Reaksi biokimia dalam sel tejadi secara
bertahap dengan melibatkan sejumlah sel
•
Sehingga perubahan substrat menjadi produk
akhir menghasil kan sejumlah senyawa
•
antara (Intermediate compound)
compound)
Reaksi dikontrol melalui mekanisme
penghambatan balik (feedback regulation)
regulation)
– Peningkatan produk akhir akan menghambat
aktivitas salah satu enzim dalam jalur reaksi
tersebut, atau sebaliknya penurunan produk
akhir akan menstimulus enzim tersebut
beraktivitas
26
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
13
12/10/2015
ENZIM; faktor yang mempengaruhi
kerja enzim
• Inhibitor ; senyawa yang menghambat
aktifitas enzim
Penghambatan
Penghambatan
enzim oleh
inhibitor
irreversibel
Kompetitif
Penghambatan
Unkompetitif
Jenis
reversibel
Nonkompetitif
Campuran
27
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
ENZIM; Penghambatan kerja enzim
• Penghambatan Irreversibel (irreversible
Inhibition)
– Penghambatan aktivitas enzim yang bersifat
permanen oleh inhibitor
– Penghambatan menyebakan enzim menjadi
tidak aktif
– Inhibitor : umumnya bersifat toksis
28
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
14
12/10/2015
ENZIM; Penghambatan kerja enzim
• Penghambatan kompetitif
(competitive Inhibition)
– Inhibitor (I) dan Substrat (S)
berkompetisi untuk menempati sisi
aktif
– Jika inhibitor menempati sisi aktif enzim tidak aktif
– Namun penghambatan ini tidak
menurunkan kecepatan pemecahan
ES menjadi P dan E
– Penghambatan ini dapat dihilangkan
dengan penambahan substrat
29
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
ENZIM; Penghambatan kerja enzim
• Penghambatan Unkompetitif
(uncompetitive Inhibition)
– Inhibitor (I) berikatan pada sisi lain
dan bukan sisi aktif
– Pengikatan tersebut mengganggu kecepatan
pemecahan ES kompleks produk
– Penambahan substrat akan
mempertinggi penghambatan
30
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
15
12/10/2015
ENZIM; Penghambatan kerja enzim
• Penghambatan nonkompetitif
(noncompetitive Inhibition)
– Mengikat sisi lain selain sisi
aktif
– Dapat mengikat baik enzimenzimsubstrat kompleks maupun
enzim bebas
• Mengikat ES kompleks mengganggu
pembentukan produk
• Mengikat enzim bebas mengganggu pengikatan
substrat ke enzim
31
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
32
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
16
12/10/2015
Contoh
Keracunan unggas
• Alkaloid swainsonine memblokir enzim mannosidase.
• Ketika sisi aktif mannosidase diblokir, enzim ini tidak
bisa mengkatalisis pemecahan gula manosa
• Akibatnya terjadi penumpukan manosa di vakuola sel
sistem saraf pusat (otak dan tulang belakang).
• Vakuola yang menggelembung tersebut adalah lisosom,
tempat reaksi enzimatik pemecahan terjadi
• Hewan yang terjangkit paralisis atau bisa meninggal
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
Contoh inhibitor
Skenario yang mirip terjadi pada bayi yang terserang
penyakit manosidosis.
Pada penyakit ini, enzim mannosidase berkurang
karena tidak ada penyembuhan untuk penyakit ini.
diturunkan dari orang tua karier
probabilitasnya 25 % bila kedua orang tuanya karier
dikenal dengan nama Tay Sachs Disease,
di sel saraf terisi penuh dengan lipid ganglioside
karena tidak ada enzim pemecah susbtrate ini
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
17
12/10/2015
Racun, pestisida, obat adalah inhibitor enzim
Irreversible enzyme prevents an enzyme from catalyzing a crucial
metabolic reaction organism may be poisoned
Cyanide
menghambat enzim untk produksi ATP pada saat respirasi
Contoh: Sarin (gas saraf) yang dilepas oleh teroris di Stasiun Bawah Tanah Tokyo
(1995). Molekul ini berikatan secara kovalen dengan asam amino pada sisi aktif
acetylcholinesterase (enzim untuk transmisi impuls saraf ) penghambatan ini
menyebabkan paralisis / kematian
Pesticides
diklasifikasikan sebagai organofosfat
interaksi pestisida dan asama amino pada sisi aktif enzim akan mengganggi
sistem saraf reaksi tidak terjadi
Contoh : Malathion & parathion toksik pada insekta menghambat enzim
acetylcholinesterase
CO berikatan dengan hemoglobin biasanya oksigen
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
Racun, pestisida, obat adalah inhibitor enzim
Antibiotik dan obat
bekerja dengan menghambat enzim esensial untuk bakteri
penyebab penyakit
Penicillin menghambat enzim yang digunakan enzim untuk
membentuk dinding sel bakteri
Ibuprofen and aspirin menghambat enzim yang berfungsi
sebagai pemacu rasa sakit
obat kanker bekerja sebagai inhibitor enzim yang memacu
pembelahan sel
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
18
12/10/2015
Sulphate Drug sebagai Inhibitor kompetitif
Domagk (1939)
Para-aminobenzoic acid (PABA)
H2N-
Bacteria butuh PABA untuk
biosintesis asma folat
-COOH
asam
folat
Prekursor
H2N-
-SONH2
Asam
tetrahidrofolik
Obat Sulfa strukturnya mirip
PABA dan menghambat
pertumbuhan bakteri
Sulfanilamide
Sulfa drug (anti-inflammation)
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
HIV protease vs Aspartyl protease
HIV Protease inhibitor is used in treating AIDS
↓ HIV protease (homodimer)
subunit 1
Asp
domain 1
Asp
subunit 2
Asp
domain 2
Asp
Symmetric
dimer
Asymmetric
monomer
↑Aspartyl protease (monomer)
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
19
12/10/2015
Enzyme Failures. One small part of the human metabolic map, showing the
consequences of various specific enzyme failures.
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
Phenylketonuria (PKU)
• Kekurangan atau tidak ada enzim penylalanine
hydroxylase menyebabkan akumulasi phenylalanine
(yang berasal dari protein).
• Konsentrasi phenylalanine tinggi dikonversi ke
phenylpyruvic acid, substansi yang mengganggu
perkembangan sistem saraf, berakibat pada kemunduran
mental pada janin
• Bila level phenylpyruvic acid terdeteksi sejak dini (setelah kelahiran),
bayi dapat diberi diet rendah fenilalanin dan akan berkembangan
tanpa kemunduran mental.ar
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
20
12/10/2015
KINETIKA ENZIM
• Kinetika enzim menunjukkan adanya kejenuhan
(saturation
saturation))
• Michaelis
Michaelis--Menten (1913) membuat dasar teori ini
• Syarat berlakunya hukum MichaelisMichaelis-Menten
– Enzim dalam keadaan aktif
– pH dan suhu optimum
– Konsentrasi enzim tetap
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
MICHAELIS--MENTEN PLOT
MICHAELIS
E+S
ES
E+P
V
: kecepatan
[S]
: konsentrasi substrat
Vmax : kecepatan maksimum
Km
: konstanta Michaelis
Michaelis-Menten
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
21
12/10/2015
KONSTANTA MICHAELISMICHAELIS-MENTEN
Km: Konstanta MichelisMichelis-Menten
• Konsentrasi substrat dimana V = ½ Vmax dan
dinyatakan misalnya dalam mol/l
• Harga tetap pada kondisi yang sama
• Mengirakan afinitas (daya tempel) enzim terhadap
substrat. Makin besar Km makin rendah afinitasnya, dan
sebaliknya
• Tidak mengukur aktivitas enzim
• Dapat dipakai untuk menganalisis jenis inhibitor
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
KINETIKA MICHAELISMICHAELIS-MENTEN
V
Vmax
Dengan aktivator
½ Vmax
Normal
Dengan inhibitor
[S]
Km1
Km
Km2
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
22
12/10/2015
KINETIKA MICHAELISMICHAELIS-MENTEN
(lanjt.)
• Vo = Initial Velocity ialah kecepatan mulamula-mula diartikan sebagai
kecepatan reaksi enzimatis pada saat “zero
“zero time”
time”
• Zero time : waktu saat dimulainya suatu reaksi enzimatis. Pada
saat ini :
– [S] = [S] yang dipakai pada reaksi
– [P] = 0 (nol)
• Steady state : keadaan dimana jumlah substrat yang masuk =
jumlah produk yang dihasilkan
Jadi, kecepatan pembentukan ES = kecepatan pemecahannya [ES] tetap
• Et = enzim total (jumlah enzim bebas dan enzim terikat) sehingga
Ebebas = Et – ES
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
KINETIKA MICHAELISMICHAELIS-MENTEN
(lanjt.)
E+S
k1
ES
(a)
E+P
(b)
K-1
ES
k2
K-2
1. Kecepatan pembentukan ES
= k1 ([Et] – [ES]) [S]
(c)
k1 : konstanta kecepatan reaksi (a)
2. Kecepatan pemecahan ES
= k-1 [ES] + k2 [ES]
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
23
12/10/2015
KINETIKA MICHAELISMICHAELIS-MENTEN
(lanjt.)
3. Steady State
ES tetap kecepatan pembentukan ES = kecepatan pemecahan
k1 ([Et] – [ES]) [S] = k-1 [ES] + k2 [ES]
(d)
4. Pemisahan konstanta kecepatan
- Sebelah kiri persamaan (d) dikalikan
k1 [Et] [S] – k1 [ES] [S]
- Sebelah kanan disederhanakan
(k-1 + k2 ) [ES]
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
KINETIKA MICHAELISMICHAELIS-MENTEN
(lanjt.)
Jadi,
k1 [Et] [S] – k1 [ES] [S] = (k-1 + k2 ) [ES]
k1 [ES] [S] dipindahkan
k1 [Et] [S] = k1 [ES] [S] + (k-1 + k2 ) [ES]
k1 [Et] [S] = (k1 [S] + k-1 + k2 ) [ES]
Jadi,
ES =
k1 [Et] [S]
[Et] [S]
ES =
atau
k1 [S] + k-1 + k2
[S] + (k-1 + k2)
k1
(e)
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
24
12/10/2015
KINETIKA MICHAELISMICHAELIS-MENTEN
(lanjt.)
5. Kecepatan mula (Vo)
Menurut MichaelisMichaelis-Menten kecepatan mula ditentukan oleh
kecepatan pemecahan [ES] pada reaksi (b) dimana
konstanta kecepatan k2
Vo = K2 [ES]
masukkan persamaan (e) untuk [ES] maka didapat
Vo =
K2 [Et] [S]
[S] + (k-1 + k2)
(f)
k1
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
KINETIKA MICHAELISMICHAELIS-MENTEN
(lanjt.)
Km
: konstanta Michaelis
Michaelis--Menten
(k-1 + k2)
=
k1
Vmax : kecepatan dimana semua enzim dalam bentuk ES
= K2 [Et]
Masukkan persamaan (f) didapat
V=
Vmax [S]
[S] + Km
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
25
12/10/2015
KINETIKA MICHAELISMICHAELIS-MENTEN
(lanjt.)
Sewaktu
V = ½ Vmax
Maka
½ Vmax =
Vmax [S]
½=
[S] + Km
[S]
[S] + Km
Jadi, [S] + Km = 2 [S]
Km = [S] pada waktu Vo tepat ½ Vmax
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
PLOT LINIER
Lineweaver-Burk membuat plot linier dengan
Lineweaverseperkecepatan vs seperkonsentrasi substrat,
sehingga :
V =
1
=
V
Vmax [S]
Km + [S]
1
Vmax [S]
Km + [S]
=
Km + [S]
Vmax [S]
Y = aX + b
1
=
V
Km
Vmax
1
1
+
Vmax
[S]
Sumbu X =
1
[S]
Sumbu Y =
1
V
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
26
12/10/2015
LINEWEAVER--BURK PLOT
LINEWEAVER
1/
V
Slope =
Km
Vmax
1/
Vmax
= intercept on Y
1/
[S]
- 1/Km
= intercept on X
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
MACAM PLOT LINIER
The three most common straightstraight-line
form::
form
• Lineweaver
Lineweaver-Burk
1
1
Km
1
1
1
V
vs
[S]
V
V-Hofstee
• EadieEadie
V vs
[S]
=
Vmax
V = - Km
[S]
+
Vmax
V
+ Vmax
[S]
atau
[S]
vs [S]
[S]
=
V
• Hanes
Hanes-Woolf
V
[S]
Km
+
Vmax
Vmax
Km
[S]
1
[S] +
=
Vmax
Vmax
V
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
27
12/10/2015
KEUNTUNGAN PLOT LINIER
• Vmax dan Km dapat ditentukan lebih teliti
• Tidak diperlukan penghitungan
• Dapat mengetahui adanya pengamatan yang jelek / tidak
benar
• Dapat memberikan informasi lebih jelas tentang inhibitor
enzim
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
ANALISIS INHIBITOR DENGAN PLOT
LINIER
INHIBITOR KOMPETITIF
Ks
1/
V
Kp
E+S
+
I
ES
Ki
Ki =
Dengan
Inhibitor
E+P
[E] [I]
[ EI ]
EI
1/
Vmax
Vmax tetap
Tanpa
Inhibitor
Km naik
[I]
- 1/Km
1/
[S]
Kmapp
= Km
1+
Ki
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
28
12/10/2015
ANALISIS INHIBITOR DENGAN PLOT
LINIER (lanjt.)
1/
V
INHIBITOR UNKOMPETITIF
Ks
Kp
ES
+
I
E+S
Dengan
Inhibitor
1/
Vmax
E+P
Ki
Tanpa
Inhibitor
ESI
Vmax turun
1/
[S]
- 1/Km
Km turun
Vmax
Vmaxi =
[I]
1+
Km
Kmapp =
[I]
1+
Ki
Ki
ANALISIS INHIBITOR DENGAN PLOT
LINIER (lanjt.)
Ks
INHIBITOR NONKOMPETITIF
E+S
+
I
1/
V
Ki
Dengan
Inhibitor
EI + S
1/
Vmax
E+P
Ki
Ks
EIS
Vmax turun
Km tetap
Tanpa
Inhibitor
- 1/Km
Kp
ES
+
I
1/
[S]
Vmaxi =
Vmax
[I]
1+
Ki
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
29
12/10/2015
PENGATURAN SINTESIS DAN
AKTIVITAS ENZIM
• Sel mampu mengatur sintesis enzim
• Repression enzyme :
– Banyak dijumpai pada bakteri
– Terjadi pada biosintesis asam amino, purin dan pirimidin
– Hasil akhir menekan sintesis dalam rangkaian reaksi tersebut
– Substansi yang menekan produksi enzim disebut
corepressor
• Induction enzyme :
– Sintesis enzim terjadi kalau ada substrat
– Substansi yang memulai induksi disebut
inducer
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
REPRESSION AND INDUCTION OF
ENZYME
Total
Protein
Jumlah
Sel
Enzim yang terlibat dalam
sintesis arginin
Relative Increase
Relative Increase
Total
Protein
Jumlah
Sel
Laktosa
ditambahkan
β-galaktosidase
Arginin ditambahkan
Time
Time
ENZYME REPRESSION
ENZYME INDUCTION
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
30
12/10/2015
PENGATURAN SINTESIS DAN
AKTIVITAS ENZIM (lanjt.)
• Represi dan induksi enzim mempunyai efek pada proses
transkripsi
• Baik inducer maupun corepressor mengikatkan
diri pada
protein spesifik repressor yang mempengaruhi
sintesis mRNA.
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
OPERON MODEL
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
31
12/10/2015
ENZYME REPRESSION
• Misalnya dalam sintesis arginin
• Penambahan arginin akan menghentikan sintesis
enzim pembentuk arginin
• Arginin bertindak sebagai corepressor
• Corepressor akan berikatan dengan protein repressor
dalam sel
• Pengikatan menyebabkan konfigurasi protein
repressor berubah mampu mengikatkan diri pada
daerah operator pada DNA (daerah sintesis mRNA
dimulai) sintesis mRNA tidak terjadi
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
ENZYME REPRESSION (lanjt.)
(a)
Promoter
Operator
Gene 1
RNA
polymerase
Gene 2
Gene 3
Transcription occurs
Repressor
(b)
Promoter
Operator
RNA
polymerase
Repressor
Gene 1
Gene 2
Gene 3
Transcription blocked
Corepressor
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
32
12/10/2015
ENZYME INDUCTION
• Terjadi sintesis enzim kalau ada substrat (misalnya β–
galaktosidase) disintesis kalau ada laktosa dalam
medium
• Substansi yang memulai induksi enzim disebut inducer
• Jika inducer ditambahkan menyebabkan enzim disintesis
• Sintesis enzim dengan jalan pembentukan mRNA yang
mengkode pembentukan enzim tersebut
• Protein repressor spesifik aktif dengan tidak adanya
inducer memblokir dengan sempurna sintesis mRNA
• Penambahan inducer menyebabkan inducer mengikatkan
diri pada repressor repressor tidak aktif penghambatan sintesis mRNA teratasi sintesis mRNA
berlangsung, jadi sintesis enzim juga berlangsung
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
ENZYME INDUCTION (lanjt.)
NEGATIVE CONTROL
(a)
(b)
Promoter
Operator
RNA
polymerase
Repressor
Promoter
Operator
RNA
polymerase
Inducer
Gene 1
Gene 2
Gene 3
Transcription blocked
Gene 1
Gene 2
Gene 3
Transcription occurs
Repressor
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
33
12/10/2015
ENZYME INDUCTION (lanjt.)
POSITIVE CONTROL
Promoter
Operator
Gene 1
Gene 2
Gene 3
Transcription occurs
RNA
polymerase
CAP
+
cAMP
Action of cyclic AMP in promoting
mRNA synthesis
ATP
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
HUBUNGAN ENZIM METABOLISME
• Totalitas reaksi kimia
secara enzimatis di dalam
atau di luar sel dalam
tubuh mahluk hidup
– Anabolisme; sintesis
senyawa kompleks dari
senyawa sederhana
– Katabolisme; degradasi
senyawa kompleks menjadi
senyawa sederhana
68
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
34
12/10/2015
METABOLISME
ANABOLISME
KATABOLISME
Refli. Materi Biokimia Dasar. Biologi FST Undana
TERIMA KASIH
Materi Kuliah Biokimia. Jurusan Biologi FST Universitas Nusa Cendana. 2015
35