Uploaded by abrahamsambo

ENZIM MONOMER DAN OLIGOMER

advertisement
Nama
: Abraham Sambo (H1041161058)
Samuel Yohendri (H1041161054)
Mata Kuliah : Enzimologi (Tugas Kelompok Menerjemahkan Buku)
ENZIM MONOMER DAN OLIGOMER
5.1. Enzim Monomerik
5.1.1. Pendahuluan
Protein monomer adalah protien yang hanya terdiri dari rantai polipeptida
tunggal, sehingga proten tersebut tidak dapat dipisahkan menjadi unit yang lebih
kecil. Sangat sedikit enzim monomer yang diketahui, dan semua ini
mengkatalisasi reaksi hidrolitik. Secara umum proten mengandung antara 100 dan
300 residu asam amino dan memiliki berat molekul dalam kisaran 13000-35000,
misalnya gabungan asam carboxypeptidase dengan ion logam, tetapi kebanyakan
bertindak tanpa bantuan kofaktor apa pun.
Sejumlah enzim monomer adalah proteas (atau enzim proteolitik), yaitu
mengkatalisis hidrolisis ikatan peptida dalam protein lainnya untuk mencegah
terjadinya kerusakan untuk semua protein seluler, protein disintesis dalam bentuk
tidak aktif dikenal dengan proenzim atau zymogen, dan diaktifkan sesuai dengan
kebutuhan. Seperti enzim yang tergolong serin proteases, disebut demikian
karena adanya sisi aktif dari residu serin esensial yaitu residu serin yang
diperlukan untuk kegiatan enzimatik.
5.1.2. Serin Protease
Serin Protease terdiri dari kimotripsin, tripsin dan elastase, yang diproduksi
dalam bentuk inaktif oleh kelenjar pankreas mamalia, terkait erat dengan
kelompok enzim. Meskipun hanya sekitar 40% dari struktur primer yang umum
terdiri dari tiga enzim, sangat penting dari kelompok katalitik residu asam amino
yang tepat. kristalografi sinar – x juga menunjukkan bahwa struktur tersier yang
sama.
Serin protease berfungsi dengan mekanisme yang identik, dan menunjukkan
pH optimum yang sama pada pH 8. Semua rantai endopeptidases menghidrolisis
ikatan peptida di tengah-tengah rantai polipeptida , tetapi untuk Chymotrypsin
mengikat hidrofobik besar yang akan mengikat phenylanine, triptofan dan tirosin
sisi rantai, yang memungkinkan pembelahan ikatan peptida di sisi karbonil dari
salah satu residu. tripsin, aspartat menggantikan serin dibawah mengikat enzim
spesifisitas untuk membelah obligasi berdekatan dengan residu asam amino
dengan rantai sisi dasar,yaitu.lisin atau arginin. Dalam kasus elastase, dua residu
glisin di sisi aktif mengikat kimotripsin atau tripsin diganti dengan valin dan
treonin, yang besar sisi rantai menutup ikatan dan menghasilkan enzim yang
secara khusus membelah ikatan yang berdekatan dengan residu dengan rantai
samping non-polar kecil, misalnya alanin.
Chymotrypsin
disintesis
dalam
pankreas
sebagai
zymogen
chymotrypsinogen (atau pre-chymotrypsinogen (atau pre-chymotrypsin). Rantai
polipeptida tunggal dari 245 mengandung
lima rantai dalam
intra-chain
disulphide, melewati usus, di mana enzime proteolitik yang diperlukan untuk
mencerna protein. chymotrypsinogen diserang oleh tripsin. Peptida yang tidak
aktif antara arginine-15 dan soleucine-16, .memproduks π-chymotrypsin aktivitas
enzimati, tetapi terjadi perubahan lebih lajut di tempat terjadinya: dipeptida
menghapus dari posisi 14 dan 15 oleh reaksi molekul lain dari π-chymotripsin,
memproduksi ϐ-chymotrypsin
dan pencernaan kimotripsin menghilangkan
dipeptida dari posisi 147 dan 148 untuk memberikan produk akhir, α –
chymotrypsin. Kandungan tiga rantai polipeptida rantai yang dihubungkan oleh
jembatan disulfida, sehingga tidak semata – mata enzim monomer, tapi sistem
penomoran berurutan molekul chymotrypsinogen biasanya digunakan untuk
memelihara enzim tersebut.
Sebaliknya, trypsin adalah enzim monomerik asli. Tripsinogen tidak
memiliki sembilan residu asam amino di terminal-N, dibandingkan dengan
chymotrypsinogen, sehingga tidak dapat membentuk persamaan ekivalen dari
jembatan 1-122 disulfida. Tindakan enteropep tidase (atau tripsin itdiri) dalam
usus menghilangkan hexapeptide dari N-terminus dari tripsinogen untuk
menghasilkan tripsin aktif, yang setara dengan rantai utama 77-chymotrypsin dan
memiliki N- yang sama dan C-termini. Elastase yang serupa dihasilkan dari
zymogen yang sesuai dengan aksi tripsin.
Persamaan struktur primer dan struktur tersier hampir identik dari tiga
enzymes menunjukkan bahwa mereka berevolusi dari nenek moyang yang sama
beradasarkan evolusi yang berbeda. Gen untuk enzim leluhur mungkin telah
digandakan beberapa kali, tidak memungkinkan terjadinya mutasi (tidak terjadi
secara kebetulan perubahan urutan basa) pada gen ini digandakan untuk
menghasilkan produksi sedikit perbedaan enzim.
Serin protoase yang terlibat dalam pembekuan darah, misalnya trombin, dan
beberapa bateri serin proteses (misalnya dariS.Griseus) juga mungkin memiliki
berevolusi dari nenek moyang yang sama ini, karena struktur mereka serupa
dengan enzymes dari pankreas mamalia. Sebaliknya, protease serin bakteri lain,
misalnya. Subtilisin dari Bacillus amyloliquifaciens, memiliki struktur primer dan
tersier yang berbeda dari serine protease mamalia. Namun, struktur situs aktif dan
mekanisme kerja semua enzim ini hampir identik. Ini mungkin menyarankan
evolusi konvergen, perolehan karakteristik serupa dari awal yang berbeda bahan
oleh jalur evolusi independen.
5.1.3. Enzim monomerik lainnya
Pepsin,seperti halnya protease serin pankreas, berperan dalam pencernaan
protein yang dimakan oleh mammalia. Hal ini disebut asam protease karena
berfungsi pada pH rendah diitemukan di perut. Fragmen peptida dihilangkan dari
bentuk tidak aktif, pepsogen dalam, oleh aksi asam dari molekul pepsin lain untuk
mengaktifkan enzim. Ini memiliki preferensi untuk mengikat ikatan dengan residu
asam amino non-polar di kedua sisi. Asam protease lain yang ditemukan di perut
adalah chymosin (rennin) ditemukan di mikroorganisme.
Sekelompok protease tiol,mirip struktur satu sama lain, ditemukan pada
tanaman. Ini termasuk papain, dari buah pepaya, dan ficin, dari buah ara. Protease
tiol lainnya, struktur yang berbeda, ditemukan dalam lisosom mamalia. Residu
sistein esensial dalam masing-masing enzim ini memainkan peran protein yang
sama dengan serin dalam serin protease.
Beberapa eksopeptidase, yang menghapus ujung residu asam amino dari
polipeptida
rantai
panjang,
dikenal
dengan
baik.Pada
pankreas
sapi
carboxypeptiDase, enzim monomerik satu ion seng per molekul, akan memecah
ikatan peptida yang menghubungkan C asam amino terminal non-polar ke seluruh
rantai. Hal ini produksi ketika tripsin menghapus fragmen peptida dari zymogen
itu, procarboxypeptidase. Enzim serupa, karbohidratoxypeptidase B, yang
memiliki spesifik untuk asam amino terminal-C dengan rantai samping dasar, juga
disekresikan sebagai zymogen oleh pankreas sapi.
Tidak semua enzim monomerik bekerja pada protein, yang terkenal yang
menghidrolisis substrat lain termasuk ribonuklease dan lisozim.
5.2. Enzim Oligomerik
5.2.1. Pendahuluan
Protein Oligomerik terdiri dari dua atau lebih rantai polipeptida, yang
biasanya dihubungkan satu sama lain oleh interaksi non-kovalen dan tidak pernah
oleh ikatan peptida. Rantai komponen polipeptida yang disebut sub-unit mungkin
identik atau berbeda satu sama lain; jika mereka adalah identik, mereka kadangkadang disebut protomers, dimer proteins kontraist dua, trimerik proteins tiga
dantetrameric protein empat sub-unit. Berat molekul semuanya lebih dari 35 000.
Sebagian besar enzim yang dikenal adalah oligomeric: misalnya, semua
enzim yang terlibat dalam glicolisis memiliki dua atau empat sub-unit. Hal ini,
oleh karena itu, masuk akal untuk mengasumsikan bahwa sub-unit protein
oligomerik memperoleh properti tidak untuk diisolasi bahwa. Enzim seperti itu
tidak disintesis sebagai zymogen yang tidak aktif, tetapi aktivitasnya dapat diatur
dengan cara yang jauh lebih tepat dengan penghambatan umpan balik;
dimungkinkan karena setiap protein oligomeri allostery,yaitu yang berbeda
interaksi situs. Beberapa contoh enzim oligomerik yang dipertimbangkan bawah,
untuk melihat apa keuntungan lain akibat dari asosiasi sub-unit.
5.2.2. Lactate Dehydrogenase
Vertebrata lactate dehydrogenase (LDH) adalah contoh dari enzim
oligomerik di mana setiap sub-unit memiliki fungsi yang sama, dalam hal ini
untuk mengkatalisasi reaksi:
CH3.CH.COZ + NAD+ = CH3.C.COZ + NADH + H+
OH L-laktat
piruvat
Seperti enzim yang ditemukan pada banyak spesies, adalah tetramer dari berat
molekul 140000. Namun, masing-masing sub-unit memiliki berat molekul sekitar
35.000, dua jenis, dari asam amino yang berbeda komposisi, ditemukan dalam
setiap spesies: M-bentuk, otot rangka dan lainnya t sebagian besar jaringan
anaerobik, dan sub-unit utama di hati. dua jenis sub-unit yang diproduksi oleh gen
terpisah. Setiap monomer adalah katalis inaktif, tetapi dapat menggabungkan
dengan orang lain dari jenis yang sama atau berbeda untuk produk enzim
tetramerik aktif. Semua gabungan dari H dan M sub-unit mungkin sama-sama
lima isoenzymes dari LDH bisa keluar :
H4, H3M, H, M2, HM3 dan M. (LDH-LDH, masing-masing)
Meskipun ini mengkatalisis reaksi yang sama, H dan sub – unit sehingga
dengan berbeda karakteristik (sifat-sifat HƏM, H2M dan HM3 menjadi penengah
antara dari H4 dan M4) yang memungkinkan isoenzim yang berbeda untuk
memainkan peran fisiologis yang berbeda.
Piruvat dapat dihasilkan dari karbohidrat, oleh glicolisis, atau dari asam
amino; dibawah kondisi anaerobik mungkin menjalani konversi LDH-dimediasi
menjadi laktat, tetapi ketika oksigen jika tersedia secara bebas, metabolisme
piruvat memasuki siklus asam trikarboksilat. Siklus asam trikarboksilat dan jalur
glikolisis yang penting dari sudut pandang membuat energi tersedia dalam bentuk
sel: kedua mengarah pada sintesis ATP, perantara penting dalam metabolisme
energi. Laktat hanya dapat dihasilkan dari piruvat dan dapat hanya
ddapat
dimetabolisme kembali ke piruvat.
Dibawah kondisi aerobik sebagian besar piruvat yang terbentuk disalurkan
ke dalam siklus asam trikarboksilat untuk memastikan produksi ATP yang
maksimal. Dengan demikian, jaringa yang memiliki suplai oksigen berlimpah dan
konstan biasanya tidak memerlukan banyak laktat produksi berlangsung dan
cenderung kaya di isoenzim H4: ini mengkonversi piruvat ke laktat pada
hubungan tingkat rendah, proses bahkan mungkin dihambat oleh piruvat. Namun,
jaringan tersebut mungkin memerlukan untuk memanfaatkan laktat (yang
diproduksi oleh tempat lain) sebagai substrat; ketika tingkat laktat yang tinggi,
memaksa reaksi dalam mendukung formasi piruvat untuk efek menghambat
piruvat pada H4.
Dibawah kondisi anaerob, siklus asam tricarboxylic tidak dapat beroperasi,
meninggalkan sel tergantung pada glikolisis untuk produksi ATP. Tanpa suplai
yang tetap dari NAD +, maka akan pecah atau rusak, tapi LDH- didiciptakan
konversi piruvat ke laktat dapat memastikan NAD bahwa + kadarnya tetap. Untuk
itu dalam jaringan dapat kekurangan oksigen,sebuah isoenzim LDH (M.) dengan
kapasitas tinggi untuk mengkonversi piruvat untuk laktat yang diperlukan. Laktat
yang diproduksi akhirnya menemukan jalannya ke jantung atau hati, melalui
aliran darah, dan pyruvate dirubah.
Hipotesis ini tidak sepenuhnya didukung oleh tersedia percobaan bukti:
misalnya, meskipun isoenzim M4 memiliki sejumlahomset yang tinggi dari H4
untuk piruvat konversi laktat, tetapi h sebagai afinitas rendah dari Hd untuk
substrat; juga, yang praisoenzim dominan dalam hati manusia adalah M4,
sedangkan pradominan dari H4 mungkin telah diharapkan dari hypothes aerobikanaerobik. Selain itu, ini hypothesa ini adalah tidak menjelaskan mengapa lima
(dan bukan hanya dua) isoenzim yang berbeda dibutuhkan, memungkinkan
masing-masing jaringan mengetik (atau jenis) yang sesuai dengan kebutuhannya.
Namun demikian, apa pun alasan yang tepat untuk kehadiran lima
isoenzim dari LDH dalamorganisme,jelas bahwa pengaturan enabling ini akan
dicapai dengan hanya duasub-u yang berbedanits(dandua gen) lebih efisien
daripada alternatif yang memungkinkan untuk memiliki lima isoenzim monomer
aktif yang berbeda (membutuhkan lima gen).
5.2.3. Lactose synthase
Kelenjar mammal lactose synthase adalah contoh enzim oligomerik di mana
tidak berfungsi sub-unit yang memodifikasi sifat setiap sub unit yang
fungsional.Enzim ini
diisolasi dari susu, yang terdiri dari dua sub-unit: salah
satunya adalah secara katalis adalah protein tidak aktif, & α-lactalbumin, hanya
ditemukan di kelenjar mammal ; yang lainnya adalah galactosyl transferase, suatu
enzim yang ada di sebagian besar jaringan.
Galactosyl transferase,dengan tidak adanya a-laktalbumin, mengkatalisis
reaksi:
UDP-galaktosa + N-acetylglucosamine = ZUDP + N-acetyllactosamine
Hal penting dalam synthesis komponen glikoprotein karbohidrat; Enzim juga
diproduksi dan disimpan dalamkelenjar mammal selama kehamilan, ketika kadar
a-laktalbumin rendah. Setelah kelahiran bayi, berkurangnya sintesis hormon
progesteron pada ibu menyebabkan peningkatan sintesis hormon luteotrofik
(prolaktin), merangsang produksi a-laktalbumin pada payudara dan susu. Ini
bergabung dengan galaktosil yang tersimpan transferase untuk membentuk laktosa
sintase, suatu enzim yang memfasilitasi produksi komponen laktosa dari susu
yang dibutuhkan untuk bayi yang baru lahir. Laktosa synthase catalyses reaksi:
UDP-galaktosa + glukosa = UDP + laktosa
Dengan demikian dapat dilihat bahwa terdapatnya a-lactalbumin sub-unit
mengubah spesifisitas enzim, menyebabkan terjadinya transfer galaktosa menjadi
glukosa daripada N-Acetylglucosamine. kemungkinan situs aktif enzim adalah
modifikasi sebagai akibat dari hubungan antara dua sub-unit.
5.2.4. Tryptophan Synthase
Tryptophan synthase E.coli adalah contoh enzim oligomer yang berisi dua
sub-unit fungsional yang berbeda. Reaksi katalis enzim yaitu:
indole-3-gliserol fosfat + L-serin-Ltryptophan
+ gliseraldehida-3-fosfat
Dipisahkan menjadi dua sub-unit, masing-masing berat molekul 29.000, dan
sebuah αϐ2, sub-unit dari molekul boboynya 90000. subunit b2 berdisosiasi
lanjut di hadapan 4 M urea untuk memberikan dua sub-unit B2, masing-masing
memiliki sebuah ikatan situs untuk fosfat koenzim pyrodoxal.
Mengisolasi sub-unit akan mengkatalisis reaksi:
indole-3-gliserol fosfat = indole + gliseraldehida-3-fosfat
yang terisolasi sub-unit B2 juga memiliki aktivitas katalitik, tetapi untuk reaksi:
indole+ L-serine -> L-tryptophan
Jadi, sub-unit synthase triptofan berbeda dapat dilihat untuk melisiskan
katalis terpisah dari bagian keseluruhan. Namun, laju reaksi parsial ini kurang
dari 5% laju reaksi yang dikatalisis oleh enzim a2B2 yang utuh. Juga, secara
signifikan, indol tidak dilepaskan dari enzim utuh. Oleh karena itu, jelas bahwa
oligomer memiliki tingkat organisasi yang tidak dimiliki oleh subterisolasi: unit
senyawa menengah, indol, diperoleh langsung dari situs aktif dari sub-unit dengan
ß sebuah sub-unit, yang mungkin dalam jarak dekat, untuk meningkatkan efisiensi
proses keseluruhan.
5.2.5. Piruvat Dehidrogenase
Piruvat dehidrogenase bakteri pada suatu sel hewan adalah contoh kompleks
multienzim. Inimenunjukkan jenis
origanisasi yang sama dengan tryptophan
synthase), tetapi pada skala yang lebih besar disarankan agar lebih kompleks
harus dilihat sebagai suatu sistem enzim terpisah.
Piruvat dehidrogenase memungkinkan piruvat untuk enter siklus asam
trikarboksilat, oleh perubahan katalis secara keseluruhan ke asetil-CoA:
Piruvat + CoASH + NAD + -> asetil-CoA + Co2 + NADH
Reed dan rekan (1968) telah menunjukkan bahwa enzim E. coli terdiri dari
sekitar 60 rantai polipeptida dan memiliki berat molekul sekitar 4600000. Tiga
katalis yang terpisah.
Kegiatan katalitik yang ada: piruvat dekarboksilase-dehidrogenase(E1)
sebagai piruvat dehidrogenase (lipoamide), dihidrolipoamide transasetilase (E2)
dan dihydrolipOAMide reduktase(E3).
Seluruh proses berlangsung dengan substrat terikat pada enzim, baik
langsung yaitu melalui kofaktor tiamin pirofosfat (TPP) dan lipoate. TPP
dikaitkan dengan E1, sementara sisi lain lipoate adalah kovalen terikat, oleh
keterkaitan amide, untuk residu lysyl dari E2. oleh karena itu kofaktor sebenarnya
lipoamide dari pada lipoat. Protein E2 mengandung gugus prostetik, FAD.
Kompleks enzim berdiameter sekitar 300 Å dan fitur-fiturnya telah
diamati dengan mikroskop elektron . Enzim memiliki struktur polyhedral, dengan
masing-masing sub unit muncul sekitar linkaran. kompleks ini diselenggarakan
bersama oleh non kovalen dan mungkin mudah menjalani disosiasi: pH basa pada
sub-unit E1, protein dapat dipisahkan dari dari E2 dan E3 protein; pada pH netral
dan konsentrasi tinggi urea tinggi, protein E2 dan E3 dapat dipisahkan satu sama
lain. Jika berbagai sub-unit dicampur bersama-sama pada pH netral dengan tidak
adanya urea, yang multi enzYME kompleks akan secara spontan akan berubah,
tetapi E1 dan E3 sub-unit akan tidak berikatan satu sama lain kecuali terdapat E2
. Tampak bahwa 24 sub-unit E2 membentuk inti ke kompleks, dengan susunan E
yang simetris, dan sub-unit E2 di sekitar inti ini; sepanjang masing-masing dari 12
tepi kubus adalah molekul E1, mungkin terdiri dari dua sub-unit, dan pada
masing-masing dari enam sisi kubus adalah molekul E3, sekali lagi mungkin
dimer. Hal tidak mungkin bahwa side rantai fleksibel. setiap lipoamide kofaktor
memungkinkan lipoyl untuk melakukan kontak dengan kelompok aktif pada
enzim yang berdekatan dan dengan demikian menghubungkan berbagai proses
yang terjadi.
RINGKASAN BAB 5
Protein monomer terdiri dari polipeptida rantai tunggal; Enzim oligomer
memiliki dua atau lebih rantai seperti itu. Hanya beberapa enzim, terutama
hidrolase yang monomer. Ini sering disintesis sebagai zymogens tidak aktif dan
bertindak sebagai aktivasi oleh pemotongan fragmen peptida.
Enzim ligomerik sering menjadi alosterik, terdapat tindakan merekayasa
vities yang diatur oleh umpan balik negatif. Berbagai kombinasi sub-unit yang
berbeda membentuk enzimoligomer dapat mengaktifkan untuk memperoleh
berbagai ekspresi. sub-unit berbeda dapat berikatan sehingga meningkatkan
efisiensi enzim, karena urutan reaksi dapat berlangsung tanpa merilis produk.
Hubungan tersebut yang paling terkenal di kompleks multi enzim.
Download
Random flashcards
Rekening Agen Resmi De Nature Indonesia

9 Cards denaturerumahsehat

Secuplik Kuliner Sepanjang Danau Babakan

2 Cards oauth2_google_2e219703-8a29-4353-9cf2-b8dae956302e

English Training Melbourne

2 Cards Einstein College of Australia

Dokumen

2 Cards oauth2_google_646e7a51-ae0a-49c7-9ed7-2515744db732

Create flashcards