enzim - Blog UB

ENZIM
Mikchaell Panjaitan S.Pi
APA ITU ENZIM ?
• 1800 Pencernaan daging oleh sekresi
lambung.Perubahan pati mjd gula oleh air liur
• 1850 LOUIS PASTEUR.Fermentasi gula mjd alkohol
oleh ragi dikatalis fermen dsb enzim (tdk dpt
dipisahkan dr sel ragi hidup)
• 1897 EDUARD BUCKNER. Berhasil mengekstrak
bentuk aktif sel ragi yi enzim ferment gula mjd alkohol
• 1926 Kristal urease ekstrak kacang tdr dari protein
shg semua ensim adalah protein. Richard Willstatter
(jerman) menentang kristal urease. Enzim adalah
senyawa BM rendah.Kristal urease adalah cemaran
• 1930 Isolasi proteolitik yaitu mengkristalan pepsin
dan tripsin (keduanya protein).
DEFINISI ENSIM
1. Protein yang mempunyai daya katalitik
spesifik
2. Protein pembeda non enzimatik katalis
3. Enzim adalah protein spesifik katalis
reaksi biologis (dsb biokatalis)
BEDA KATALIS DAN
BIOKATALIS
Katalis
Biokatalis
1.Senyawa
Logam
Protein
(Pt,Ni,Cu)
2.Pusat Aktif Negatip
Positip
3.Kerja
Tdk spesifik Spesifik
4.Sifat Dena Negatip
Positip
turasi
SISI AKTIF ENZIM
MOLEKUL SUBSTRAT
MOLEKUL AIR
MOLEKUL ENSIM
SISI AKTIF
7 nm
SISI AKTIF
• Pada sisi aktif ada 2 gugus
• 1. Gugus katalitik
• 2. Gugus pengikat
Protein <100 %+ Non protein (kofaktor)
ENZIM
PROTEIN 100 %
AKTIF
RUMUS DASAR REAKSI
ENZIMATIS
• E+S
ES + P
• Sebelum melakukan katalitik
• Enzim bergabung Substrat menjadi
ES.
• Tidak semua enzim dapat bergabung
substrat tapi hanya pada satu sisi yi
sisi aktip (tempat dimana E bergabung
S)
ENZIM
1. Hipotesis Emil Fisher 1894. Substrat dan ensim
hrs cocok supaya enzim dpt mengubah
substrat. Dikenal LOCK and KEY
2. KOAHLAND. Substrat masuk celah enzim mk
bagian itu mengatur sendiri shg substrat cocok
(terjadi perubahan geometrik pd protein
enzim). Dikenal teori INDUCED FIT
TEORI FISHER SIFAT KAKU
TEORI INDUCED FIT. CELAH ENZIM MAMPU
MENYESUAIKAN DIRI DENGAN SUBSTRAT
CELAH BAGIAN ENZIM ADALAH GUGUS FUNGSIONAL
YG SELALU TERLIBAT KEGIATAN ENZIMATIK
BAGIAN INI DSB SISI AKTIF
SISI AKTIF TDR SISI KATALITIK DAN SISI PENGIKATAN
FAKTOR YG MEMPENGARUHI KECEPATAN
REAKSI ENZIMATIK
•
•
•
•
•
•
1. KADAR SUBSTRAT
2. KADAR ENZIM
3. PH
4. SUHU
5. ZAT PENGHAMBAT
6. AKTIVATOR
KEAKTIFAN ENZIM
• 1. KUANTITATIF (LAJU REAKSI)
• 2. KUALITATIF (REAKSI KIMIA DNG
SUBSTRAT YG DPT DIKATALIS
ENZIM TERSEBUT)
• 3. SATUAN (UNIT ENZIM) ad jumlah
enzim yg mampu mengkatalis
perubahan 1 mikromol substrat
per menit pada kondisi tertentu
REAKSI ENZIMATIS
A
E1
B
E2
C
E3
D
Dalam sel hdp reaksi tdk berdiri sendiri tp terkait reaksi yg lain
Yg mrp satu mata rantai. Produk reaksi satu mrp substrat enzim
Berikutnya oleh enzim satu, A diubah mjd B (sebagai produk).
Zat B merupakan substrat enzim2 (E2) demikian seterusnya
ENZIM
1. Adalah biokatalisator yg mampu
meningkatkan kecepatan reaksi tanpa
merubah tetapan seimbang
2. Katalitik bekerja jika ada kofaktor yg
terdiri dari (gugus prostetik, koenzim,
logam)
REAKSI BIOKIMIAWI ADA 6
MACAM
• 1. OKSIDOREDUKSI
Enzimnya dsb oksireduktase. Bernomor 1
Enzim ini mampu mengoksidasi atau
mereduksi substrat dng memindahkan
hidrogen atau elektron.
• 2. TRANSFER
Enzim yg menstransfer gugus selain
hidrogen. Nomor dlm daftar 2
3. Hidrolisis
• Enzim hidrolase
• Reaksi ini terjadi lisis dng bantuan air
• Nomor urut 3
4. Liasi
Enzim Liase yg mhilangkan gugus dari substrat
dan membentuk ikatan rangkap pada substrat.
Enzim ini nomor urut 4.
5. ISOMERASI
• Enzim isomerase
• Enzim ini mempengaruhi isomer substrat
• Nomor urut 5
6. LIGASI
Ensim ligase. Enzim yg menggabungkan 2
mol substrat dng bantuan energi hidrolisis
pirofosfat (ATP). Nomor urut 6
HIDROLASE DIBAGI SUB
GOLONGAN
•
•
•
•
•
•
•
•
•
EC 3.1 Bekerja pd ikatan ester
EC 3.2 Ikatan glikosidik
EC 3.3 Ikatan eter
EC 3.4 Ikatan peptida
EC 3.5 Ikatan C-N lain
EC 3.6 Ikatan asam anhidrida
EC 3.7 Ikatan C-C
EC 3.8 Ikatan halida
EC 3.9 Ikatan P-N
AMILASE
• 1. ALFA AMILASE
• 2. BETA AMILASE
• 3. GLUKO AMILASE
SUB GOLONGAN ENZIM YG MECAH
IKATAN C-N PEPTIDA
Contoh mecah protein dsb proteolitik
Enzim yg menghidrolisis ikatan peptida jika karboksil
terminal bebas atau ggs NH2 bebas
• 1. Kelompok pertama dsb
karboksipeptidase
• 2. Kelompok kedua dsb
aminopeptidase
Keduanya msk EKSOPEPTIDASE
HEWAN : TRIPSIN, PEPSIN, RENIN
KHEMOTRIPSIN, KHATEPSIN.TUMBUHAN
PAPAIN, BROMELIN, FICIN msk
ENDOPEPTIDASE
Berdasarkan gugus fungsional sub gol enzim yg memecah
ikatan peptida dibagi
•
•
•
•
1. Protease serina
2. Protease sulfhidril
3. Protease logam
4. Protease asam
PROTEASE SERINA
• 1. Gugus aktif mgd serina
• 2. Dihambat DIISOPROPIL
FOSFOFLUORIDAT
3. Enzim yg termasuk
khimotripsin, tripsin, trombin,
elastase, subtilisin. Semua
termasuk endopeptidase
PROTEASE LOGAM
• 1. Tdr Karboksipeptidase A,B
Glisil-glisina dipeptidase,
Karnosinase dan Leusina
aminopeptidase
2. Termasuk eksopeptidase
3. Keaktifan tgt Logam Mg, Co,
Fe, Hg, Ni, Zn
4. Dihambat oleh EDTA (ethylene
diamine tetra acetic acid)
KARBOKSIPEPTIDASE A
• 1. Semua Residu AA kecuali
arginina, lisina, prolina
• 2. Sisi aktip mengandung logam
residu aa tirosil dan histidil
KARBOKSIPEPTIDASE B
Arginina atau lisina
PROTEASE ASAM
• Tdr enzim pepsin dan rennin
• pH optimal pepsin (2) rennin (4)
RENNIN
• Rennin pd anak sapi yg msh menyusu dlm btk
zimogen yi prorennin. Setelah dewasa tdk
menyusu tdk lagi produksi rennin
• pH 3,5 rennin autolisis
• Rennin mantap pH 5
• Rennin denaturasi pH diatas 6
PEPSIN
•
•
•
•
•
1. AA 321
2. BM 35000
3. ada 3 ikatan SS
4. ada 1 ikatan fosfat
5. Gugus fosfat terikat hidroksil Residu AA
serina
• 6. pH optimal 2
• 7. Menghidrolisis C-N yg Nnya
dimiliki Residu AA Fenilalanin,
tirosin, triptofan.
UTK MENGETAHUI AKTIVITAS
PROTEASE ASAM
• 1. Protein sbg substrat (kasein, hemoglobin) yg
didenaturasikan asam atau urea. Media reaksi
TCA
• Caranya Protein masuk TCA.Jk dimasuk enzim mk
tjd hidrolisis protein oleh ensim. Jmlh peptida lrt
TCA tgt kadar enzim dan wkt inkubasi. Perubahan
dibaca 280 nm.
• Selain TCA dpt dgnk ninhidrin utk mgt jum ikat
peptida terhidrolisis ninhidrin bereaksi aa bebas
memberi warna lembayung dibaca pada panjang
gelombang 570 nm
2. Substrat sintetik
• Mengandung ester, amida, atau ikatan
peptida. Contoh ester nitrophenil
• Hidrolisis ester ini dpt dibaca pada 400
nm pd pH >7
• pH <7 pada 340 nm
• Senyawa yg digunakan N benzoil L
arginina etil ester
CONTOH PROTEASE SERINA
KHIMOTRIPSIN
• 1. Mempunyai 246 residu AA
• 2. Mempunyai 5 gugus aktif (N terminal AA
Leusin 16, Residu aspartil 194, Residu
aspartil 102,
Residu seril 195 dan Residu histidil 57).
3. Dua ggs aktif pertama mengatur
konformasi sisi aktif. 3 berikutnya sbg katalitik
4. Tdk semua peptida dipecah khimotripsin hanya
aa aromatik (tirosin, fenilalanin, triptophan dan
aa hidrofobik metionin
CONTOH PROTEIN SERINA
TRIPSIN
• 1. Diekstrak dari pankreas
• 2. Bersifat endopeptidase
• 3. Tripsin sapi terdiri dari 233
residu asam amino
4. Stabil pada pH <6
5. pH optimal 3
6. Pemecah ikatan peptida antara
lisina dan arginina
CONTOH PROTEASE SERINA
ELASTASE
• 1. Menghidrolisis elastin yaitu
jaringan ikat btk serabut otot leher
• 2. Dibanding kolagen.elastin lebih tahan
panas,asam,basa
• 3. Diekstrak daripankreas dan mikroba
• 4. Terdiri 240 Res aa
• 5. Stabil pH <6.
• 6. pH 8 autolisis
• 7. Mampu mecah ikatan peptida
nonaromatik yg tdk bercabang
PROTEASE SULFHIDRIL
•
1. PAPAIN
a. BM 23000
b. JUMLAH AA 211
c. ADA 3 IKATAN DISULFIDA
d. ADA 2 GUGUS AKTIF
sisteina 25 dan histidina
158
e. pH optimal 6 dan 7,5
f. Suhu stabil 70 oC
g. Kemantapan turun pH <3 dan pH>11
h. Bisa dari getah pepaya, daun, batang, bunga, buah
i. Larut alkohol 70%
j. Tdk stabil mdh teroksidasi
2. FICIN
3. BROMELIN
• pH optimal ketiga enzim 6 dan 7,5
• Spesifikasi agak luas papain dan ficin
dalam menghidrolisis substrat Residu AA
L arginina, L lisina, glisina dan L sitrulina
• Utk bir tahan dingin
ENZIM
• Enzim merupakan senyawa organik
bermolekul besar yang berfungsi untuk
mempercepat jalannya reaksi metabolisme
di dalam tubuh tumbuhan tanpa
mempengaruhi keseimbangan reaksi
• Enzim tidak ikut bereaksi, struktur enzim
tidak berubah baik sebelum dan sesudah
reaksi tetap
• Enzim sebagai biokatalisator
• Bagian enzim yang aktif adalah sisi aktif dari
enzim
Tata nama enzim
• Enzim diberi nama sesuai dengan nama
substrat dan reaksi yang dikatalisis
• Biasanya ditambah akhiran ase
• Enzim dibagi ke dalam 7 golongan besar
Klas
Tipe reaksi
Oksidoreduktase
(nitrat reduktase)
memisahkan dan menambahkan elektron atau
hidrogen
Transferase
(Kinase)
memindahkan gugus senyawa kimia
Hidrolase
(protease, lipase,
amilase)
memutuskan ikatan kimia dengan penambahan
air
Liase
(fumarase)
membentuk ikatan rangkap dengan melepaskan
satu gugus kimia
Isomerase
(epimerase)
mengkatalisir perubahan isomer
Ligase/sintetase
(tiokinase)
menggabungkan dua molekul yang disertai
dengan hidrolisis ATP
Polimerase
(tiokinase)
menggabungkan monomer-monomer sehingga
terbentuk polimer
Susunan enzim
• Komponen utama enzim adalah protein
• Protein yang sifatnya fungsional, bukan
protein struktural
• Tidak semua protein bertindak sebagai
enzim
Enzim protein
sederhana
Protein
Enzim
Enzim
Konjugasi
Protein +
Bukan Protein
Protein = apoenzim
Organik =
Koenzim
Bukan protein =
Gugus prostetik
Anorganik = kofaktor
Contoh koenzim
1.
2.
3.
4.
5.
6.
NAD (koenzim 1)
NADP (koenzim 2)
FMN dan FAD
Cytokrom: cytokrom a, a3, b, b6, c, dan f
Plastoquinon, plastosianin, feredoksin
ATP: senyawa organik berenergi tinggi,
mengandung 3 gugus P dan adenin
ribose
Sifat enzim
• Enzim dibentuk dalam protoplasma sel
• Enzim beraktifitas di dalam sel tempat
sintesisnya (disebut endoenzim)
maupun di tempat yang lain diluar
tempat sintesisnya (disebut
eksoenzim)
• Sebagian besar enzim bersifat
endoenzim
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Enzim bersifat koloid, luas permukaan besar,
bersifat hidrofil
Dapat bereaksi dengan senyawa asam maupun
basa, kation maupun anion
Enzim sangat peka terhadap faktor-faktor yang
menyebabkan denaturasi protein misalnya suhu,
pH dll
Enzim dapat dipacu maupun dihambat aktifitasnya
Enzim merupakan biokatalisator yang dalam
jumlah sedikit memacu laju reaksi tanpa merubah
keseimbangan reaksi
Enzim tidak ikut terlibat dalam reaksi, struktur
enzim tetap baik sebelum maupun setelah reaksi
berlangsung
Enzim bermolekul besar
Enzim bersifat khas/spesifik
• Suhu: optimum 300C, minimum 0 0C, maksimum 40
• Logam, memacu aktifitas enzim: Mg, Mn, Co, Fe
• Logam berat, menghambat aktivitas enzim: Pb, Cu,
Zn, Cd, Ag
• pH, tergantung pada jenis enzimnya (pepsin aktif
kondisi masam, amilase kondisi netral, tripsin kondisi
basa)
• Konsentrasi substrat, substrat yang banyak mulamula memacu aktifitas enzim, tetapi kemudian
menghambat karena: penumpukan produk (feed
back effect)
• Konsentrasi enzim, peningkatan konsentrasi enzim
memacu aktifitasnya
• Air, memacu aktifitas enzim
• Vitamin, memacu aktifitas enzim
Penghambatan aktifitas enzim ada dua
tipe:
1. Kompetitif: zat penghambat
mempunyai struktur yang mirip dengan
substrat sehingga dapat bergabung
dengan sisi aktif enzim. Terjadi
kompetisi antara substrat dengan
inhibitor untuk bergabung dengan sisi
aktif enzim (misal feed back effect)
2. Non kompetitif: zat penghambat
menyebabkan struktur enzim rusak
sehingga sisi aktifnya tidak cocok lagi
dengan substrat
• Spesifik: hanya cocok untuk satu macam
substrat saja atau sekelompok kecil substrat
yang susunanya hampir sama dan fungsinya
sama
E5
A
E1
B
E2
E4
C
E3
D