Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai katalisator untuk mempercepat reaksi kimia dalam tubuh dengan menurunkan energi aktivasi. Enzim bekerja dengan cara mengikat substrat di sisi aktifnya dan menciptakan lingkungan yang memungkinkan terjadinya reaksi. Aktivitas enzim dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti pH, suhu, konsentrasi substrat, dan inhibitor.
2. Cakupan:
Definisi umum
Bagian penting dari enzim
Bagaimana enzim bekerja
Hubungan enzim ↔ substrat
Hubungan enzim ↔ inhibitor
Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja
enzim
Kinetika enzim
3. Definisi Umum
Dlm sistem biologi reaksi kimia
selalu memerlukan katalis. Tanpa
katalis sangat lama →
diperlukan Enzim yg berfungsi
sbg biokatalisator
ENZIM = protein yang berfungsi
untuk mempercepat reaksi dengan
jalan menurunkan tenaga aktivasi
dan tidak mengubah kesetimbangan
reaksi, serta bersifat sangat
spesifik.
4.
5. Katalis yg paling
efisien mampu
mempercepat reaksi
1020 kali lbh cepat
Enzim bersifat sangat
spesifik, baik jenis
reaksi maupun
substratnya ,
Tripsin
Trombin
6. Enzim tidak ikut bereaksi dgn substrat atau
produknya
Aktifitas dapat dikontrol sesuai dengan kebutuhan
organisme itu sendiri
Contoh : enzim yg mengkatalisis reaksi pertama
pada suatu siklus biosintesis biasanya di hambat
oleh produk akhirnya(feedback inhibition)
Beberapa enzim disintesis dlm btk tidak aktif. Dan
akan diaktifkan oleh kondisi dan waktu yang
sesuai (enzim allosterik) . prekursor yg tidak aktif
disebut zymogen
7. Tiga sifat utama enzim :
Kemampuan katalitiknya
Spesifisitas
Kemampuan untuk diatur (regulasi)
9. 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 anorganik yg dibutuhkan
enzim untuk melakukan fungsinya
Koenzim molekul organik (komplek) yang
dibutuhkan enziim untuk melakukan fungsinya
10.
11.
12. Gugus prostetik = Koenzim atau kofaktor
yang terikat sangat kuat bahkan terikat
dengan ikatan kovalen dengan enzim
Holoenzim = Enzim aktif lengkap dengan
semua komponennya
Apoenzim / apoprotein = Bagian yang
terdiri dari protein saja pada suatu enzim
Fungsi koenzim adalah sebagai karier
sementara dari gugus fungsional yg
berperan dalam reaksi enzimatis
13. Klasifikasi enzim
1. Oksido reduktase Pemindahan elektron
2.Transferase Pemindahan ggs fungsional
3.Hidrolase Reaksi hidrolisis(pemindahan
ggs fungsional ke air)
4. Liase Pemindahan ggs ke ikatan
ganda
5. Isomerase Pemindahan ggs di dalam mo
lekul menghasilkan isomer
6. Ligase Pembentukan ikatan C-C, C-
S
C-O dan C-N
14. Bagaimana enzim bekerja
Reaksi tanpa enzim:
Lambat
Membutuhkan suhu yang tinggi
Tekanan yang tinggi
Reaksi enzimatis
Enzim memberikan suatu lingkungan yg spesifik
di dalam sisi aktifnya, sehingga reaksi secara
energetik dapat lebih mudah terjadi
16. Perbedaan antara energi reaktan (fase awal) dgn
energi produk (fase akhir) selisih energi bebas
standar (ΔGº)
Agar reaksi berjalan
spontan, bagaimanakah
nilai ΔGº
17. Enzim mempercepat reaksi tetapi tidak mengubah
keseimbangan reaksi atau ΔGº
Kesetimbangan reaksi antara Reaktan dan produk
mencerminkan perbedaan energi bebas pada fase awal
18. Kecepatan reaksi tergantung energi aktifasi ΔGº≠
suatu pasokan energi dibutuhkan untuk mengawali suatu
reaksi
Energi aktifasi untuk reaksi yg dikatalis dengan ensim lebih
rendah dr reaksi tanpa ensim
Glukosa + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O ΔGº = -2880 kJ/mol
19. Enzim penting untuk menurunkan energi aktifasi untuk
memulai suatu reaksi
Enzim mengikat substrat menciptakan jalan reaksi yg
berbeda yg mempunyai fase transisi lebih rendah dbanding
reaksi tanpa enzim
Inti dr reaksi katalisis ikatan yg spesifik pd fase transisi
20. Substrat terikat interaksi nonkovalen
E + S ↔ ES ↔ EP ↔ E + P
Kekuatan enzim dlm mengkatalisis suatu reaksi
kemampuan enzim membawa substrat bersama-sama
pd orientasi yang tepat untuk terjadinya suatu reaksi
Substrat terikat pd sisi aktif yi cekukan pd protein yg
berisi asam amino yg penting untuk terjadinya suatu
reaksi kimia
21.
22. Karakteristik sisi aktif enzim
merupakan bagian kecil dari enzim (Mengapa
enzim harus memiliki ukuran besar?)
sisi aktif merupakan suatu cekukan yang
bersifat 3 dimensi. memberikan linkungan
mikro yg sesuai utk terjadinya suatu reaksi kimia
substrat terikat pada sisi aktif dengan interaksi /
ikatan yang lemah.
Spesifitas enzim dipengaruhi oleh asam amino
yg menyusun sisi aktif suatu enzim
24. Sisi aktif mempunyai 2 bagian yg penting:
Bagian yang mengenal substrat dan kemudian
mengikatnya
Bagian yang mengkatalisis reaksi, setelah
substrat diikat oleh enzim
Asam amino yang membentuk kedua
bagian tersebut tidak harus berdekatan
dalam urutan secara linear, tetapi dalam
konformasi 3D mereka berdekatan
25. Teori untuk menjelaskan kerja enzim:
Lock and Key analogy
Enzim memiliki struktur sisi spesifik yang cocok dengan
substrat.
Mampu menerangkan spesifitas ensim ttp tidak dapat
menerangkan stabilitas fase transisi ensim
Induced Fit theory
mempertimbangkan fleksibilitas protein, sehingga
pengikatan suatu substrat pada enzim menyebabkan
sisi aktif mengubah konformasinya sehingga cocok dgn
substratnya. dpt menerangkan fase transisi ES
komplek
27. Faktor-faktor yg mempengaruhi kerja
enzim
pH setiap enzim mempunyai pH optimum utk
bekerja.
contoh : pepsin pH 2, amylase pH 7.0
Temperatur setiap kenaikan suhu 10˚C
(sampai 40˚C), kecepatan reaksi naik 2 x lipatnya
dan reaksi terhambat dan berhenti pada 60˚C.
Mengapa?
[S] dan atau [E]
28. Kinetika Reaksi Enzimatis
E + S ES E + P
K1 K2
K-1
K1 : konstanta pembentukan ES komplek
K2 : konstanta konfersi ES komplek ke P
K-1 : konstanta konstan pemecahan ES komplek ke E
bebas
Enzim sangat efisien dalam mengkatalis suatu reaksi,
steady state (keseimbangan reaksi) segera dapat tercapai
apabila : Kecepatan pembentukan ES komplek sama
dengan kecepatan pemecahannya
29. K-1 + K2
= Km konstanta Michaelis
K2
Vmax [S]
V = Persamaan Michaelis-Menten
Km + [S]
30. Ketika kondisi diatur sehingga [S] = Km maka
Vmax [S]
V = dan V = Vmax / 2
[S] + [S]
32. Penghambatan Reaksi Enzimatis
Kerja enzim dapat dihambat secara reversible atau
irreversible
Irreversible pembentukan atau pemecahan ikatan kovalen
dalam enzim
Reversible suatu senyawa dapat terikat dan kemudian dpt
lepas kembali
Reversible inhibitor ini dpt dibagi :
competitive
non-competitive
un-competitive
33. penghambatan competitive
inhibitor bersaing dgn
substrat untuk terikat pd
sisi aktif
Biasanya inhibitor berupa
senyawa yg menyerupai
substratnya, & mengikat
enzim membentuk
komplek EI
krn terikat scr reversible
penghambatan nya
bias, yaitu ketika
ditambah substrat maka
penghambatan berkurang
34. penghambatan non-competitive
inhibitor terikat pada sisi lain dari
enzim (bkn sisi aktif)
jadi tidak memblok pembtkan
enzim-substrat komplek
Enzim mjd tidak aktif ketika
inhibitor terikat walau enzim
mengikat substrat
Inhibitor mengurangi konsentrasi
enzim yg aktif, sehingga
mempengaruhi Vmax –nya
35. Penghambatan un-competitive
Terikat pd sisi selain sisi
aktif enzim
Berbeda dgn non-
competitive inhibitor ini
hanya terikat pd ES
komplek
Sehingga tidak terikat pd
enzim bebas
Vmax berubah, dan Km juga
berubah
36. Enzim allosterik
Enzim allosterik mengalami perubahan konformasi sebagai
respon terhadap pengikatan modulator efektor
Enzim Allosterik biasanya lebih komplek dari enzim
nonalostrerik, enzim allosterik , memiliki sub unit lebih dari
satu
Memiliki satu atau lebih sisi allosterik / regulator untuk
mengikat modulator.
Seperti halnya substrat, setiap regulator memiliki sisi
pengikatan yang berbeda
Untuk enzim homotropik sisi aktif dan sisi regulator sama
37.
38. Aktivitas spesifik = jumlah produk yang
dihasilkan oleh suatu enzim pada waktu dan
kondisi tertentu per milligram enzim
Kecepatan reaksi = konsentrasi hilangnya
substrat (atau produk yg dihasilkan) per unit
waktu (mol L − 1s − 1)
Aktivitas enzim = mol yg dirubah per unit waktu
(kecepatan x volume reaksi)
Aktivitas enzim merupakan pengukuran jumlah
enzim yang ada
Unit SI = katal, 1 katal = 1 mol s-1 ↔ unit yg
sangat besar
1 unit enzim = 1 enzyme unit (EU) = 1 μmol
min-1 (μ = micro, x 10-6).
39. Aktivitas spesifik = mol yang dirubah per unit
waktu massa enzim ( akrivitas enzim/massa aktual
enzim yg ada). Unit SI = katal kg-1,→ unit yg lebih
praktis = μmol mg-1 min-1
Aktivitas spesifik = ukuran efisiensi enzim,
biasanya konstan untuk enzim murni
Jika aktivitas spesifik 100 % enzim murni
diketahui, kemurnian dapat dihitung
Jika % kemurnian adalah 100 % (aktivitas spesifik
sampel enzim/aktivitas spesifik enzim murni).
Sampel yang tidak murni memiliki aktifitas spesifik
yg lebih rendah ↔ beberapa kandungannya bukan
merupakan enzim /pengotoran
40. Peranan Enzim
1. Penyelidikan reaksi-reaksi metabolik dan
pengaturannya
2. Sebagai katalisator dalam industri yg
mensintesis hormon/antibiotik
3. Membantu dlm menegakkan diagnosa
krn kadar enzim pd keadaan patologik
tertentu dpt mengalami perub yg nyata
dlm darah ataupun jaringan, penyakit genetik
(endonuklease retriksi)
*. 4. Dalam pengolahan pangan, pertanian,
peternakan dan pd akv. Sehari-hari dirumah
41. Pembagian Enzim berdasarkan lokasinya
Enzim plasma fungsional:
Enzim atau proenzim tertentu terdapat
sepanjang waktu dlm sirkulasi individu normal,
substrat juga terdapat dlm sirkulasi dan
melakukan fungsi fisiologis dlm darah
Contoh: Lipoprotein lipase, pseudokolinesterse,
proenzim bekuan darah dan lisis bekuan darah
umumnya disintesis dlm hati, konsentrasi dlm
darah sama atau lebih tinggi dibandingkan dlm
jaringan
42. Enzim plasma non fungsional:
Tidak melakukan fungsi fisiologis dlm
darah
Substrat sering tdk ada dlm plasma
Konsentrasi dlm darah individu normal
berjutakali lebih rendah dibanding dlm
jaringan
43. LOKASI ENZIM
Dalam sel hati:
Enzim-enzim glikolisis→ sitoplasma
Enzim-enzim siklus asam sitrat → mitokondria,
sel pankreas, lambung dan saliva
Isozim : enzim yg mengkatalisa reaksi yg sama
tetapi sifat fisika dan kimia protein menunjukkan
perbedaan yg bermakna