Mikchaell Panjaitan S.Pi ENZIM

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 ENSIM

SISI AKTIF

MOLEKUL AIR MOLEKUL SUBSTRAT

7 nm

SISI AKTIF

• Pada sisi aktif ada 2 gugus

• 1. Gugus katalitik

• 2. Gugus pengikat

ENZIM Protein <100 %+ Non protein (kofaktor)

AKTIF PROTEIN 100 %

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 B C D

E1 E2 E3

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 Enzim protein sederhana

Protein +

Bukan Protein

Protein = apoenzim

Enzim Konjugasi

Bukan protein = Gugus prostetik

Organik = Koenzim

Anorganik = kofaktor

Contoh koenzim

1. NAD (koenzim 1) 2. NADP (koenzim 2) 3. FMN dan FAD

4. Cytokrom: cytokrom a, a3, b, b6, c, dan f 5. Plastoquinon, plastosianin, feredoksin

6. 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. Enzim bersifat koloid, luas permukaan besar, bersifat hidrofil

2. Dapat bereaksi dengan senyawa asam maupun basa, kation maupun anion

3. Enzim sangat peka terhadap faktor-faktor yang menyebabkan denaturasi protein misalnya suhu, pH dll

4. Enzim dapat dipacu maupun dihambat aktifitasnya 5. Enzim merupakan biokatalisator yang dalam

jumlah sedikit memacu laju reaksi tanpa merubah keseimbangan reaksi

6. Enzim tidak ikut terlibat dalam reaksi, struktur

enzim tetap baik sebelum maupun setelah reaksi berlangsung

7. Enzim bermolekul besar

8. 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 mula- mula 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

A E1 B E2 C E3 D

E4

E5