Enzim enzim yang berperan dalam metaboli

MAKALAH BIOKIMIA

“ ENZIM – ENZIM YANG BERPERAN DALAM

METABOLISME ASAM AMINO DAN PROTEIN “

Oleh :

LUQMAN NUR HAKIM D1A140890

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS AL GHIFARI

KATA PENGANTAR Asallamualikum Wr. Wb

Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahNya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah tentang Enzim – Enzim yang Berperan Dalam Metabolisme Asam Amino dan Protein.

Makalah ini berisi tentang Enzim – Enzim yang Berperan Dalam Metabolisme Asam Amino dan Protein yang barkaitan dengan Mata Kuliah Biokimia. Hal-hal yang kami bahas dalam makalah ini menyangkut pengertian Metabolisme Asam Amino dan Protein, Enzim-Enzim yang berperan didalamnya, Kekurangan dan Kelebihan enzim dalam Proses tersebut. Kami berharap makalah ini dapat memberi manfaat bagi orang banyak.

Kami menyadari bahwa makalah ini banyak kekurangan. Oleh karena itu, kami siap menerima dan membangun kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan makalah ini.

Bandung, Januari 2016

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR...i

DAFTAR ISI...ii

BAB I PENDAHULUAN...3

1.1 Latar Belakang Masalah...3

1.2 Indentifikasi Masalah...4

BAB II PEMBAHSASAN...5

2.1 Metabolisme Asam Amino dan Protein...5

2.2 Proses Metabolisme Asam Amino dan Protein...5

2.3 Proses Pencernaan Protein...5

2.4 . Enzim – Enzim yang berperan dalam Metabolisme Asam Amino dan Protein...6

2.4.1 Aminopeptidase...7

2.4.2 Ubiquitin-Conjungating Enzyme...10

2.4.3 Karboksipeptidase A...11

2.5 Efek Kekurangan Enzim yang Berperan Dalam Metabolisme Protein dan Asam Amino...12

2.6 Efek Kelibihan Enzim yang Berperan Dalam Metabolisme Protein dan Asam Amino...13

BAB III KESIMPULAN...14

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Masalah

Suatu organisme hidup adalah rakitan menakjubkan dari reaksi kimia. Masing-masing reaksi seolah berjalan sendiri tapi memberi sumbangan untuk kehidupann organisme sebagai suatu kesatuan. Sel dalam tubuh tumbuhan mampu mengatur lintasan – lintasan metabolik yang dikendalikannnya agar terjadi dan dapat mengatur kecepatan reaksi tersebut dengan cara memproduksi suatu katalisator dalam jumlah yang sesuai dan tepat pada saat dibutuhkan. Katalisator inilah yang disebut dengan enzim.

Sebagai contoh proses metabolisme saat pembentukan urea yang nyatanya membutuhkan suhu tinggi yang tidak mungkin manusia miliki. Namun, karena adanya enzim yang merupakan katalisator biologis menyebabkan reaksi-reaksi tersebut berjalan dalam suhu fisiologis tubuh manusia, sebab enzim berperan dalam menurunkan energi aktivasi menjadi lebih rendah dari yang semestinya dicapai dengan pemberian panas dari luar. Kerja enzim dengan cara menurunkan energi aktivasi sama sekali tidak mengubah ΔG reaksi (selisih antara energi bebas produk dan reaktan), sehingga dengan demikian kerja enzim tidak berlawanan dengan Hukum Hess 1 mengenai kekekalan energi. Selain itu, enzim menimbulkan pengaruh yang besar pada kecepatan reaksi kimia yang berlangsung dalam organisme. Reaksi-reaksi yang berlangsung selama beberapa minggu atau bulan di bawah kondisi laboratorium normal dapat terjadi hanya dalam beberapa detik di bawah pengaruh enzim di dalam tubuh.

Enzim sendiri merupakan polimer biologik yang mengatalisis lebih dari satu proses dinamik yang memungkinkan kehidupan seperti yang kita kenal sekarang.

I.2 Indentifikasi Masalah

1. Apakah pengertian Metabolisme Asam Amino dan Protein ?

2. Enzim – Enzim apa saja yang berperan dalam Metabolisme Asam Amoni dan Protein? 3. Bagaimanakah efek dari kekuranagan enzim dalam Metabolisme Protein dan Asam Amoni? 4. Bagaimanakah efek dari kelebihan enzim dalam proses Metabolisme Protein dan Asam

BAB II

PEMBAHSASAN I.3 Metabolisme Asam Amino dan Protein

Metabolisme adalah Hasil reaksi biokimia yang terjadi dalam sel atau tubuh makhluk hidup yang muncul dari interaksi antara molekul-molekul dalam lingkungan sel yang teratur. Asam Amino dalam biokimia, istilah “asam amino” umumnya mengacu pada salah satu dari 20 jenis unit monomer yang paling umum digunakan untuk membangun protein. Protein adalah senyawa organik komplek berbobot molekul besar yang terdiri dari asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida.

I.4 Proses Metabolisme Asam Amino dan Protein

Sebagian besar zat makanan harus dipecahkan menjadi molekul-molekul yang lebih kecil terlebih dahulu sebelum diabsorpsi dari saluran pencernaan. Mekanisme ini disebut Proses Pencernaan.

Perubahan kimia dalam proses pencernaan dilakukan dengan bantuan enzim-enzim saluran pencernaan yang mengkatalisis hidrolisis :

 Protein menjadi asam amino;  Pati menjadi monosakarida;

 Triasilgliserol menjadi monoasilgliserol, gliserol dan asam lemak.

I.5 Proses Pencernaan Protein Proses Mengunyah :

1. Zat makanan yang mengandung protein masuk ke dalam mulut,

2. Masuk ke dalam lambung: Enzim pepsin bersama HCl mengubah protein asli menjadi proteosa dan pepton yang masih merupakan derivat protein yang agak besar,

sangat basa menetralkan asam dalam kimus → pH menjadi alkali (perlu untuk aktivitas enzim berikutnya),

4. Getah pankreas yang mengandung enzim tripsin & kimotripsin → mengubah protein asli, proteosa dan pepton menjadi polipeptida, Getah pankreas yang juga mengandung enzim peptidase:

 Karboksipeptidase → menghidrolisis ikatan peptida terminal pada ujung karboksil rantai polipeptida.

 Aminopeptidase & Dipeptidase → memecahkan ikatan peptida terminal pada ujung amino bebas rantai polipeptida.

5. Isi duodenum terus masuk ke dalam usus: Getah usus yang disekresi oleh kelenjar Brunner & Lieberkuhn juga mengandung enzim aminopeptidase & dipeptidase,

6. Proses hidrolisis peptida akan terus berlanjut sampai protein makanan hampir seluruhnya berubah menjadi asam amino penyusunnya,

7. Asam amino di absorpsi oleh mukosa usus halus dan, 8. Asam amino masuk ke dalam sirkulasi darah.

I.6 . Enzim – Enzim yang berperan dalam Metabolisme Asam Amino dan Protein Ada banyak enzim yang berperan dalam metabolisme asam amino dan protein, diantaranya :

 Pepsin  Tripsin  Kimotripsin

 Karboksi peptidase  Amino peptidase  Tripeptidase  Dipeptidase

 Ubiquitin-Conjugating Enzyme  Dan lain sebagainya.

I.6.1 Aminopeptidase

A. Nama Enzim

 Enzim aminopeptidase termasuk kedalam kelas hydrolases dengan nomor EC 3.4.11.9.

 Aminopeptidase banyak ditemukan pada kingdom hewan dan tanaman.

 Fungsi esensial dari Aminopeptidase yaitu untuk protein maturation serta degradasi peptida hormonal dan non-hormonal.

 Dalam reaksi enzimatis ini, akan terjadi reaksi pemutusan peptida menjadi peptida yang lebih pendek.

B. Klasikikasi Enzim

Aminopeptidase dapat diklasifikasikan berdasarkan :

 Jumlah asam amino yang diputus dari NH2 terminal substrat. co_{/ aminopeptidase,} diaminopeptidase .

 Efisiensi dari asam amino yang diputus dari suatu protein atau peptida. co_{/ Leucine} aminopeptidase, prolin aminopeptidase.

 pH optimum untuk aktivitasnya (basa, asam, atau netral).  Ion atau logam yang diikat pada enzim.

C. Struktur Kimia Enzim

 4 sub unit : A, B, C, D

 Kofaktor enzim adalah Ion Mn2+  440 residu asam amino.

D. Karakteristik Enzim

E. Mekanisme Kerja

 Menghidrolisis atau memutuskan suatu asam amino dari peptida.  Berat molekul enzim ini adalah 49.65 kDa.

 Residu yang berperan penting dalam katalisis adalah E383 dan H361.  Mekanisme reaksinya sebagai berikut :

 Inhibitor dari senyawa ini adalah bestatin.

I.6.2 Ubiquitin-Conjungating Enzyme

A. Nama Enzim

 Ubiquitin-berasal dari bahasa Latin yang berarti ditemui di mana-mana-juga suatu protein.

 Ubiquitin mampu mengenali molekul protein yang siap dihancurkan.

 Ubiquitin-Conjugating Enzyme (EC. 6.3.2.19).

B. Klasifikasi Enzim

 Ubiquitin Conjugating Enzymes(E2) tergolong kedalam keluarga

ubiquitin-conjugating enzyme family.

 Enzim ini diklasifikasikan kedalam kelompok ligase dan hanya ditemukan pada kelompok eukariot.

 E2 berperan penting dalam jalur ubiquitilasi pada proses proteolitik.

ubiquitin mengikat lysine

 Berdasarkan strukturnya enzim ini tersusun dari 4 buah α heliks; 4 antiparalel β sheet; 3 buah loop.

 Residu katalitik pada E2 adalah Cys 89 yang berada pada a-helix 1 dan a-helix 2

 Sedangkan yang berfungsi menstabilkan bentuk E2 saat berinteraksi dengan substrat dengan membentuk kompleks E1-ubiquitin adalah Asn 77.

D. Karakteristik Enzim

 Ubiquitin merupakan protein kecil yang ada di semua sel eukariot.

 Ubiquitin terdiri dari 76 asam amino dan mempunyai masa molekul hanya 8,5 kDa.

 Ubiquitin adalah sebuah marker/penanda pada protein yang akan dihidrolisis oleh proteosom.

E. Mekanisme Kerja

 Mekanisme katalitik E2 adalah ping pong, dengan substrat pertama adalah kompleks E1-ubiquitin dan substrat kedua adalah E3.

 Aminophenylarsenoxide dan N-ethylmaleimide adalah inhibitor untuk enzim ini.

 Inhibitor ini akan terikat cukup kuat pada Cys 89 pada residu katalitiknya.

A. Nama Enzim

Karboksipeptidase A (bahasa Inggris: carboxypolypeptidase; pancreatic

carboxypeptidase A; tissue carboxypeptidase A, carboxypeptidase A, CPA, EC 3.4.17.1).

B. Klasifikasi Enzim

 CPA terbagi menjadi CPA-1 sampai CPA-6

 CPA-1 eksopeptidase monomerik yang berperan serta menghambat zimogen,

 CPA-2 bekerja pada atom C dari residu dengan gugus aromatik.

 CPA-3 yang terdapat pada mastosit dan membentuk kompleks dengan proproteinase E untuk kemudian berfungsi sebagai metalloeksopeptidase pada granula sekretori.

 CPA-4 yang dapat berperan pada lintasan hiperasetilasi histon dan merupakan indikasi kanker prostat.

 CPA-5 dan CPA-6 yang memiliki banyak peranan dari pencernaan makananhingga beberapa biosintesis peptida neuroendokrin.

C. Struktur Kimia

 Karboksipeptidase dapat melepas asam amino yang memiliki gugus –COOH bebas pada ujung molekul protein.

 Enzim karboksipeptidase A adalah enzim karbokpeptidase yang melepaskan atom C dari gugus asam amino, namun sedikit atau tidak bereaksi dengan Asp, Glu, Arg, Lys dan Pro.

 Karboksipeptidase adalah enzim yang disintesis di pankreas dan disekresi ke dalam usus kecil.

 Enzim karboksipeptidase menghidrolisis peptida pertama atau ikatan amida pada karboksil atau C-terminal akhir protein dan peptida.

 Enzim karboksipeptidase memiliki kecenderungan kuat untuk asam-asam amino yang memiliki rantai hidrokarbon aromatik atau rantai bercabang.

I.7 Efek Kekurangan Enzim yang Berperan Dalam Metabolisme Protein dan Asam Amino Efek Kekurangan enzim :

 Menyebabkan gangguan pencernaan, yang selanjutnya akan terjadi gangguan penyerapan (mal absorbsi ).

 Jika seseorang kekurangan enzim protease ( enzim yang mengubahn protein menjadi asam amino ), orang tersebut mungkin akan mengalami perubahan suasana hati, sifat lekas marah atau kecemasan,

 Penyakit yang berhubungan dengan metabolisme asam amino ; Alkaptonuria (penyebab tidak adanya enzim homogentisat dioksigenase), Phenilketonuria ( tidak adanya enzim fenilalanin 4-monooksigenase atau fenilalanin hidroksilase ), Albino (tidak adanya enzim tirosin 3-monooksigenase )

Apabila enzim yang berperan dalam metabolisme protein dan asam amino berlebih maka akan menyebabkan jumlah dari protein meningkat. Hal tersebut dapat mengakibatkan berbagai macam gangguan, diantaranya :

 Menimbulkan beban yang sangat berat bagi hati dan ginjal  Kekurangan kalsium

 Kelebihan protein dapat menyebabkan kekurangan energi  Pankreasitis akut.

BAB II KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA

Kusuma, W. (1985). Metabolisme Energi, KArbohidrat dan Lipid. Bandung: ITB.

Murray Rk, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW,. (2003). Biokimia Harper, edisi XXV, Penerjemah Hartono Andry. Jakarta: EGC.

Poedjiadi, A., & F.M, T. (1994). Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: Universitas Indonesia (UI-Press).