PEMANFAATAN ENZIM DI B
IDANG DIAGNOSIS DAN PEN
GOBATAN
PEMANFAATAN ENZIM DI B
IDANG DIAGNOSIS DAN PEN
GOBATAN
•
Enzim merupakan biomolekul yang
mengkatalis reaksi kimia, hampir semua
enzim adalah protein.
•
Metabolisme merupakan sekumpulan reaksi
kimia yang terjadi dalam makhluk hidup
untuk menjaga kelangsungan hidup.
•
Reaksi-reaksi ini meliputi sintesis (molekul
kecil menjadi molekul besar (
anabolisme
).
bila mole kul besar menjadi molekul yang
lebih kecil (
Katabolisme
) .
•
Beberapa reaksi kimia tersebut antara lain
respirasi, glikolisis, fotosintesis pada
tumbuhan, dan protein sintesis.
FUNGSI DIAGNOSIK
• Enzim Plasma Fungsional:
• - LPL, Kholinesterase, proenzim • hemostasis.
• Enzim Plasma Non Fungsional:
• - AST=SGOT infark myokard, viral hepatitis • - ALT=SGPT infark myokard, viral hepatitis • - Amilase & Lipase pankreatitis
• - -Glutamil Transpeptidase liver diseases • - Laktat dehidrogenase penyakit jantung • - Acid Fosfatase kanker prostat
• - Alkali Fosfatase penyakit obstruksi pd hepar,
kelainan tulang
Pemanfaatan enzim
sebagai alat diagnosis
• Enzim untuk alat diagnosis secara garis besar dibagi dalam tiga kelompok:
• 1. Enzim sebagai petanda (marker) dari kerusakan suatu jaringan atau organ akibat penyakit tertentu. • Penggunaan enzim sebagai petanda dari
kerusakan suatu jaringan mengikuti prinsip bahwasanya secara teoritis enzim intrasel
seharusnya tidak terlacak di cairan ekstra sel dalam jumlah yang signifikan.
• Pada kenyataannya selalu ada bagian kecil enzim yang berada di cairan ekstra sel.
• Enzim untuk alat diagnosis secara garis besar
dibagi dalam tiga kelompok:
• 1. Enzim sebagai petanda (marker) dari kerusakan
suatu jaringan atau organ akibat penyakit tertentu.
• Penggunaan enzim sebagai petanda dari
kerusakan suatu jaringan mengikuti prinsip bahwasanya secara teoritis enzim intrasel
seharusnya tidak terlacak di cairan ekstra sel dalam jumlah yang signifikan.
• Pada kenyataannya selalu ada bagian kecil enzim
yang berada di cairan ekstra sel.
Lanjutnya
•
Keberadaan ini diakibatkan adanya sel yang
mati dan pecah sehingga mengeluarkan
isinya (enzim) ke lingkungan (ekstra sel),
namun jumlahnya sangat sedikir dan tetap.
•
Apabila enzim intra sel terlacak di dalam
cairan ekstra sel
dalam jumlah lebih
besar dari yang seharusnya
, atau
mengalami peningkatan yang
bermakna/signifikan, maka dapat
diperkirakan terjadi kematian (yang diikuti
oleh kebocoran akibat pecahnya membran)
sel secara besar-besaran
.
•
Keberadaan ini diakibatkan adanya sel yang
mati dan pecah sehingga mengeluarkan
isinya (enzim) ke lingkungan (ekstra sel),
namun jumlahnya sangat sedikir dan tetap.
•
Apabila enzim intra sel terlacak di dalam
cairan ekstra sel
dalam jumlah lebih
besar dari yang seharusnya
, atau
mengalami peningkatan yang
bermakna/signifikan, maka dapat
diperkirakan terjadi kematian (yang diikuti
oleh kebocoran akibat pecahnya membran)
sel secara besar-besaran
.
Kematian sel ini dapat diakibatkan oleh beberapa
hal, seperti keracunan bahan kimia (yang merusak tatanan lipid bilayer),
Kerusakan dari akibat senyawa radikal bebas,
infeksi (virus), berkurangnya aliran darah sehingga lisosom mengalami lisis dan
mengeluarkan enzim-enzimnya.
Atau terjadi perubahan komponen membrane
sehingga sel imun tidak mampu lagi mengenali sel-sel tubuh dan sel-sel asing, dan akhirnya menyerang sel tubuh (penyakit autoimun) dan mengakibatkan
kebocoran membrane.
Peningkatan aktivitas enzim renin menunjukkan
adanya gangguan perfusi darah ke glomerulus
ginjal, sehingga renin akan menghasilkan angiotensin II dari suatu protein serum yang berfungsi untuk
menaikkan tekanan darah
Kematian sel ini dapat diakibatkan oleh beberapa
hal, seperti keracunan bahan kimia (yang merusak tatanan lipid bilayer),
Kerusakan dari akibat senyawa radikal bebas,
infeksi (virus), berkurangnya aliran darah sehingga lisosom mengalami lisis dan
mengeluarkan enzim-enzimnya.
Atau terjadi perubahan komponen membrane
sehingga sel imun tidak mampu lagi mengenali sel-sel tubuh dan sel-sel asing, dan akhirnya menyerang sel tubuh (penyakit autoimun) dan mengakibatkan
kebocoran membrane.
Peningkatan aktivitas enzim renin menunjukkan
adanya gangguan perfusi darah ke glomerulus
ginjal, sehingga renin akan menghasilkan angiotensin II dari suatu protein serum yang berfungsi untuk
menaikkan tekanan darah
•
Peningkatan jumlah Alanin
aminotransferase (ALT serum)
hingga
mencapai seratus kali lipat (normal 1-23
sampai 55U/L) menunjukkan adanya infeksi
virus hepatitis.
•
Peningkatan sampai dua puluh kali dapat
terjadi pada penyakit mononucleosis
infeksiosa, sedang kan peningkatan pada
kadar yang lebih rendah terjadi pada
keadaan alkoholisme.
•
Peningkatan jumlah tripsinogen I (salah satu
isozim dari tripsin) hingga empat ratus kali
menunjukkan adanya pankreasitis akut, dan
lain-lain.
•
Peningkatan jumlah Alanin
aminotransferase (ALT serum)
hingga
mencapai seratus kali lipat (normal 1-23
sampai 55U/L) menunjukkan adanya infeksi
virus hepatitis.
•
Peningkatan sampai dua puluh kali dapat
terjadi pada penyakit mononucleosis
infeksiosa, sedang kan peningkatan pada
kadar yang lebih rendah terjadi pada
keadaan alkoholisme.
•
Peningkatan jumlah tripsinogen I (salah satu
isozim dari tripsin) hingga empat ratus kali
menunjukkan adanya pankreasitis akut, dan
lain-lain.
7
•
Untuk mempelajari hal harus diketahui letak
enzim:
• Berkaitan dengan FUNGSI ORGANEL SEL yang bersangkutan
1. ENZIM MITOKONDRIAL :
• Reaksi pengadaan energi, reaksi oksidasi yang menghasilkan energi
2. ENZIM RIBOSOMAL :
• Reaksi biosintesis protein
• 3. ENZIM INTI :
• Berkaitan dengan perangkat genetika
• 4. ENZIM LISOSIM :
• .Berkaitan dengan proses digestif intrasellular,
• .Destruksi hidrolitik bahan yang tak diperlukan sel
• 5. Enzim mikrosomal :
• . Reaksi hidroksilasi dalam sintesis hormon steroid
• .Metabolisme dan inaktivasi obat
•
•
•
LETAK ENZIM
Enzim Reagensia diagnosis
•
Sebagai reagensia diagnosis,
enzim
dimanfaatkan menjadi bahan untuk
mencari petanda (
marker
) suatu senyawa.
•
Dengan memanfaatkan enzim, keberadaan
suatu senyawa petanda yang dicari dapat
diketahui dan diukur berapa jumlahnya.
•
Kelebihan penggunaan enzim sebagai suatu
reagensia adalah pengukuran yang dihasilkan
sangat khas dan lebih spesifik dibandingkan
dengan pengukuran secara kimia. (enzin
terisolasi dan murni)
•
Enzim tsb mampu digunakan untuk mengukur
kadar
senyawa yang jumlahnya sangat
sedikit, serta praktis karena kemudahan
dan ketepatannya dalam mengukur
.
•
Sebagai reagensia diagnosis,
enzim
dimanfaatkan menjadi bahan untuk
mencari petanda (
marker
) suatu senyawa.
•
Dengan memanfaatkan enzim, keberadaan
suatu senyawa petanda yang dicari dapat
diketahui dan diukur berapa jumlahnya.
•
Kelebihan penggunaan enzim sebagai suatu
reagensia adalah pengukuran yang dihasilkan
sangat khas dan lebih spesifik dibandingkan
dengan pengukuran secara kimia. (enzin
terisolasi dan murni)
•
Enzim tsb mampu digunakan untuk mengukur
kadar
senyawa yang jumlahnya sangat
sedikit, serta praktis karena kemudahan
dan ketepatannya dalam mengukur
.
Contoh Proses hidrolisis
kreatin
9 H2O +
Kreatinin Kreatin
Kreatin Sarkosin +
NH3
H2O +
3.Sarkosin + H2O + O2
Contoh reaksi
1.Kreatinin + H2O
Kreatin
2. Kreatin + H2O Sarcosin
+ NH3 (gas)
3.Sarkosin + H2O + O2 Glizin +
Formaldehid + H2O2
4.H2O2 + TBHBA + 4-AAP Quinoneimin +
H2O
Reaksi Adanya NH
3
• Ureum+ H2O 2NH3 + CO2
NH3 + α-Ketoglutarat + NADH + H+ L-Glutamat + H2O +
NAD+
GLDH = Glutamatdehydrogenase , Adalah enzim
pere duksi yang dapat megubah alfa-ketoglutarat menjadi glutamat.
• Nikotinamidadenindinukleotid (NADH), enzim ini
dotor proton mengubah gugus aldehid dari ketoglutarat menjadi glutamat.
• Enzim tersebut mempunyai serapan maksikmum
pada lambda 240 nm dan 340 nm. Sehingga
jumlah kenaikan absorbsi akan setara kenaikkan kadar NH3.
Proses Redok NADH
Spektrogram NADH
Keterangan
•
Terjadi reaksi dari ketoglutarat
• Alfa ketoglutaratrat + NADH jadi glutarat dari slide 13
Terlihat bahwa serapan NAD pada lambda yang lebih panjang, karena strukturnya berubah
pada 248 nm, intensitas serapan ini setara dengan kadar keton yang direduksi.
Kejadian inim tidak hanya pada keto glutarat tetapi juga pada oksalo asetat menjadi maleat.
Penjelasan
Penyakit hepatitis dan SGOT
(
Succinate glutanate-oxaloacetic
transaminase)
• Hepatitis atau toksin yang berat dapat
menyebabkan peningkatan enzim dalam serum sampai 20X lipat. Pada peradangan awal
hepatitis, kadar GPT(glutamate –piruvate
transaminase) meningkat lebih awal dan lebih mencolok dibandingkan dengan GOT (Sacher
and Mc Pherson, 2000).
• Glutamat-oxaloacetic Transaminase (GOT) merupakan salah satu enzim transaminase. GOT atau biasa juga disebut AST (aspartate amino transferase) merupakan enzim
transaminase yang terutama terdapat
dalam hepar, meskipun juga terdapat dalam ginjal, jantung dan otot sketal.
Pengukuran Perubahan NADH dan
NAD
•
Dari contoh diatas ternyata perubahan
kadar NAD dan NADH dapat digunakan
untuk menge tahui perubahan metabolisme
karbohidrat.
•
Metabolisme dan katabolisme karbohidrat
ter sebut dapat bersifat rutin atau bersifat
over production, sehingga rasio NADH/NAD
dapat mengalami penurunan atau kenaikan.
•
Aktivitas NADH dan NAD sangat tergatung
banyak sedikitnya
keton body
(senyawa
keton yang terbentuk) lihat cantoh:
•
Dari contoh diatas ternyata perubahan
kadar NAD dan NADH dapat digunakan
untuk menge tahui perubahan metabolisme
karbohidrat.
•
Metabolisme dan katabolisme karbohidrat
ter sebut dapat bersifat rutin atau bersifat
over production, sehingga rasio NADH/NAD
dapat mengalami penurunan atau kenaikan.
•
Aktivitas NADH dan NAD sangat tergatung
banyak sedikitnya
keton body
(senyawa
keton yang terbentuk) lihat cantoh:
(6).
Xylulose 5-phosphate
is a key
regulator of carbohydrate and fat
metabolism
.
In mammalian liver X5P, involved in pentose phosphate pathway (production of NADH),
mediates the increase in glycolysis that follows an ingestion of a high-carbohydrate meal.
In mammalian liver X5P, involved in pentose phosphate pathway (production of NADH),
mediates the increase in glycolysis that follows an ingestion of a high-carbohydrate meal.
X5P
X5P Phosphoproteinphosphatase Phosphoproteinphosphatase PFK2/FBPase2PFK2/FBPase2 F2,6BPF2,6BP
activated
activated
glycolysis glycolysis Acetyl-CoA
Acetyl-CoA Fatty acid synthesis
Fatty acid synthesis
It was also found that X5P increased the synthesis of all the enzymes required for fatty acid synthesis.
High
NADH/NAD+ ratio
Low
NADH/NAD+ ratio
Cori cycle: the liver furnishes glucose to contracting skeletal muscle,
which derives ATP from the glycolytic conversion of glucose into lactate. Contracting skeletal muscle supplies lactate to the liver, which use it
to synthesize glucose.
Cori cycle: the liver furnishes glucose to contracting skeletal muscle,
which derives ATP from the glycolytic conversion of glucose into lactate. Contracting skeletal muscle supplies lactate to the liver, which use it
Glucose-alanine cycle
Figure 4. Ketone body formation (ketogenesis) in liver mitochondria
from excess acetyl CoA derived from the
-oxidation of fatty acids MITOCHONDRION (excess acetyl CoA) Hydroxymethylglutaryl CoA HMG-CoA synthase acetyl CoA CoA Acetoacetate HMG-CoA-lyase acetyl CoA -Hydroxybutyrate -Hydroxybutyrate dehydrogenase NAD + NAD H Acetone (non-enzymatic)
2 Acetyl CoA
Kompleks I (NADH Kompleks I (NADH dehidrogenase)
dehidrogenase)
terdiri atas
terdiri atas 43 rantai 43 rantai polipeptida memp
polipeptida mempununyyaiai FMN FMN (
(flavin mononu cleotide)
sbg gugus prostetik. Dan
sbg gugus prostetik. Dan
mengkatalis reaksi
mengkatalis reaksi
NADH + H
NADH + H++ + FMN <=> + FMN <=>
NAD
NAD++ + FMNH + FMNH 2
2
(Flavin adenosin dinucleotide (FAD)
Memp
Mempununyyai ai 6 pusat besi- 6 pusat besi-sulfur
sulfur
Kompleks I (NADH
Kompleks I (NADH
dehidrogenase)
dehidrogenase)
terdiri atas
terdiri atas 43 rantai 43 rantai polipeptida memp
polipeptida mempununyyaiai FMN FMN (
(flavin mononu cleotide)
sbg gugus prostetik. Dan
sbg gugus prostetik. Dan
mengkatalis reaksi
mengkatalis reaksi NADH + H
NADH + H++ + FMN <=> + FMN <=>
NAD
NAD++ + FMNH + FMNH 2
2
(Flavin adenosin dinucleotide (FAD)
Memp
Mempununyyai ai 6 pusat besi- 6 pusat besi-sulfur
sulfur
Mempunyai pusat besi-sulfur yang mentransfer
Mempunyai pusat besi-sulfur yang mentransfer
elektron d
elektron daarrii FMNH FMNH22 ke karier berikutnya yaitu ke karier berikutnya yaitu Coenzim Q
Coenzim Q
Kompleks I juga disebut
Kompleks I juga disebut NADH-coenzyme Q NADH-coenzyme Q reductase
reductase
karena elektron yg terlibat d
karena elektron yg terlibat daallaam reaksi ini m reaksi ini digunakan u
digunakan unnttuuk mereduksi koenzim Q k mereduksi koenzim Q Penghambat : am
Penghambat : amiital, rotenone dan piericidin Atal, rotenone dan piericidin A Mempunyai pusat besi-sulfur yang mentransfer
Mempunyai pusat besi-sulfur yang mentransfer
elektron d
elektron daarrii FMNH FMNH22 ke karier berikutnya yaitu ke karier berikutnya yaitu Coenzim Q
Coenzim Q
Kompleks I juga disebut
Kompleks I juga disebut NADH-coenzyme Q NADH-coenzyme Q reductase
reductase
karena elektron yg terlibat d
karena elektron yg terlibat daallaam reaksi ini m reaksi ini digunakan u
digunakan unnttuuk mereduksi koenzim Q k mereduksi koenzim Q Penghambat : am
Kompleks II (Suksinat dehidrogenase) Kompleks II (Suksinat dehidrogenase)
Merupakan enzim TCA yang terikat pada
Merupakan enzim TCA yang terikat pada
membran
membran
Merupakan titik masuknya FADH
Merupakan titik masuknya FADH22 yg yg
diproduksi oleh suksinat dehidrogenase
diproduksi oleh suksinat dehidrogenase
Elektron d
Elektron daarri i FADHFADH22 akan didonorkan keakan didonorkan ke ubiquinone
ubiquinone
Mempunyai pusat Fe-S
Mempunyai pusat Fe-S
Disebut juga sebagai enzim
Disebut juga sebagai enzim succinate- succinate-coenzyme Q reductase
Tes SGOT /ASAT
•
Glutamat Oksaloasetat Transaminase
(GOT)
•
= Aspartat Amino Transferase/ Aspartat
•
Transaminase (AST/ASAT)
•
Ditemukan
pada sel hati dan miokard,
muskuloskeletal, ginjal, pancreas, otak
dan eritrosit
•
Tujuan Tes:
•
Untuk
diagnosis dan evaluasi penyakit
hati dan penyakit jantung,
memantau
efek obat yang hepatotoksik dan
nefrotoksik
•
Glutamat Oksaloasetat Transaminase
(GOT)
•
= Aspartat Amino Transferase/ Aspartat
•
Transaminase (AST/ASAT)
•
Ditemukan
pada sel hati dan miokard,
muskuloskeletal, ginjal, pancreas, otak
dan eritrosit
•
Tujuan Tes:
•
Untuk
diagnosis dan evaluasi penyakit
hati dan penyakit jantung,
memantau
efek obat yang hepatotoksik dan
nefrotoksik
(Alkaline Phosphatase/ ALP)
• Alkali Fosfatase (Alkaline Phosphatase/ ALP)
terdistribusi luas di sepanjang membran permukaan sel yang aktif secara metabolis.
• Jaringan yang memperlihakan aktivitas ALP yang sangat tinggi adalah tulang, hati, usus, ginjal, leukosit dan plasenta.
• ALP dari berbagai organ ini mempunyai beberapa sifat fisika-kimia yang berbeda sehingga dengan pemeriksaan khusus dapat berdasarkan sumber organ dapat dibuktikan adanya (Sacher and Mc Pherson, 2000).
• ALP merupakan enzim yang mengkatalisis
hidrolisis ester fosfat dari gula alkohol, alkohol siklik, fenol, amina dan alkohol primer maupun
sekunder dalam suasana alkali, seperti yang
ditunjukkan pada reaksi (i)
• Monoester ortofosfat + H2O alkohol + ortofosfat
Prinsip pengukuran ALP
• Prinsip pengukuran ALP adalah aktivitas katalitiknya
pada media alkali dalam mentransfer gugus fosfat dari 4-nitrofenilfosfat ke air (H2O) dengan
membebaskan 4-nitrofenol, seperti yang ditunjukkan pada reaksi (ii).
• Pengukuran aktivitas ditentukan dengan kecepatan
pembentukan 4-nitrofenol pada 450 nm.
• p-nitrofenilfosfat + H2O fosfat + p
-nitrofenol (ii)
• ALP dapat naik moderat pada luka hepatoseluler.
Pada kondisi obstruksi salauran empedu
ekstrahepatik atau kolestatik ringan, level ALP bias meningkat sampai 5X normal.
• Etiologi hepar yang berhubungan dengan
peningkatan ALP antara lain obstruksi saluran
empedu ekstrahe patik, kolestatik
intrahepatik, sirosis billari primer dan luka hepatoseluler.
Lemak dan lipid
•
Lemak dan Lipid mempunyai fungsi
1.Cadangan /simpanan (storage lipid)
2.Sebagai struktural (penyusun
membran)
3.Lipid fungsional (sbg tanda /
signal,
kofaktor dan pigment
•
Asam lemak biasanya dalam bentuk
Ester
•
Triasilgliserol (TAG)/trigliserida
•
Ikatan rangkap yang sering ditemui di
alam adalah : cis bukan trans.
•
Biasa terletak pd C 9, 12, 15, keculi
arachidonat
Kegemukan Obisity
Beberapa jenis asam Lemak
Struktur asam lemak
31
Konsumsi Diet Lemak Tinggi
Konsumsi Diet Lemak Tinggi
Kadar LDL-kolesterol meningkat
Kadar LDL-kolesterol meningkat
LATAR BELAKANG
LATAR BELAKANG
PENYAKIT KARENA
PENYAKIT KARENA
LEMAK
LEMAK
Penyakit jantung koroner, Hiperurisemia,
Hiperkolesterolemia
Obesity/Kegemukan
Penyakit jantung koroner, Hiperurisemia,
Hiperkolesterolemia
Obesity/Kegemukan
Enzimatik
Enzimatik
Diagnosis
Diagnosis
Enzymatic oxidation
•
Enzymatic lipid oxidation
: involves
an enzyme catalyst, and gives very
specific stereo- and regiospecific
products.
,
•
Enzymatic lipid oxidation
: involves
an enzyme catalyst, and gives very
specific stereo- and regiospecific
Diagnosis Keberadaan
Asam lemak
Asam lemak biasanya diuji secara enzimatis
untuk mengetahui kadar trigleserida
darah
35
H3C-N N C6 H5
Struktur kimia kolesterol
(Lehninger, 1982)
36
Kolesterol merupakan lipid amfifilik dan
dalam keadaan demikian menjadi
komponen struktural penting yang
•
Kolesterol bebas dikeluarkan dari jaringan
oleh HDL dan kemudian diangkut ke
dalam hati untuk diubah menjadi asam
empedu.
•
Kolesterol merupakan penyebab utama
pembentuk batu empedu. Dan penyebab
timbulnya aterosklerosis pada
pembuluh-pembuluh arteri.
•
Sehingga menyebabkan penyakit
serobrovas tikuler, vaskuler perifer dan
koroner. Aterosklerosis berkaitan dengan
rasio perbandingan kolesterol HDL : LDL
plasma yang tinggi (Martin, dkk, 1997).
Efek Koleosterol
• Kalau dalam diet pada tikus percobaan hanya
terdapat 0,05% kolesterol, maka 70-80% kolesterol pada hati, usus halus, dan kelenjar adrenal, dan
lainnya akan disintesis dalam tubuh.
• Kalau dimasukkan kolesterol dalam makanan
dinaikkan sampai 2%, produksi endogen tersebut akan turun. Dan hail penelitian hanya sintesis
hepatik yang dihambat.
• Berbagai percobaan dengan hati yang diperfusi
telah menunjukkan bahwa sisa-sisa kilomikron yang kaya akan kolesterol dan diambil oleh hati
menghambat sintesis sterol. Koleosterol dibutuhkan oleh tubuh untuk prazat hormon steroid (300
mg/hari).
• Kalau dalam diet pada tikus percobaan hanya
terdapat 0,05% kolesterol, maka 70-80% kolesterol pada hati, usus halus, dan kelenjar adrenal, dan
lainnya akan disintesis dalam tubuh.
• Kalau dimasukkan kolesterol dalam makanan
dinaikkan sampai 2%, produksi endogen tersebut akan turun. Dan hail penelitian hanya sintesis
hepatik yang dihambat.
• Berbagai percobaan dengan hati yang diperfusi
telah menunjukkan bahwa sisa-sisa kilomikron yang kaya akan kolesterol dan diambil oleh hati
menghambat sintesis sterol. Koleosterol dibutuhkan oleh tubuh untuk prazat hormon steroid (300
mg/hari).
Menghitung koleosterol serum
Reaksi warna
•
Contoh
40 + H2O
CHE
kolesterol
+ H2O2 +O2
kolesteron
+ H2O2
P-klorfenol Fenilaminoantipirin
Penetapan kadar gula darah
oksidatif enzimatik
•
D-glukose
Enzim sebagai reagen
Enzim sebagai reagen
•
Contoh penggunaan enzim sebagai
reagen adalah sebagai berikut:
•
Uricase yang berasal dari jamur
Candida utilis
dan bakteri
Arthobacter
globiformis
dapat digunakan untuk
mengukur asam urat.
•
Pengukuran kolesterol
dapat
dilakukan dengan bantuan enzim
kolesterol-oksidase
yang dihasilkan
bakteri
Pseudomonas fluorescens
.
•
Pengukuran alcohol, terutama etanol
pada penderita alkoholisme dan
keracunan alcohol dapat dilakukan
dengan menggunakan enzim
alcohol dehidrogenase
yang
dihasilkan oleh
Saccharomyces
cerevisciae
, dan lain-lain.
Sebagai petanda pembantu dari
reagensia
3. Enzim sebagai petanda pembantu dari reagensia.
• Sebagai petanda pembantu dari reagensia, enzim
bekerja dengan memperlihatkan reagensia lain dalam mengungkapkan senyawa yang dilacak.
• Senyawa yang dilacak dan diukur sama sekali
bukan substrat yang khas bagi enzim yang digunakan.
• Selain itu, tidak semua senyawa memiliki
enzimnya, terutama senyawa-senyawa sintetis. Oleh karena itu, pengenalan terhadap substrat dilakukan oleh antibodi.
• Dalam hal ini enzim berfungsi dalam mem
perlihat kan keberadaan reaksi antara antibodi dan antigen. Contoh penggunaannya adalah sebagai berikut:
.
3. Enzim sebagai petanda pembantu dari reagensia.
• Sebagai petanda pembantu dari reagensia, enzim
bekerja dengan memperlihatkan reagensia lain dalam mengungkapkan senyawa yang dilacak.
• Senyawa yang dilacak dan diukur sama sekali
bukan substrat yang khas bagi enzim yang digunakan.
• Selain itu, tidak semua senyawa memiliki
enzimnya, terutama senyawa-senyawa sintetis. Oleh karena itu, pengenalan terhadap substrat dilakukan oleh antibodi.
• Dalam hal ini enzim berfungsi dalam mem
perlihat kan keberadaan reaksi antara antibodi dan antigen. Contoh penggunaannya adalah sebagai berikut:
.
Teknik imunoenzimatik
•
Pada teknik imunoenzimatik ELISA
(
Enzim Linked Immuno Sorbent Assay
),
antibodi mengikat senyawa yang akan diukur, lalu antibodi kedua yang sudah ditandai dengan enzim akan mengikat senyawa yang sama.
• Kompleks antibodi-senyawa-antibodi ini lalu direaksikan dengan substrat enzim, hasilnya
adalah zat berwarna yang tidak dapat diperoleh dengan cara imunosupresi biasa.
• Zat berwarna ini dapat digunakan untuk
menghi tung jumlah senyawa yang direaksikan. Enzim yang lazim digunakan dalam teknik ini adalah peroksi dase, fosfatase alkali,
glukosa oksidase, amilase, galaktosidase, dan asetil kolin transferase
•
Pada teknik imunoenzimatik ELISA
(
Enzim Linked Immuno Sorbent Assay
),
antibodi mengikat senyawa yang akan diukur, lalu antibodi kedua yang sudah ditandai dengan enzim akan mengikat senyawa yang sama.
• Kompleks antibodi-senyawa-antibodi ini lalu
direaksikan dengan substrat enzim, hasilnya
adalah zat berwarna yang tidak dapat diperoleh dengan cara imunosupresi biasa.
• Zat berwarna ini dapat digunakan untuk
menghi tung jumlah senyawa yang direaksikan. Enzim yang lazim digunakan dalam teknik ini adalah peroksi dase, fosfatase alkali,
glukosa oksidase, amilase, galaktosidase, dan asetil kolin transferase
•
Pada teknik EMIT
(
Enzim Multiplied
Immunochemistry Test
),
molekul kecil
seperti obat atau hormon ditandai oleh
enzim tepat di situs katalitiknya,
menyebabkan antibodi tidak dapat
berikatan dengan molekul (obat atau
hormon) tersebut.
•
Enzim yang lazim digunakan dalam teknik
ini adalah lisozim, malat dehidrogenase,
dan gluksa-6-fosfat dehidrogenase
•
Zat berwarna ini dapat digunakan untuk
menghitung jumlah senyawa yang
direaksikan.
Pemanfaatan enzim di bidang
pengobatan
Pemanfaatan enzim di bidang
pengobatan
•
Pemanfaatan enzim dalam pengobatan meliputi
penggunaan enzim sebagai obat, pemberian
senyawa kimia untuk memanipulasi kinerja
suatu enzim dengan demikian suatu efek
tertentu dapat dicapai (enzim sebagai sasaran
pengobatan), serta manipulasi terhadap ikatan
protein-ligan sebagai sasaran pengobatan.
•
1
. Penggunaan enzim sebagai obat
biasanya mengacu kepada pemberian enzim
untuk mengatasi defisiensi enzim yang
seyogyanya terdapat di dalam tubuh manusia
untuk mengkatalis rekasi-reaksi tertentu.
• Berdasarkan lamanya pemberian enzim
sebagai pengobatan, maka keadaan defisiensi enzim dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu keadaan defisiensi enzim yang bersifat
sementara dan bersifat menetap.
• Contoh keadaan defisiensi enzim yang bersifat
sementara adalah defisiensi enzim-enzim pencernaan.
• Seperti yang diketahui, enzim-enzim pencernaan
sangat beragam, beberapa di antaranya adalah
protease dan peptidase yang mengubah protein menjadi asam amino, lipase yang mengubah lemak menjadi asam lemak,
karbohidrase yang mengubah karbohidrat
seperti amilum menjadi glukosa serta nuklease yang mengubah asam nukleat menjadi
nukleotida. penggumpalan darah
• Berdasarkan lamanya pemberian enzim
sebagai pengobatan, maka keadaan defisiensi enzim dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu keadaan defisiensi enzim yang bersifat
sementara dan bersifat menetap.
• Contoh keadaan defisiensi enzim yang bersifat
sementara adalah defisiensi enzim-enzim pencernaan.
• Seperti yang diketahui, enzim-enzim pencernaan
sangat beragam, beberapa di antaranya adalah
protease dan peptidase yang mengubah protein menjadi asam amino, lipase yang mengubah lemak menjadi asam lemak,
karbohidrase yang mengubah karbohidrat
seperti amilum menjadi glukosa serta nuklease yang mengubah asam nukleat menjadi
nukleotida. penggumpalan darah
Defisiensi Enzim
•
Adapun yang bersifat menetap
menyebabkan banyak kelainan, yang
biasanya juga disebut sebagai kelainan
genetic mengingat enzim merupakan
protein yang ditentukan oleh gen.
•
Contoh kelainan akibat defisiensi
enzim antara lain adalah hemofilia.
•
Hemofilia adalah suatu penderita yang
mengalami kesulitan penggum palan
darah (cenderung untuk pendarahan)
akibat defisiensi enzim-enzim terkait
penggum palan darah.
•
Adapun yang bersifat menetap
menyebabkan banyak kelainan, yang
biasanya juga disebut sebagai kelainan
genetic mengingat enzim merupakan
protein yang ditentukan oleh gen.
•
Contoh kelainan akibat defisiensi
enzim antara lain adalah hemofilia.
•
Hemofilia adalah suatu penderita yang
mengalami kesulitan penggum palan
darah (cenderung untuk pendarahan)
akibat defisiensi enzim-enzim terkait
penggum palan darah.
•
Saat ini telah diketahui ada
tiga belas
faktor
, sebagian besar adalah protease
dalam bentuk proenzim, yang diperlukan
dalam proses peng gumpalan darah.
•
Pada penderita hemofilia,
terdapat
gangguan/defisiensi pada faktor VIII
(
Anti-Hemophilic Factor
), faktor IX, dan
faktor XI.
•
Kelainan ini dapat diatasi dengan
transfer
gen yang mengkode faktor IX.
•
Diharapkan gen tersebut dapat mengkode
enzim-enzim protease yang diperlukan
dalam proses penggumpalan darah
•
Saat ini telah diketahui ada
tiga belas
faktor
, sebagian besar adalah protease
dalam bentuk proenzim, yang diperlukan
dalam proses peng gumpalan darah.
•
Pada penderita hemofilia,
terdapat
gangguan/defisiensi pada faktor VIII
(
Anti-Hemophilic Factor
), faktor IX, dan
faktor XI.
•
Kelainan ini dapat diatasi dengan
transfer
gen yang mengkode faktor IX.
•
Diharapkan gen tersebut dapat mengkode
enzim-enzim protease yang diperlukan
dalam proses penggumpalan darah
Enzim Sebagai Sasaran
Pengobatan
• 2. Enzim sebagai sasaran pengobatan merupakan
terapi, senyawa tertentu digunakan untuk memodifikasi kerja enzim, sehingga efek yang merugikan dapat dihambat dan efek yang menguntungkan dapat dibuat.
• Berdasarkan sasaran terapi dibedakan mrnjadi: • Terhadap enzim sel individu menjadi
sasaran dan terapi terhadap enzim bakteri patogen yang menjadi sasaran.
• a) Sel individu sebagai sasaran kinerja
terapi, diguna kan senyawa-senyawa untuk mempengaruhi kerja suatu enzim sebagai penghambat kompetitif.
• 2. Enzim sebagai sasaran pengobatan merupakan
terapi, senyawa tertentu digunakan untuk memodifikasi kerja enzim, sehingga efek yang merugikan dapat dihambat dan efek yang menguntungkan dapat dibuat.
• Berdasarkan sasaran terapi dibedakan mrnjadi: • Terhadap enzim sel individu menjadi
sasaran dan terapi terhadap enzim bakteri patogen yang menjadi sasaran.
• a) Sel individu sebagai sasaran kinerja
terapi, diguna kan senyawa-senyawa untuk mempengaruhi kerja suatu enzim sebagai penghambat kompetitif.
•
Contoh penyakit adalah
Diabetes
Melitus
. Pada penyakit Diabetes Melitus,
senyawa yang diinduksikan adalah
akarbosa (
acarbose
).
•
Akarbosa akan bersaing dengan amilum
makanan untuk mendapatkan situs
katalitik enzim amilase (pankreatik
α-amilase) yang seyogyanya akan
mengubah amilum menjadi glukosa
sederhana.
•
Akibatnya reaksi tersebut akan
terganggu, sehingga kenaikan gula darah
setelah makan dapat dikendalikan.
Merupakan enzim yang mengatur pertukaran H
dan Na di tubulus ginjal, di mana H akan
terbuang keluar bersama urine, sedangkan Na akan diserap kembali ke dalam darah,
terjadilah penumpukan cairan.
Turunan sulfonamida, yaitu azetolamida
yang berfungsi menghambat kerja enzim
tersebut secara kompetitif sehingga pertukaran kation di tubulus ginjal tidak akan terjadi.
Ion Na akan dibuang keluar bersama dengan
urine. Sifat ion Na yang higroskopis
menyebabkan air akan ikut keluar bersamaan dengan ion Na.
Hal ini membawa keuntungan apabila terjadi
penum pukan cairan bebas di ruang antar sel (udem). Dengan kata lain senyawa azetolamida turut berperan dalam menjaga kesetimbangan cairan tubuh.
52
Enzim Renin-EKA dan
Angiosintase
.
•
Pengendalian tekanan darah diatur oleh
enzim renin-EKA dan angiosintase.
•
Enzim renin-EKA berperan dalam
menaikkan tekanan darah dengan
menghasilkan produk angiotensin II.
•
Sedangkan angiosintase bekerja terbalik
dengan mengurangi aktivitas angiotensin II.
•
Untuk menghambat kenaikan tekanan
darah, maka manipulasi terhadap kerja
enzim khususnya EKA dapat dilakukan
dengan pemberian obat penghambat EKA
(ACE Inhibitor).
55
Perubahan angiotensinogen
•Angiotensi I •
•( Sarsarkosin -
N-Metilglisin)
• Angiotensinogen merupakan 2-globulin suatu
Siklooksigenase
Mediator radang prostaglandin yang dibentuk
dari asam arakidonat melibatkan dua enzim,
yaitu siklooksigenase I dan II (cox 1 dan cox
II).
Ada obat atau senyawa tertentu yang
mempengaruhi kinerja cox 1 dan cox II
sehingga dapat digunakan untuk mengurangi
peradangan dan rasa sakit.(obat anti inflamsi)
Dengan menggunakan prinsip pengaruh
senyawa terhadap enzim, maka enzim yang
berfungsi untuk memecah AMP siklik (cAMP)
yaitu fosfodiesterase (PD) dapat dihambat
oleh berbagai senyawa, antara lain kafein
(trimetilxantin), teofilin, pentoksifilin, dan
sildenafil.
Teofilin dan Obat lain
•
Teofilin
digunakan untuk mengobati
sesak nafas karena asma.
•
Pentoksifilin
digunakan untuk
menambah kelenturan membran sel
darah merah sehingga dapat
memasuki relung kapiler.
•
Sildenafil
menyebabkan relaksasi
kapiler di daerah penis sehingga aliran
darah yang masuk akan bertambah
dan tertahan untuk beberapa saat.
Penyakit Kanker
• Kangker adalah penyakit sel ganas yang harus
dicegah penyebaran nya. Salah satu cara untuk mencegah penyebarannya adalah dengan
menghambat mitosis sel ganas.
• Seperti yang diketahui, proses mitosis memerlukan
pembentukan DNA baru (purin dan pirimidin). Pada pembentukan basa purin, terdapat dua langkah
reaksi yang melibatkan formilasi (penambahan
gugus formil) dari asam folat yang telah direduksi.
• Reduksi asam folat ini dapat dihambat oleh
senyawa ametopterin sehingga sintesis DNA menjadi tidak berlangsung.
• Selain itu penggunaan azaserin dapat
menghambat biosintesis purin yang membutuhkan asam glutamate. 6-aminomerkaptopurin juga
dapat menghambat adenilosuksi nase sehingga
menghambat pembentukan AMP (salah satu bahan DNA).
• Kangker adalah penyakit sel ganas yang harus
dicegah penyebaran nya. Salah satu cara untuk mencegah penyebarannya adalah dengan
menghambat mitosis sel ganas.
• Seperti yang diketahui, proses mitosis memerlukan
pembentukan DNA baru (purin dan pirimidin). Pada pembentukan basa purin, terdapat dua langkah
reaksi yang melibatkan formilasi (penambahan
gugus formil) dari asam folat yang telah direduksi.
• Reduksi asam folat ini dapat dihambat oleh
senyawa ametopterin sehingga sintesis DNA menjadi tidak berlangsung.
• Selain itu penggunaan azaserin dapat
menghambat biosintesis purin yang membutuhkan asam glutamate. 6-aminomerkaptopurin juga
dapat menghambat adenilosuksi nase sehingga
menghambat pembentukan AMP (salah satu bahan DNA).
•
Mitosis sel tumor membutuhkan DNA baru
(purin dan pirimidin baru).
•
Proses ini membutuhkan asam folat
sebagai donor metil yang dapat dibuat
oleh mikroorganisme sendiri dengan
memanfaatkan bahan baku asam
p
-aminobenzoat (PABA), pteridin, dan asam
glutamat.
•
Suatu analog dari PABA, yaitu sulfonamida
dan turunannya dapat dimanfaatkan
untuk menghambat pemakaian PABA
untuk membentuk asam folat.
•
Mitosis sel tumor membutuhkan DNA baru
(purin dan pirimidin baru).
•
Proses ini membutuhkan asam folat
sebagai donor metil yang dapat dibuat
oleh mikroorganisme sendiri dengan
memanfaatkan bahan baku asam
p
-aminobenzoat (PABA), pteridin, dan asam
glutamat.
•
Suatu analog dari PABA, yaitu sulfonamida
dan turunannya dapat dimanfaatkan
untuk menghambat pemakaian PABA
untuk membentuk asam folat.
Enzim Mikroorganisme
• a) Pada terapi tehadap enzim
mikroorganisme yang menjadi sasaran kerja,
digunakan prinsip bahwa enzim yang dibidik tidak boleh mengkatalisis reaksi yang sama atau
menjadi bagian dari proses yang sama dengan yang terdapat pada sel pejamu.
• Hal ini bertujuan untuk melindungi sel
pejamu, sekali gus meningkatkan spesifitas
terapi ini. Karena yang dibidik adalah enzim
mikroorganisme, maka penyakit yang dihadapi kebanyakan adalah penyakit-penyakit infeksi.
• Contoh terapi dengan menjadikan enzim
mikroorganis me sebagai sasaran kerja antara lain:
• Pada penyakit tumor, sel tumor dapat
dikendalikan perkembangannya dengan
menghambat mitosisnya.
•
b).Penggunaan antibiotika, juga berperan
dalam terapi. Contohnya adalah penisilin,
suatu antibiotik yang menghambat enzim
transpeptida se yang mengkatalisis dipeptida
D-alanil D-alanin sehingga peptidoglikan di
dinding sel bakteri tidak terbentuk dengan
sempurna.
•
Bakteri akan rentan terhadap perbedaan
tekanan osmotik sehingga gampang pecah.
•
Perbedaan mekanisme sintesis protein antara
mikroorganisme dan sel pejamu juga dapat
dimanfaatkan sebagai salah satu prinsip
terapi. Penggunaan antibiotika tertentu dapat
mengham bat sintesis protein pada
mikroorganisme.
Contohnya antara lain
•
Tetrasiklin
yang menghambat pengikatan
asam amino-tRNA pada situs inisiator
subunit 30S dari ribosom sehingga asam
amino tidak dibawa oleh tRNA.
•
Streptomisin
yang berikatan langsung
dengan subunit 50S dari ribosom sehingga
laju sintesis protein berkurang dan
terbentuk protein yang tidak semestinya
akibat kesalahan baca kodon mRNA.
•
Kloramfenikol
yang menyaingi mRNA
untuk duduk di ribosom
•
Neomisin B
yang mengubah pengikatan
asam amino-tRNA ke kompleks mRNA
ribosom.
Penyakit Kejiwaan
•
Pada penderita penyakit kejiwaan,
pemberian obat anti-depresi (senyawa)
inhibitor monoamina oksidase (MAO
inhibitor) dapat menghambat enzim
monoamina oksidase.
•
Kerjanya yang mengkatalisis oksidasi
senyawa amina primer yang berasal dari
hasil dekarboksilasi asam amino.
•
Enzim monoamina oksidase
sendiri
merupa kan enzim yang mengalami
peningkatan jumlah ada sel susunan
saraf penderita penya- kit kejiwaan.
Interaksi Protein-ligan I
•
c). Interaksi protein-ligan sebagai sasaran
pengobatan. Pengobatan dengan sasaran
interaksi protein-ligan mengacu kepada
prinsip interaksi sistem mediator-reseptor.
•
Bila mediator disaingi oleh molekul
analognya sehingga tidak dapat berikatan
dengan reseptor, sehingga efek dari
mediator tersebut tidak terjadi.
•
Contoh pengobatan dengan menjadikan
interaksi protein-ligan sebagai sasarannya
antara lain:
Interaksi Protein-ligan II
• Contoh pengobatan dengan menjadikan interaksi protein-ligan sebagai sasarannya antara lain:
• a) Pengendalian tekanan darah yang diatur oleh hormon adrenalin.
• Reseptor yang terdapat pada hormon adrenalin, yaitu α-reseptor dan β-reseptor dapat dihambat oleh senyawa-senyawa yang berbeda.
• Penghambatan pada β-reseptor dapat menim bulkan efek pelemasan otot polos dan
penurunan detak jantung. Obat-obatan yang
bekerja dengan cara tersebut dikenal sebagai β-blocker.
[
Daftar Pustaka
• 1] Wikipedia The Free Encyclopaedia. Enzim. [Online].
2009 March 16 [cited 2009 March 23]; Available from: URL:http://en.wikipedia.org/wiki/Enzim [2] Saunders. Kamus saku kedokteran Dorland. 25th ed. Jakarta: EGC;
1998. p. 388.
• [3]Wikipedia The Free Encyclopaedia. Metabolism.
[Online]. 2009 March 17 [cited 2009 March 25]; Available from: URL:http://en.wikipedia.org/wiki/Metabolism
• [4] Campbell N, Reece J, Mitchell L. Biologi. 5th ed.
Jakarta: Erlangga; 2002. p. 98-9. (Biologi; vol 1).
• [5] Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. 2nd
ed. Jakarta: EGC;2001. p. A4-5.
• [6] Sadikin M. Seri biokimia: biokimia enzim. Jakarta:
Widya Medika; 2002.
• [7] Wikipedia The Free Encyclopaedia. Digestive enzim. [Online]. 2009 March 23 [cited 2009 March 24]; Available from:
URL:http://en.wikipedia.org/wiki/Digestive_enzim
• [8] Kay MA. Hepatic gene therapy for Haemophilia B.
Haemophilia [serial online] 2003 Feb 6 [cited 2009 Mar 24];4(4):[389-92].Available from: URL:
http://www3.interscience.wiley.com/journal/11913520 9/abstract?CRETRY=1&SRETRY=0
• [9] Wikipedia The Free Encyclopaedia. Acarbose.
[Online]. 2009 Feb 6 [cited 2009 March 24]; Available from: URL:http://en.wikipedia.org/wiki/Acarbose
• [10] Gilman A. The Mechanism of Diuretic Action of of
the Carbonic Anhydrase Inhibitors [serial online] 2006 Dec 19 [cited 2009 Mar 24];71(Chlorothiazide and
Other Diuretic Drugs):[355-62].Available from: URL:http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/119770370/PDFSTART
