4 pharmacy n from pharmacy

1. ENZIM
Slamet Priyanto
Fakultas Biologi
UNSOED

2. ENZIM
Enzim  biomolekul protein kompleks yang
berfungsi mempercepat reaksi (biokatalis)
Enzim memiliki fungsi katalitik yang luar biasa
di dalam sel karena:
(1) spesifisitasnya sangat tinggi terhadap
substratnya
(2) berfungsi di dalam larutan encer pada suhu
dan pH normal.

3. Semua enzim murni  berstruktur protein  aktivitas
katalitiknya tergantung pada integritas
strukturnya sebagai protein  enzim memiliki fungsi
katalitik tergantung pada keutuhan struktur primer,
sekunder dan tersier protein

4. Konformasi protein enzim dipertahankan oleh ikatan disulfida dan
oleh gaya non kovalen seperti gaya Van der Waals, ikatan
hidrogen, gaya elektrostatik, dan interaksi hidrofobik

5. SPESIFITAS ENZIM TERHADAP SUBSTRAT
1. SPESIFITAS SECARA ABSOLUT (beberapa enzim memiliki
spesifisitas yg hampir absolut bg substrat tertentu dan tidak akan
bekerja terhadap molekul yg amat serupa)
COO- COO-
C H Fumarat (ikatan C H Maleat (ikatan
ganda trans) ganda sis)
H C C H
COO- COO-
+
NH4+
aspartase COO-
COO -
H C NH +
3
+
H3N C H CH2 D-Aspartat
L-Aspartat
CH2 COO-
COO-

6. Enzim ini bekerja pd berbagai senyawa yg memiliki ciri struktural yg
sama
khimotripsin : enzim yg menghidrolisa ikatan peptida dan peptida
sederhana, ttp hanya memotong ikatan peptida dg ggs karbonil yg
berasal dr asam amino yg memiliki cincin aromatik yaitu residu
triptofan, tirosin & phenilalanin
Gugus hidrofobik Ikatan asil yang +
NH3 R
pengarah rapuh
R CH2CHC NHCHCOO- Peptida
CH C +X Molekul O
substrat
O +
NH3
CH2CHC NH2 Amida
R
O
CH C +X
+
O NH3
Sisi
pengarah Sisi CH2CHC OCH3 Ester
katalistik O
Molekul khimotripsin

7. ENZIM ( protein konyugasi ) : → asam amino + bukan asam
amino
Protein konyugasi terdiri dari :
1. Protein = apoenzim (tersusun dr residu2 asam amino) dan
mengandung sisi aktif / sisi katalitik
2. Non protein (gugus prostetik)
 Organik (koenzim) : vitamin2 yg larut dalam air kecuali vit C
Fungsi;
a. mengenal substrat
b. sebagai akseptor dan karier (pembawa) gugus yg dilepaskan
oleh enzim
AH2 + NAD+  A + NADH + H+ dikatalis oleh dehidrogenase (DH)
Selanjutnya NADH akan membawa H+ (eguivalen hidrogen / ekuivalen
pereduksi) ke aseptor berikutnya.
 anorganik (Kofaktor) : Ion2 logam.
Fungsinya:
a. mempertahankan konformasi protein enzim
b. terlibat dl proses katalitik
Haloenzim : struktur sempurna enzim (apoenzim + koenzim/kofaktor)

8. Apakah yang dimaksud sisi aktif

9. Karakteristik sisi
aktif enzim
• merupakan bagian kecil dari enzim
• 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

10. Gugus kimia yang terlibat dalam pengikatan substrat
Asam amino pada sisi aktif Gugus reaktif
serin H
E-C-OH
H
Aspartat O
E-CH2-C-OH
Sistein E-CH2-SH

11. Beberapa ion logam yang berperan dalam aktivitas enzim
Beberapa Enzim Mengandung atau memerlukan Unsur Anorganik
Esensial sebagai Kofaktor
Fe2+ atau Fe3+ Oksidase sitokhrom
Peroksidase
Cu2+ Oksidase sitokhrom
Zn2+ Polimerase DNA
Dehidrogenase alkohol
Mg2+ Heksokinase
Mn2+ Arginase

12. Peranan logam dalam fungsi
katalitik enzim
substrat
apoenzim kofaktor Enzim-kofaktor
Produk +
enzim Kompleks enzim-
substrat
Kompleks Enz-substrat

13. PENGGOLONGAN ENZIM
Klasifikasi secara sederhana adalah substrat + ase
Karbohidrase, protease, lipase.
Dg ditemukannya beberapa enzim seperti:
 Pepsin  pepsis (pencernaan) + in
 Ptialin (amilase air liur)  ptualon (liur)
 tripsin : ikatan peptida dgn gugus karboksil yg ada residu
lisin atau arginin  thrupsin (melunakan)
 Papain: protease dari getah pepaya (Carica papaya)
 Bromelin: protease dari nanas (Ananas comucus)  termasuk
golongan Bromeliaceae)
 Emulsin : enzim yang mampu memecah glikosida pada senyawa
amigdalin
Klasifikasi sederhana tdk sesuai lagi.
Penamaan enzim ada 2 bagian:
nama pertama : menunjukkan substrat
Nama tertakhir : nama reaksinya dengan penambahan kata “ase”

14. Klasifikasi menurut CIUB (Commisi International Union
of Biochemistry) berdasarkan reaksi yg dikatalisis

15. Masing enzim mempunyai kode sistematika yaitu EC:
A.B.C.D
Digit 1 (A) : kelas utama enzim
Digit 2 (B) : sub kelas
Digit 3 (C) : sub sub kelas
Digit 4 (D): nomor enzim yg bersangkutan pd sub-
sub kelas
Contoh: ATP + D-glukosa  ADP + D-glukosa 6P
ENZIMNYA????
Nomor golongan : E. C. 2. 7. 1. 1

16. DUA MODEL INTERAKSI ENZIM
SUBSTRAT
A .MODEL LOCK AND KEY ( Emil Fisher )
SISI AKTIF ENZIM BEBAS SEJODOH
DENGAN BENTUK SUBSTRAT

17. B. MODEL INDUCED FIT (D. KOSHLAND)
Model kesesuaian
terinduksi pada
interaksi
ES.Enzim
berubah bentuk
ketika mengikat
subtrat. Situs
aktif yang baru
mengambil
bentuk yang
sejodoh dengan
substrat hanya
sesudah substrat
diikat

18. Bagaimana enzim bekerja
 Satu substrat
Contoh E + S  ES  P + E
 ENZIM → DUA SUBSTRAT
1. REAKSI BERGANTI TUNGGAL
A+B→ C+D
kedua substrat A & B terikat pd enzim dlm urutan yg
khusus atau secara acak
A
A
E E
Sisi aktif
B A BA
E E
BA
E E +C+D

19. 2. REAKSI BERGANTI GANDA (Reaksi pingpong)
A X + B → A + B X
AX
AX X A
E E E
B X BX BX
E E E

20. Kinetika reaksi
 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

21. Enzim  mempercepat reaksi tetapi tidak mengubah
keseimbangan reaksi atau ΔGº (selisih energi bebas
standar) Perbedaan antara energi reaktan (fase
awal) dgn energi produk (fase akhir)
Energi bebas:energi kinetik yg masih dpt digunakan u
melakukan kerja (G)
Kesetimbangan reaksi antara Reaktan dan produk
mencerminkan perbedaan energi bebas pada fase awal

22. • Kecepatan reaksi tergantung energi aktivasi ΔGº≠
• energi aktivasi suatu reaksi : jumlah energi dalam kalori yang
diperlukan untuk membawa semua senyawa pada suhu tertentu
menuju keadaan transisi
•Keadaan transisi : kondisi saat semua zat yg akan bereaksi saling
bertumbukan,
Enzim  berikatan dg substrat  kompekls ES . Pada reaksi non
enzim pembentukan ES membutuhkan energi aktivasi yg lebih
besar dr pd reaksi enzimatis.

23. KINETIKA KATALISIS ENZIMATIK
Laju reaksi enzimatik sederhana : Kinetika Michaelis Menten
E + S ⇔ ES
ES ⇔ P + E
Vmaks C
Kecepatan B V maks
½
awal
A
KM
Konsentrasi
substrat, M
Gambar : pengaruh konsentrasi substrat tehadap kecepatan awal rx
enzimatik (Michaelis-Menten)

24. Vmaks [S]
Vo = Persamaan Michaelis-Menten
K M + [S]
Vo = kecepatan awal pada konsentrasi substrat [S]
V maks = kecepatan maksimum
KM = tetapan Michaelis-Menten enzim bagi substrat tertentu
KM atau tetapan Michaelis Menten :
A. kons. substrat tertentu pd saat enzim mencapai ½ kecepatan
maksimumnya
B. KM adalah menunjukkan afinitas enzim terhadap substrat
KM > ENZIM MENGIKAT S DGN LEMAH
KM < ENZIM MENGIKAT S DGN KUAT
PENENTUAN KM DGN PERS. MM → DUGAAN

25. PERS. LB (LINEWEAFER-BURK) MERUPAKAN PERSAMAAN
KEBALIKAN GANDA→ KM DGN TELITI
Vmaks [ S] 1 K M +[S]
Vo = =
K M + [ S] Vo Vmaks [S]
1
=
KM
+
[S]
Vo Vmaks [ S] Vmaks [ S]
1 KM 1 1
= +
Vo Vmaks [ S ] Vmaks

26. Kurva Lineweaver-Burk.

27. Faktor-faktor yang mempengaruhi
kerja enzim
A. Konsentrasi enzim
Aktivitas enzm
Konsentrasi enzim

28. B. Konsentrasi substrat
Konsentrasi
substrat
S+E ES E+P
Rendah
Hampir
jenuh
Jenuh
berlebih

29. C. pH
ENZIM MEMILIKI pH OPTIMUM YG KHAS
1. Protein enzim dpt mengalami denaturasi pd pH
ekstrim tinggi atau rendah
Perubahan pH
Protein asli Protein terdenaturasi atau membuka

30. 2. Perubahan status muatan pada enzim dan atau
substrat
Enzim bermuatan negatif (Enz-) yang bereaksi dengan substrat
bermuatan positip (SH+)
Enz- + SH+  EnzSH
 Pada pH yang rendah, Enz mengalami protonasi dan
kehilangan muatan negatifnya:
Enz- + H+  EnzH
 Pada pH yang tinggi, SH+ mengalami ionisasi dan kehilangan
muatan positifnya
SH+  S + H+
konsentrasi efektif Enz- dan SH+ kecepatan reaksi

31. d. ZAT PENGHAMBAT (inhibitor)
 ZAT PENGHAMBAT IALAH SUATU SENYAWAAN, ION, LOGAM, YG
MENGHAMBAT AKTIVITAS KERJA ENZIM
 SENYAWA PENGHAMBAT ENZIM
– SPESIFITAS ENZIM
– SIFAT-SIFAT ALAMIAH GGS FUNGSIONAL PD SISI AKTIF
– MEKANISME AKTIVITAS KATALITIK

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. Ireversibel:
Diisoprofilfluoro
fosfat (DFP),
yang
menghambat
Asetilkolin
esterase, yang
penting dalam
transmisi
impuls syaraf

34. Enzim
CH2 Gugus R dari residu
SH
sistein esensial
+
I
H C H Iodoasetamida
C O
NH2
HI
Enzim
CH2
S Enzim yang mengalami
H C H modifikasi kimiawi (in-aktif)
C O
NH2

35. 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

36. Reaksi dehidrogenase suksinat dan penghambatan
kompetitifnya

37. Struktur dan kerja obata-obatan sulfa. Bakteri yang
menggunakan obatan-obatan sulfa untuk
biosintesis asam folat mati karena kekurangan
asam folat
Kebanyakan
dasar kerja dari
obat adalah
bahwa semua
binatang tingkat
tinggi dan banyak
m.o kekurangan
kemampuan
untuk melakuka
sintesis senyawa2
organik
(metabolit) yang
penting tertentu.
Obat2an tersebut
antimetabolit

38. 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

39. penghambatan non-competitive
penghambatan berikatan
pada sisi enzim selain sisi
tempat substrat terikat,
mengubah konformasi
molekul enzim sehingga
mengakibatkan inaktifasi
dapat balik pada sisi
katalitik

40. Contoh penghambatan nonkompetitif :

41. Regulasi aktivitas enzim dalam sel
 Regulasi pada tingkat informasi genetik
 Regulasi melalui penempatan khusus
 Regulasi melalui modifikasi kovalen
 Regulasi melalui pengontrolan alosterik

42. Regulasi pada tingkat informasi genetik
Terdapat 2 mekanisme pengaturan pada tingkat gen:
• Inducibel enzyme
• represi enzyme
• enzim konstitutif enzim dl glikolisis, siklus kreb.
Inducibel enzyme: jika sel memerlukan enzim dalam keadaan
tertentu untuk metabolisme maka sel akan membuat enzim
tersebut. Ini artinya enzim tersebut dalam keadaan normal
tidak ada, baru dibuat setelah diperlukan oleh sel
Represi enzyme : dalam keadaan tidak memerlukan enzim
tersebut, gen untuk enzim tersebut mengalami pembungkaman
atau represi, Ini artinya dalam keadaan normal enzim tersebut
ada tetapi jika tidak diperlukan maka gen akan menghentikan
pembentukan enzim tersebut

43. Selain itu ada juga enzim konstitutif yang
terus menerus disintesis semua sel
selama daur hidupnya, ada juga gen
untuk enzim yang mengalami
pembungkaman permanen atau terus
menerus mulai ndari tahap perkembangan
sel tertentu.

44. Regulasi melalui modifikasi kovalen
 Seringkali sel mengolah substrat dalam waktu yang
singkat, melalui jalur metabolisme yang tidak selalu
aktif
 Enzim tidak aktif, diaktifkan melalui perubahan kimia
yang ringkas, stabil namun cepat
 Pengaktifan ini melalui perubahan struktur atau
modifikasi, Peristiwa yang sering dinamai modifikasi
kovalen
 Modifikasi kovalen : searah (jika sdh aktif tidak bisa
diinaktifkan), berbalik ( tidak aktif ↔ aktif)

45. Regulasi melalui
modifikasi kovalen

46. Pengaturan aktivitas fosforilase
oleh modifikasi
kovalen

47. Regulasi melalui pengontrolan
alosterik