470 likes | 1.02k Views
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 )
E N D
ENZIM MikchaellPanjaitanS.Pi
APA ITU ENZIM ? • 1800 Pencernaandagingolehsekresilambung.Perubahanpatimjdgulaoleh air liur • 1850 LOUIS PASTEUR.Fermentasigulamjdalkohololehragidikatalisfermendsbenzim (tdkdptdipisahkandrselragihidup) • 1897 EDUARD BUCKNER. Berhasilmengekstrakbentukaktifselragiyienzim ferment gulamjdalkohol • 1926 Kristal ureaseekstrakkacangtdrdari protein shgsemuaensimadalah protein. Richard Willstatter (jerman) menentangkristalurease. Enzimadalahsenyawa BM rendah.Kristalureaseadalahcemaran • 1930 Isolasiproteolitikyaitumengkristalan pepsin dantripsin (keduanya protein).
DEFINISI ENSIM • Protein yang mempunyaidayakatalitik spesifik 2. Protein pembeda non enzimatikkatalis 3. Enzimadalah protein spesifikkatalisreaksibiologis (dsbbiokatalis)
BEDA KATALIS DAN BIOKATALIS KatalisBiokatalis 1.Senyawa Logam Protein (Pt,Ni,Cu) 2.Pusat AktifNegatipPositip 3.Kerja TdkspesifikSpesifik 4.Sifat Dena NegatipPositip turasi
SISI AKTIF ENZIM MOLEKUL SUBSTRAT MOLEKULAIR MOLEKUL ENSIM SISIAKTIF 7 nm
SISI AKTIF • Padasisiaktifada 2 gugus • 1. Guguskatalitik • 2. Guguspengikat Protein <100 %+ Non protein (kofaktor) ENZIM AKTIF PROTEIN 100 %
RUMUS DASAR REAKSI ENZIMATIS • E + S ES + P • Sebelummelakukankatalitik • EnzimbergabungSubstratmenjadi ES. • Tidaksemuaenzimdapatbergabungsubstrattapihanyapadasatusisiyisisiaktip (tempatdimana 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 enzimygmampumengkatalis perubahan 1 mikromolsubstrat per menitpadakondisitertentu
REAKSI ENZIMATIS A B D C E2 E1 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 • Adalah biokatalisator yg mampu meningkatkan kecepatan reaksi tanpa merubah tetapan seimbang • Katalitik bekerja jika ada kofaktor yg terdiri dari (gugus prostetik, koenzim, logam)
REAKSI BIOKIMIAWI ADA 6 MACAM • 1. OKSIDOREDUKSI Enzimnyadsboksireduktase. Bernomor 1 Enziminimampumengoksidasiataumereduksisubstratdngmemindahkanhidrogenatauelektron. • 2. TRANSFER Enzimygmenstransfergugusselainhidrogen. Nomordlmdaftar 2
3. Hidrolisis • Enzimhidrolase • Reaksiiniterjadilisisdngbantuan air • Nomorurut 3 4. Liasi EnzimLiaseygmhilangkangugusdarisubstratdanmembentukikatanrangkappadasubstrat. Enzimininomorurut 4.
5. ISOMERASI • Enzimisomerase • Enziminimempengaruhi isomer substrat • Nomorurut 5 6. LIGASI Ensimligase. Enzimygmenggabungkan 2 mol substratdngbantuanenergihidrolisispirofosfat (ATP). Nomorurut 6
HIDROLASE DIBAGI SUB GOLONGAN • EC 3.1 Bekerja pd ikatan ester • EC 3.2 Ikatanglikosidik • EC 3.3 Ikataneter • EC 3.4 Ikatanpeptida • EC 3.5 Ikatan C-N lain • EC 3.6 Ikatanasamanhidrida • EC 3.7 Ikatan C-C • EC 3.8 Ikatanhalida • 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 Contohmecah protein dsbproteolitik
Enzim yg menghidrolisis ikatan peptida jika karboksil terminal bebas atau ggs NH2 bebas • 1. Kelompokpertamadsb karboksipeptidase • 2. Kelompokkeduadsb aminopeptidase KeduanyamskEKSOPEPTIDASE HEWAN : TRIPSIN, PEPSIN, RENIN KHEMOTRIPSIN, KHATEPSIN.TUMBUHAN PAPAIN, BROMELIN, FICIN mskENDOPEPTIDASE
Berdasarkangugusfungsional sub golenzimygmemecahikatanpeptidadibagi • 1. Protease serina • 2. Protease sulfhidril • 3. Protease logam • 4. Protease asam
PROTEASE SERINA • 1. Gugusaktifmgdserina • 2. Dihambat DIISOPROPIL FOSFOFLUORIDAT 3. Enzimygtermasuk khimotripsin, tripsin, trombin, elastase, subtilisin.Semua termasukendopeptidase
PROTEASE LOGAM • 1. TdrKarboksipeptidase A,B Glisil-glisinadipeptidase, KarnosinasedanLeusina aminopeptidase 2. Termasukeksopeptidase 3. KeaktifantgtLogam Mg, Co, Fe, Hg, Ni, Zn 4. DihambatolehEDTA (ethylene diamine tetra acetic acid)
KARBOKSIPEPTIDASE A • 1. SemuaResidu AA kecuali arginina, lisina, prolina • 2. Sisiaktipmengandunglogam residuaatirosildanhistidil KARBOKSIPEPTIDASE B Argininaataulisina
PROTEASE ASAM • Tdrenzim pepsin dan rennin • pH optimal pepsin (2) rennin (4) RENNIN • Rennin pd anaksapiygmshmenyusudlmbtkzimogenyiprorennin. Setelahdewasatdkmenyusutdklagiproduksi 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 ikatanfosfat • 5. GugusfosfatterikathidroksilResidu AA serina • 6. pH optimal 2 • 7. Menghidrolisis C-N ygNnya dimilikiResidu AA Fenilalanin, tirosin, triptofan.
UTK MENGETAHUI AKTIVITAS PROTEASE ASAM • 1. Protein sbgsubstrat (kasein, hemoglobin) ygdidenaturasikanasamatau urea. Media reaksi TCA • Caranya Protein masukTCA.Jkdimasukenzimmktjdhidrolisis protein olehensim. Jmlhpeptidalrt TCA tgtkadarenzimdanwktinkubasi. Perubahandibaca 280 nm. • Selain TCA dptdgnkninhidrinutk mgt jumikatpeptidaterhidrolisisninhidrinbereaksiaabebasmemberiwarnalembayungdibacapadapanjanggelombang 570 nm
2. Substrat sintetik • Mengandung ester, amida, atauikatanpeptida. Contoh ester nitrophenil • Hidrolisis ester inidptdibacapada 400 nm pd pH >7 • pH <7 pada 340 nm • Senyawaygdigunakan N benzoil L argininaetil ester
CONTOH PROTEASE SERINA KHIMOTRIPSIN • 1. Mempunyai 246 residu AA • 2. Mempunyai 5 gugusaktif (N terminal AA Leusin 16, Residuaspartil 194, Residu aspartil 102, Residuseril 195 danResiduhistidil 57). 3. Duaggsaktifpertamamengatur konformasisisiaktif. 3 berikutnyasbgkatalitik 4. Tdksemuapeptidadipecahkhimotripsinhanya aaaromatik (tirosin, fenilalanin, triptophandan aahidrofobikmetionin
CONTOH PROTEIN SERINA TRIPSIN • 1. Diekstrakdaripankreas • 2. Bersifatendopeptidase • 3. Tripsinsapiterdiridari 233 residuasam amino 4. Stabilpada pH <6 5. pH optimal 3 6. Pemecahikatanpeptidaantara lisinadanarginina
CONTOH PROTEASE SERINA ELASTASE • 1. Menghidrolisiselastinyaitu jaringanikatbtkserabutototleher • 2. Dibandingkolagen.elastinlebihtahan panas,asam,basa • 3. Diekstrakdaripankreasdanmikroba • 4. Terdiri 240 Res aa • 5. Stabil pH <6. • 6. pH 8 autolisis • 7. Mampumecahikatanpeptida nonaromatikygtdkbercabang
PROTEASE SULFHIDRIL • 1. PAPAIN a. BM 23000 b. JUMLAH AA 211 c. ADA 3 IKATAN DISULFIDA d. ADA 2 GUGUS AKTIF sisteina 25 danhistidina 158 e. pH optimal 6 dan 7,5 f. Suhustabil 70 oC g. Kemantapanturun pH <3 dan pH>11 h. Bisadarigetahpepaya, daun, batang, bunga, buah i. Larutalkohol 70% j. Tdkstabilmdhteroksidasi
2. FICIN3. 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
Enzimmerupakansenyawaorganikbermolekulbesar yang berfungsiuntukmempercepatjalannyareaksimetabolismedidalamtubuhtumbuhantanpamempengaruhikeseimbanganreaksi • Enzimtidakikutbereaksi, strukturenzimtidakberubahbaiksebelumdansesudahreaksitetap • Enzimsebagaibiokatalisator • Bagianenzim yang aktifadalahsisiaktifdarienzim
Tata nama enzim • Enzimdiberinamasesuaidengannamasubstratdanreaksi yang dikatalisis • Biasanyaditambahakhiranase • Enzimdibagikedalam7 golonganbesar
Susunan enzim • Komponenutamaenzimadalah protein • Protein yang sifatnyafungsional, bukan protein struktural • Tidaksemua protein bertindaksebagaienzim
Protein Enzim protein sederhana Enzim Konjugasi Enzim Protein + Bukan Protein Bukan protein = Gugus prostetik Protein = apoenzim Anorganik = kofaktor Organik = Koenzim
Contoh koenzim • NAD (koenzim 1) • NADP (koenzim 2) • FMN dan FAD • Cytokrom: cytokrom a, a3, b, b6, c, dan f • Plastoquinon, plastosianin, feredoksin • ATP: senyawaorganikberenergitinggi, mengandung 3 gugus P danadenin ribose
Sifat enzim • Enzimdibentukdalamprotoplasmasel • Enzimberaktifitasdidalamseltempatsintesisnya (disebutendoenzim) maupunditempat yang lain diluartempatsintesisnya (disebuteksoenzim) • Sebagianbesarenzimbersifatendoenzim
Enzimbersifatkoloid, luaspermukaanbesar, bersifathidrofil • Dapatbereaksidengansenyawaasammaupunbasa, kationmaupun anion • Enzimsangatpekaterhadapfaktor-faktor yang menyebabkandenaturasi protein misalnyasuhu, pH dll • Enzimdapatdipacumaupundihambataktifitasnya • Enzimmerupakanbiokatalisator yang dalamjumlahsedikitmemaculajureaksitanpamerubahkeseimbanganreaksi • Enzimtidakikutterlibatdalamreaksi, strukturenzimtetapbaiksebelummaupunsetelahreaksiberlangsung • Enzimbermolekulbesar • Enzimbersifatkhas/spesifik
Suhu: optimum 300C, minimum 0 0C, maksimum 40 • Logam, memacuaktifitasenzim: Mg, Mn, Co, Fe • Logamberat, menghambataktivitasenzim: Pb, Cu, Zn, Cd, Ag • pH, tergantungpadajenisenzimnya (pepsin aktifkondisimasam, amilasekondisinetral, tripsinkondisibasa) • Konsentrasisubstrat, substrat yang banyakmula-mulamemacuaktifitasenzim, tetapikemudianmenghambatkarena: penumpukanproduk (feed back effect) • Konsentrasienzim, peningkatankonsentrasienzimmemacuaktifitasnya • Air, memacuaktifitasenzim • Vitamin, memacuaktifitasenzim
Penghambatanaktifitasenzimadaduatipe: • Kompetitif: zatpenghambatmempunyaistruktur yang miripdengansubstratsehinggadapatbergabungdengansisiaktifenzim. Terjadikompetisiantarasubstratdengan inhibitor untukbergabungdengansisiaktifenzim (misal feed back effect) • Non kompetitif: zatpenghambatmenyebabkanstrukturenzimrusaksehinggasisiaktifnyatidakcocoklagidengansubstrat
Spesifik: hanya cocok untuk satu macam substrat saja atau sekelompok kecil substrat yang susunanya hampir sama dan fungsinya sama E5 A B C D E1 E2 E3 E4