KOENZIM, KOFAKTOR DAN VITAMIN

Transkripsi

1 KOENZIM, KOFAKTOR DAN VITAMIN KOENZIM Bagian bukan protein dari enzim yang terbuat dari bahan organik seperti vitamin. KOFAKTOR Bagian bukan protein dari enzim yang berasal dari molekul anorganik VITAMIN Golongan senyawa kimia yang terdapat dalam jumlah kecil tetapi mempunyai arti penting bagi tubuh. Dalam proses biokimia, beberapa enzim diaktifkan oleh : koenzim maupun ion logam sekaligus koenzim saja atau ion logam saja OLEH: RAHMAT RASMAWAN, SPD KOFAKTOR Ion logam ini berfungsi untuk menjadi pusat katalis primer, menjadi tempat untuk mengikat substrat, dan sebagai stabilisator supaya enzim tetap aktif. ontoh: q Logam Zn 2+ mengaktifkan enzim Alkohol dehidrogenase, Karbonat anhidrasa, Karboksipeptidasa q Logam Mg 2+ mengaktifkan enzim Fosfohidrolasa, Fosfotransferasa q Logam Fe 2+ / Fe 3+ mengaktifkan enzim Sitokrom, Peroksida, Katalasa, dan Feredoksin. q Logam u 2+ / u + mengaktifkan enzim Tirosina, dan Sitokrom oksidasa q Logam K + mengaktifkan enzim Piruvat kinase (bersama-sama Mg 2+ ) q Logam Na + mengaktifkan enzim Membrane sel ATPasa ( juga memerlukan K + dan Mg 2+ ) q Logam Ni 2+ mengaktifkan enzim Ureases q Logam Mn 2+ mengaktifkan enzim Arginase q Logam Se mengaktifkan enzim Glutation peroksidase 1

2 VITAMIN DAN KOENZIM Semua vitamin yang larut dalam air, kecuali vitamin, berfungsi sebagai koenzim atau kofaktor dalam reaksi enzimatik. Vitamin yang larut dalam air : Tiamin Riboflavin Nikotinamida Asam fantolenat Peridoksen (B6) Biotin Asam falat Vitamin B12 Asam lipoat Vitamin Hubungan vitamin dan koenzim dapat dilihat di tabel berikut ini: Vitamin Bentuk koenzim Fungsi enzimatik Tiaminin (B1) Tiaminin pirofosfat (TPP) Transfer atau pengangkatan gugus aldehida Reboflovin (B2) Nikotinamida Flavin adenin dipuklotida (FAD) Flovida mononukleotida (FMN) Nikotinamida adenin dinukletida (NAD + ) Nikotinamida adenin demikleotida fosfat (NADP + ) Transfer hidrogen Transfer hidrogen Transfer hidrogen Asam fantolenat Koenzim A (KoA) Transfer atau karier gugus asil Peridoksen (B6) Peridoksalfosfat Transfer gugus amino, gugus karboksil dari rasenisasi Biotin Biotin Transfer atau pengangkatan gugus karboksial Asam falat Asam titrahidroksi falat Transfer satu Vitamin B12 Koenzim B12 Pergeseran 1,2 dari atom hidrogen, karier gugusan metil Asam lipoat Lipoatmid Transfer gugus asil 2

3 1. TIAMIN Tiamin dijumpai pada semua tumbuhan, tetapi dalam konsentrasi, tinggi terdapat dalam padi-padian sebagai molekul bebas, lapisan luar dari biji padi-padian kaya akan tiamin. Kekurangan tiamin pada diet manusia menyebabkan penyakit beri-beri, suatu penyakit yang ditandai tidak terkendalinya syarat, paralisis dan kehilangan berat badan. Tiamin pirofosfat (TPP) berfungsi sebagai koenzim pada beberapa reaksi penting dalam metabolis karbohidrat. TPP berfungsi sebagai senyawa perantara yang membawa gugus aldehida yang terikat secara kovalen pada cincin tiazol yang menggunakan enzim α keto dekarboksilase, asam α keto oksidase, transketolase, dan fosfo ketolase. H 3 N NH 2 N H H 2 N H H 3 S O O H 2 O P O P O O O Tiamin pirofosfat (TPP) 2. RIBOFLAVIN (VITAMIN B 2 ) Riboflavin atau vitamin B 2 terdiri dari D-ributol yang terikat pada cincin isoaloksazin vitamin ini telah terbukti berperan sebagai faktor pertumbuhan pada tikus. Riboflavin adalah komponen dari dua koenzim yang berhubungan erat yaitu flavin mononukleotida (FMN) dan flavin adenin dinukleotida (FAD). FMN dan FAD adalah koenzim dari kelas enzim dehedrogenase yang dikenal sebagai plano protein atau dehidrogenase plavin yang mengkatalisis reaksi oksidasi reduksi. Dehidrogenase suksinat adalah contoh dehidro genase plavin, yang mengandung FAD, yang mengkatalisis reaksi oksidasi suksinat menjadi fumarat. 3

4 3. ASAM NIKOTINAT DAN NIKOTINAMIDA Untuk menghindarkan salah pengertian dengan alkaloid mikotin dari tembakau maka diberikan mama alternatif bagi asam nikotinat yaitu niasin untuk penggunaannya secara umum. Kekurangan niasin menyebabkan penyakit lidah hitam (black tangue) Pada manusia, asam nikotinal banyak terdapat pada tumbuhan dan jaringan hewan, terutama daging. Nikotinamida dapat disintesis dari triptofan. Nikotinamida adalah komponen yang merupakan bagian aktif dari dua koenzim, yaitu nikotinamida adenin dinakleotida (NAD + ) dan nikotinamida adenin dinukleotida fosfat (NADP + ). Koenzim ini berperan sebagai pembawa sementara ion hidrida yang dipindahkan secara enzimatik dari molekul substrat oleh kerja enzim dehidrogenase tertentu. 4. ASAM PANTOTENAT Asam pantotenaf yang juga dikenal sebagai vitamin B 5. Vitamin ini ditemukan pada semua jaringan, baik tumbuh-tumbuhan maupun hewan, dan juga pada mikrooganisme. Belum diketahui penyakit yang disebabkan kekurangan vitamin ini. Bentuk koenzim dari asam pemtotenat adalah Koenzim A (disingkat KOA atau KOA-SH). Secara biologi KoA penting sebagai pembawa atau donor dari gugus asil seperti pada reaksi asam piruvat menjadi asam sitrat yang merupakan reaksi awal pada siklus asam sitrat. 4

5 5. PIRIDOKSIN (VITAMIN B 6 ) Pendokpin atau vitamin B6 terdiri dari tiga senyawa yang berhubungan erat, yaitu peridoksin, piridoksal dan piridoksamin. Ketiganya tersebar luas di alam baik pada hewan maupun tumbuhan. Padi-padian termasuk sumber yang sangat kaya vitamin B6. Bentuk aktif dari vitamin B6 adalah peridoksal fosfat, yang selalu terdapat dalam bentuk aminopiridoksumin fosfat Berfungsi sebagai gugus prostetik sejumlah enzim yang mengkatalisis reaksi metabolisme asam amino, transaminasi, dekarboksilasi dan rasemisasi. 6. BIOTIN Biotin dapat ditemukan dalam padi-padian ragi, telur dan limpa. Biotin disebut juga sebagai anti egg white injury faktor, yaitu faktor yang dapat memperbaiki keadaan definisi yang dibuat pada hewan percobaan dengan memberikan putih telur yang banyak. Misalnya, tikus diberi makanan yang mengandung putih telur mentah yang banyak, menyebabkan kerontokan rambut, radang kulit, dan hilangnya koordinasi otot ini diakibatkan oleh adanya glikoprotein dalam putih telur yang disebut avidin, yang mengikat biotin dengan sangat kuat sehingga tidak dapat diserap oleh dinding tesus, sehingga vitamin ini tidak berperan sebagai koenzim. Enzim yang memerlukan biotin mengkatalisis penggabungan (karboksilasi) atau transfer O 2 (transkarboksilasi). Dalam reaksi karboksilasi diperlukan ATP, Mg 2+ dan biotin, sebagai N-karbaksi biotinilklisin yang bertindak sebagai pembawa O 2. ontoh dari reaksi karboksilasi yang bergantung kepada biotin adalah reaksi yang dikata lesis oleh karboksidase perivat yang melangsungkan karboksidasi perivat menjadi aksalo aselat dan karboksidasi propesional KoA menjadi metilmalonil KoA 5

6 7. ASAM FOLAT Vitamin ini dapat menolong keadaan anemia pada unggas dan berperan sebagai faktor pertumbuhan untuk berbagai mikroba. Asam folat sendiri tidak mempunyai aktivitas koenzim, tetapi molekul ini tereduksi secara enzimatik di dalam jaringan menjadi asam tetrahidropolat (FH 4 ), merupakan bentuk koenzim aktifnya. Asam tetrahidrofolat (FH 4 ) atau TGF berfungsi sebagai pembawa sementara gugus 1-karbon di dalam sejumlah reaksi enzimatik yang kompleks. Di sini, gusgus metil (-H 3 ), metelen (-H 2 ), metinil (-H = ), formil (-HO), atau formino (-H = NH) dipindahkan dari satu molekul ke molekul lainnya. 8. VITAMIN B12 (SIANOKOBALAMIN) Vitamin B12 merupakan vitamin yang memiliki struktur kimia paling komplek dibandingkan dengan vitamin lainnya. Vitamin B12 ini hanya dapat disintesis oleh mikroorganisme, 50% vitamin B12 pada orang dewasa dihasilkan oleh bakteri usus. Menurut H.A Baker, vitamin B12 merupakan bagian dari koenzim B12 Vitamin B12 disebut juga antipernisim anemia, karena pertama kali diketemukan sebagai senyawa yang dapat mengobati penyakit anemia permisiosa, yaitu pembentukan sel-sel darah merah tidak dewasa dan rapuh, vitamin B12 dikenal sebagai faktor pertumbuhan beberapa bakteri dan protozora. Terdapat dua jenis reaksi enzimatik yang memerlukan koenzim vitamin B12 jenis: q mengakatalisis penggeseran 1,2 suatu atom hidrogen dari satu atom karbon substrat ke atom berikutnya dengan pengeseran 2,1 (terbalik) yang serentak dari beberapa gugus lainnya, alkil, karboksil, hidroksil atau gugus amino q bertindak sebagai pembawa gugusan metil yang didapat dari N 5 metiltetrahidrobolat, terhadap molekul akseptor yang sesaui 6

7 9. ASAM LIPOAT Ada dua bentuk asam lipoat, yang pertama adalah asam lipoat dalam bentuk teroksidasi, yang merupakan suatu disulfida siklik dan yang kedua adalah asam dihirdokpoat, bentuk tereduksi dengan dua gugusan sulfhidril pada -6 dan 8. Asam lipoat berfungsi dalam dua dekorboksilasi aksidatil kunci dalam pemanfaatan aerobik karbohidrat untuk energi dengan menstransfer suatu gugusan asil, yang disumbangkan oleh tiamin pirofosfat (TPP) kepada KoA- SH H2 H 2 H 2 H H 2 H 2 H 2 H 2 OOH H 2 H H 2 H 2 H 2 H 2 OOH S S Asam lipoat (bentuk teroksidasi) SH SH Asam dihidrolipoat (bentuk bereduksi) 7