E N Z I M Sukarti Moeljopawiro Fakultas Biologi Universitas Gadjah Mada
Protein ENZIM Mempercepat reaksi dengan jalan menurunkan tenaga aktivasi Tidak mengubah kesetimbangan reaksi Sangat spesifik
ENZIM SEBAGAI BIOKATALIS Kecepatan reaksi S P tergantung dari jumlah molekul S yang masuk transition state tiap satuan molekul Dua macam cara untuk menaikkan kecepatan reaksi: Menaikkan suhu suhu naik 10 C kecepatan mjd 2 kali lipat Menambahkan katalisator menurunkan tenaga aktivasi
KLASIFIKASI ENZIM Berdasarkan kesepakatan internasional (International Union of Biochemistry), enzim dikelompokkan dengan nomor: 1. Oksidoreduktase: berfungsi mengoksidasi / mereduksi substrat denganmemindahkan hidrogen atau elektron 2. Transferase: memindahkan gugus tertentu dari molekul donor ke molekul akseptor 3. Hidrolase: memutus ikatan kovalen dalam substrat dengan penambahan air 4. Liase: berfungsi dalam penambahangugus ke ikatan rangkap atau sebaliknya 5. Isomerase: berfungsi dalam pemindahan gugus dalam molekul itu sendiri untuk menghasilkan isomernya 6. Ligase: berfungsi membentuk ikatan kovalen dengan hidrolisis ATP
SISI AKTIF ENZIM Bagian enzim yang mengikat substrat, disebut juga sisi katalitik Terletak pada permukaan enzim / dalam lekukan (cleft) Luasnya < 5% dari seluruh enzim Bentuk sisi aktif seperti substratnya (Emil Fischer) Merupakan bagian yang juga mengikat gugus prostetik Berbentuk 3 dimensi yang dibentuk oleh gugus dari berbagai asam amino Berisi residu polar yang penting untuk pengikatan dan katalisis, juga non-polar untuk memperkuat pengikatannya
SISI AKTIF ENZIM (lanjt.)
MOLEKUL ENZIM & SUBSTRAT Enzim dengan BM sedang (BM 100.000) diameter 7 nm Molekul substrat (BM 250) panjang 0,8 nm
BEBERAPA PENGERTIAN Kofaktor: senyawa / molekul baik organik maupun anorganik yang dibutuhkan untuk aktivitas enzim Koenzim: kofaktor yang berupa senyawa organik kompleks (koenzim berfungsi membawa gugus berfungsi yang dipindahkan dalam reaksi enzimatis) Gugus prostetik: koenzim yang mengikat erat pada enzim Holoenzim: bentuk aktif enzim alami (kompleks enzim-kofaktor) Apoenzim: protein yang tertinggal setelah kofaktor dihilangkan
ISOENZIM = ISOZIM Beberapa bentuk suatu enzim yang mengkatalis reaksi yang sama yang mana mereka berbeda satu dengan yang lain karena perbedaan komposisi dan susunan asam aminonya, serta berbeda sifat-sifat kinetiknya Misalnya : Afinitas terhadap substrat Aktivitas maksimum Sifat pengaturannya Isoenzim dapat digunakan untuk mengetahui hubungan kekerabatan
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI AKTIVITAS ENZIM 1. ph 2. Suhu 3. Konsentrasi enzim 4. Konsentrasi substrat 5. Kemurnian 6. Inhibitor
ph ph ekstrem (sangat tinggi / sangat rendah) aktivitas enzim hilang Inaktivasi disebabkan tidak hanya denaturasi juga perubahan muatan pada sisi i aktif enzim dan juga pada substrat mengganggu reaksi Tiap-tiap enzim memiliki ph optimum sendiri ph optimum tergantung kemurnian enzim, asal enzim dan sifat enzim (pepsin: 1,5; tripsin: 7,7; 7; arginase: 9,7)
SUHU Baik reaksi enzimatis maupun non-enzimatis, kenaikan suhu akan mempercepat reaksi Pada reaksi enzimatis, suhu tinggi enzim mengalami denaturasi aktivitas hilang Biasanya enzim tidak aktif di atas suhu 60 C kecuali enzim yang dihasilkan oleh bakteri termofilik (tetap stabil pada 85 C, bahkan di atasnya) Suhu rendah laju inaktivasinya sangat lambat sehingga dapat diabaikan. Pada suhu rendah, yaitu suhu pembekuan enzim masih aktif (lipase pada suhu 29 C masih dapat memproduksi asam lemak dari santan)
KONSENTRASI ENZIM & KONSENTRASI SUBSTRAT Konsentrasi enzim Makin tinggi konsentrasi enzim, reaksi makin cepat Jika konsentrasi substrat tetap, penambahan konsentrasi enzim tidak akan mempercepat reaksi karena substrat telah jenuh dengan enzim Konsentrasi substrat Makin tinggi konsentrasi substrat, reaksi makin cepat Jika konsentrasi enzim tetap, penambahan konsentrasi substrat tidak akan mempercepat reaksi. Kecepatan ini disebut kecepatan maksimum (Vmax)
KEMURNIAN ENZIM Makin murni enzim, enzim makin aktif. Kemurnian diukur dengan aktivitas enzim spesifik Specific activity : The number of enzyme unit per mg of protein Mengukur kemurnian enzim, sehingga dalam proses pemurnian harga ini naik terus dan mencapai maksimum m dan tetap pada saat enzim murni Unit of enzyme activity : Is defined as that amount which causes transformation of 1.0 μmol (10-6 mol) of substrate per minute at 25 C C, under optimal condition
EXISTENCE OF ES COMPLEXES E + S K1 K2 ES K3 E + P Pengamatan langsung dengan mikroskop elektron dan sinar-x Sifat-sifat fisik Spektroskopi: absorbansi dan fluoresensi Isolasi dan identifikasi Saturation kinetics
INHIBITOR Dua macam inhibitor : irreversible dan reversible Irreversible inhibitor : mengikat secara kovalen dan permanen gugus berfungsi pada molekul yang diperlukan untuk katalisis sehingga enzim tidak aktif (contoh: diisopropil fluorofosfat = DFP, iodoasetamida) Reversible inhibitor : ada 4 macam inhibitor; kompetitif, unkompetitif, nonkompetitif, dan campuran