Faktor Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim

PRAKTIKUM BIOKIMIA

KEDOKTERAN BLOK BMS

dr. Syazili Mustofa, M. Biomed

Definisi Enzim

Enzim merupakan biomoekul yang berfungsi sebagai katais senyawa yang mempercepat suatu reaksi tanpa ikut habis bereaksi. Dinamakan enzim oleh ahli kimia dari prancis, Anselme Payen. Tahun 1833

Sifat Sifat Enzim

Berupa Protein, atau terkadang RNA Enzim sebagai Biokaatalisator Mempercepat laju

reaksi tanpa ikut bereaksi Enzim mempercepat tercapainya energi aktivasi

sebuah reaksi Enzim merupakan suatu proteinenzim memiliki

sifat yang sama seperti protein Enzim bersifat khusus fungsi enzim bersifat khusus

pada suatu reaksi biokimia Enzim ada yang bisa bekerja bolak-balik

Sifat Sifat Enzim Enzim sangat spesifik dibandingkan dengan katalis lain setiap enzim dikhususkan untuk satu zat reaktan substrat dikhususkan untuk satu jenis reaksi atau beberapa reaksi. Enzim menurunkan energi aktivasi yang dibutuhkan untuk memulai reaksi.

Situs aktiv 1. Enzim mengikat substratnya, menahannya, sehingga proses

pemutusan dan pembentukan ikatan kimianya berlangsung lebih mudah. Enzim memiliki tempat khusus di dalamnya yang disebut “active site” yang merupakan tempat pengikatan substrat.

2. Active site memiliki ukuran, bentuk, dan kondisi kimia tertentu yang disebabkan oleh susunan dan interaksi asam amino tertentuactive site enzim hanya spesifik untuk substrat tertentu.

3. Sisi aktif/active site sangat sensitif terhadap perubahan lingkunganBeberapa faktor mempengaruhi active site enzim dan fungsi enzim

Enzim yang nonaktif, bersama dengan koenzimnya membentuk sistem yang disebut "holoenzim. , Holoenzim = Apoenzim + Koenzim

Apoenzim

Holoenzim

Koenzim Substrat Produk

Koenzim

Merupakan suatu zat yang bekerja sama dengan enzim untuk dapat membantu dan juga memulai kerja enzim sesuai dengan fungsinya. Sehingga dapat dikatakan bahwa tanpa adanya enzim maka koenzim tidak dapat berfungsi sendiri. Koenzim dikatakan juga sebagai non protein organik yang memiliki peran dalam proses reaksi yang telah dikatalisis oleh enzim itu sendiri.

Asal Koenzim

● Turunan keluarga/ komplek vitamin B ● Asam askorbat Hidroksilasi / AA Lisin & Prolin pada kolagen ● Vit K Karboksilasi / Cγ rantai samping residu glutamat pada beberapa

faktor pembekuan darah

Gugus Prostetik

● koenzim terikat sangat erat (bahkan mungkin dengan ikatan kovalen) untuk memisahkan koenzim dengan apoenzimnya tidak bisa dengan cara yang biasa (pengendapan atau dialisis)

● Contoh :FAD dan gugus Heme

Kofaktor

Selain active site, enzim terdiri dari bagian non protein yang disebut dengan kofaktor. Kofaktor dapat berupa kation yang merupakan ion logam bermuatan positif. Aktivator akan terikat sementara ke active site untuk mengaktifkan enzim, molekul organik, vitamin atau produk vitamin, kompleks substrat koenzim sementara, dan kelompok prostetik yang terikat enzim secara permanen.

Peran Logam • Terikat langsung dengan apoenzim

• Tidak terikat langsung dengan apoenzim, melainkan dengan gugus prostetik

Metaloenzim

Enzim yang diaktifkan oleh logam

Logam Enzim Ikatan

Ca Faktor penggumpalan Longgar

Co Dipeptidase Metaloenzim

Cu Berbagai oksidase Metaloenzim

Fe Berbagai oksidoreduktase Metaloenzim

Mg Fosfatase kinase Longgar

Proenzim (Zymogen) ● Proenzim adalah enzim yang disekresikan dalam bentuk yang belum aktif ● Proenzim diaktifkan ditempat enzim tersebut harus bekerja Pengaktifan suatu proenzim haruslah dilakukan di

tempat yang tepat dan pada saat yang tepat pula

Model Aksi enzim Model aksi enzim dibagi menjadi 2, yaitu :

• Lock and Key Adalah model paling sederhana untuk mewakili cara kerja enzim. Substrat hanya cocok dengan suatu situs aktif/active site untuk membentuk perantara reaksi seperti kunci yang cocok dengan gembok spesifiknya. Bentuk substrat tidak berubah, melainkan struktur substratnya benar-benar melengkapi struktur enzim seperti potongan puzzle. • Induced Fit Dalam model ini, enzim berubah bentuk setelah mengikat substratnya, pencocokan antara situs aktif/active site enzim dan substratnya tidak hanya seperti dua potongan puzzle yang dipasang bersama, enzim berubah bentuk dan mengikat substratnya lebih erat lagi.

Fisiologi enzim

● Pencernaan umumnya kelas hidrolase ● Metabolisme zat gizi dan xenobiotik ● Pernafasan menghasilkan ATP ● Lokomosi biasanya bersifat ATPase ● Gradien contohnya pompa natrium ● Syaraf asetilkolinesterase ● Pertahanan lisozim dan mieloperoksidase

Fisiologi enzim

● Homeostasis anhidrase karbonat ● Reproduksi akrosom dan hialuronidase ● Morfogenesis enzim lisosom pada kerja osteoklas dan osteoblas ● Hemostasis penggumpalan darah dan fibrinolisis ● Transduksi sinyal adenil siklase ● Tkanan darah ACE

Beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan kerja suatu enzim

• konsentrasi enzim • konsentrasi substrat • Suhu • konsentrasi ion hidrogen (pH) • adanya inhibitor.

Konsentrasi enzim • Ketika konsentrasi enzim meningkat, kecepatan reaksi meningkat secara proporsional.

• Peningkatan konsentrasi enzim dapat meningkatkan aktivitas enzim sehingga akan lebih banyak substrat yg dapat diikat peningkatan produk dan kecepatan reaksi (sampai tahap jenuh)

• Peningkatan aktivitas enzim dapat digunakan untuk menentukan diagnosis penyakit dengan mengukur aktivitas enzim serum.

Konsentrasi Substrat • Dengan adanya sejumlah enzim, laju reaksi enzimatik

meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi substrat hingga tercapai laju pembatas, setelah itu peningkatan lebih lanjut dalam konsentrasi substrat tidak menghasilkan perubahan signifikan pada laju reaksi.

• Pada titik ini, begitu banyak substrat yang ada sehingga pada dasarnya semua situs aktif enzim memiliki substrat yang terikat padanya molekul enzim jenuh dengan substrat.

• Molekul substrat yang berlebih tidak dapat bereaksi sampai substrat yang sudah terikat dengan enzim telah bereaksi dan dilepaskan (atau dilepaskan tanpa bereaksi).

• Pada konsentrasi substrat yang tinggi, jauh melampaui nilai Km, penambahan konsentrasi substrat tidak lagi menyebabkan kenaikan laju reaksi

Pada konsentrasi

substrat yang

sangat rendah,

kecepatan reaksi

berbanding lurus

dengan konsentrasi

substrat

Suhu mempengaruhi kinerja enzim

• suhu rendah Gerak termodinamik berkurang

•Suhu tinggi tumbukan meningkat. Bila terlalu tinggi suhunya

menyebabkan deformasi konformasi 3 dimensi (denaturasi)

Suhu

Peningkatan atau penurunan suhu berefek pada ikatan

kimia pada situs aktif/active site mempengaruhi

efektivitas pengikatan substrat

Suhu mempengaruhi kinerja enzim •Aktivitas enzim akan maksimal pada suhu normal

•Pada suhu rendah aktivitas enzim menurun bahkan berhenti

•Peningkatan suhu sampai batas tertentu tumbukan meningkat aktivitas

meningkat.

•Umumnya enzim tubuh manusia bekerja 30-45 derajat C

•Diatas 60 drajat C terdenaturasi

Asam amino

membentuk

permukaan

active site.

Fluktuasi ph

dapat

menyebabkan

perubahan

pada asam

amino.

Peningkatan

ph yg ekstrim

denaturasi

enzim

Penghambatan aktivitas enzim Inhibitor dapat mengurangi atau bahkan menghentikan aktivitas

enzim dalam reaksi biokimia. Mereka dapat mengubah situs

aktif sehingga bisa menghambat suatu reaksi.

Ada 2 tipe inhibitor:

1. Inhibitor kompetitif, menempati situs aktif dan mencegah

molekul substrat mengikat enzim.

2. Inhibitor non kompetitif, menempel pada bagian enzim

selain situs aktif untuk mengubah bentuk enzim enzim

menjadi inaktiv.

Enzim Amilase Termasuk enzim kelas hidrolase menghidrolisis amilum menjadi komponen-komponen yang lebih sederhana Dihasilkan oleh kelenjar saliva di mulut dan juga sel-sel pankreas Pada rongga mulut amilase akan aktif bekerja pada pH 7,0 sehingga dalam lambung menjadi tidak aktif Memiliki berat molekul antara 40.000 – 50.000 Dalton melewati glomeruli ginjal dan dijumpai dalam urin normal

Aktivitas Menurun

• Pankreatitis nekrotika • Hepatitis

• Keracunan CCl4 • Keracunan arsen

Aktivitas Meningkat

• Pankreatitis akut

• Penyakit kelenjar saliva

• Mumps

• Obstruksi duktus salivarus

2. Percobaan

Prinsip dan Prosedur Percobaan

Prinsip Percobaan

SUBSTRAT : AMILUM

ENZIM : AMILASE

Bahan-bahan Percobaan

• Larutan amilum 1%

• NaCl 1 %

• HCl 1 N

• Larutan iodium encer

• Air liur

• HgCl2 30%

Prosedur Percobaan 1. 1 ml NaCl 1% + 3 ml larutan amilum 1% + 3 tetes

larutan iodium diinkubasi pada suhu 37°C selama 10

menit, kemudian tambahkan 1 ml air liur yang juga

sudah dipanaskan sampai 37°C. Perhatikan perubahan

warna yang terbentuk.

2. 1 ml NaCl 1% + 3 ml larutan amilum 1% + 3 tetes

larutan iodium diinkubasi pada suhu 37°C selama 10

menit, kemudian tambahkan 2 ml air liur yang juga

sudah dipanaskan sampai 37°C. Perhatikan perubahan

warna yang terbentuk.

3. 1 ml HCl 1% + 3 ml larutan amilum 1% + 3 tetes

larutan iodium diinkubasi pada suhu 37°C selama 10

menit, kemudian tambahkan 1 ml air liur yang juga

sudah dipanaskan sampai 37°C. Perhatikan

perubahan warna yang terbentuk.

4. 1 ml akuades + 3 ml larutan amilum 1% + 3 tetes

larutan iodium diinkubasi pada suhu 37°C selama

10 menit, kemudian tambahkan 1 ml air liur yang

juga sudah dipanaskan sampai 37°C. Perhatikan

perubahan warna yang terbentuk.

5. 1 ml NaCl 1% + 3 ml larutan amilum 1% + 3 tetes larutan

iodium diinkubasi pada suhu 75°C selama 10 menit,

kemudian tambahkan 1 ml air liur yang juga sudah

dipanaskan sampai 75°C. Perhatikan perubahan

warna yang terbentuk.

6. 1 ml NaCl 1% + 3 ml larutan amilum 1% + 3 tetes larutan

iodium direndam dalam es selama 10 menit,

kemudian tambahkan 1 ml air liur yang juga sudah

didinginkan dalam air es. Perhatikan perubahan

warna yang terbentuk

7. 1 ml NaCl 1% + 3 ml larutan amilum 1% + 1 ml HgCl2

30% + 3 tetes larutan iodium diinkubasi pada suhu 37°C

selama 10 menit, kemudian tambahkan 1 ml air liur

yang juga sudah dipanaskan sampai 37°C. Perhatikan

perubahan warna yang terbentuk.

Do you have any questions?

Thanks!!