Kinetika EnzimDr. Hairrudin, Mkes

Enzim

dr. Hairrudin, M.Kes

Pendahuluan

Biokimia: mempelajari komposisi kimia dan proses-proses kimia yang terjadi dalam mahluk hidup.

Makna Biomedis:

- Promotif

- Mekanisme dasar penyakit

- Menegakkan diagnosis

- Terapi

Enzim: protein yg bertindak sbg biokatalisator

Katalisator

• Mempercepat reaksi dan tercapainyakeseimbangan

• Ikut bereaksi

• Tidak merubah Keq dan perubahanenergi bebas (∆G).

• Tidak mempunyi hubunganstoikiometrik

• Pada akhir reaksi: kembali ke bentuksemula

Lokasi Enzim

• Di mana ada reaksi kimia (pada organisme) di situ ada enzim

• Lokasi berhubungan dengan fungsi

• Contoh: – Saluran cerna : pencernaan

– Enzim ribosom: berperan pada sintesis protein

– Enzim mitokondria: berperan pada pengadaan energi atau reaksi-reaksioksidasi

MenurunkanE aktivasi

E yang diperlukan untuk membawa semua molekul dalam satu mole suatu bahan pada suatu suhu tertentu dari keadaan awal menuju keadaan transisi

Catalytic site

• = active site

• Tempat pengikatan substrat atau proses katalisis berlangsung

• Terbentuk ok struktur tersier

• Dua gugus:– Gugus pengikat

– Gugus reaktif

• Memiliki struktur 3 dimensi, umumnya berbentuk celah

• Senyawa non protein yang diperlukan oleh enzimagar dapat melaksanakan fungsi katalitiknyaDefinisi

• Logam = kofaktor logam

• Organik = Koenzim Klasifikasi

• Holoenzim

• ApoenzimKomplek

Kofaktor

Koenzim

• Ikatan enzim-koenzim–Kovalen : koenzim = gugus prostetik. Contoh: Biositin

pada enzim asetil-KoA karboksilase–Nonkovalen: koenzim = kosubstrat

•Contoh:–TPP (tiamin pirofofat = vitamin B1)–FAD (flavin adenin dinukleotida = vitamin B2)–NAD (nikotinamid adenin dinukleotida)–Biositin (pembawa gugus CO2)–Koenzim A (pembawa gugus asil R-COO-).

Kosubstrat

• Perubahan kimianya mengimbangi substrat.– Glukosa + ATP Glukosa 6 P + ADP

• Perubahan kimia koenzim sering mempunyai arti fisiologik yang lebihpenting.– NADH + H+ + Asam piruvat NAD+ + Asam laktat. Tujuan utama untuk

reaksi ini adalah untuk menghasilkan NAD+ bukan asam laktat.

Isozim : Sekelompok enzim yang dapatmengkatalisis reaksi yang sama tetapimempunyai sifat-sifat fisik, kimia atauimunologik yang sedikit berbeda

Proenzim /Zymogen: Enzim yang diproduksi dalam bentuk inaktif

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Reaksi Enzimatik

• Reaksi enzimatik dipengaruhi oleh:– Kadar enzim

– Kadar substrat

– pH

– Suhu

– Aktivator

– Inhibitor

Pengaruh Kadar Enzim TerhadapReaksi Enzimatik

• Ket A: I (1u), II (2u), III (4u)

• Ket B: pada t0 grafik linier =V0 berbanding lurus dengan kadarenzim

Pengaruh Kadar Substrat TerhadapReaksi Enzimatik

• Kadar substrat dinaikkan Vo makin tinggi

• Pada kadar substrat tertentudidapatkan Vo maximum

• Kadar substrat yang dibutuhkanagar Vo=1/2Vomax = Km

Pengaruh pH pada Reaksi Enzimatik

• Enzim merupakan protein jadi peka terhadap perubahan pH

• Pada pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah, enzim akanmengalami denaturasi.

• pH optimum : pH dimana ∆S/t pada tiap-tiap saat selalu lebih besardibandingkan pada pH yang lain.

Hubungan pH dengan Aktivitas Enzim

Pengaruh Suhu pada Reaksi Enzimatik

•Reaksi kimia berjalan lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi.

•Pada suhu yang tinggi enzim mengalami denaturasi

•Pada suhu yang meningkat, kecepatan reaksi jugameningkat, tetapi denaturasi lebih mudah terjadi.

•Suhu optimum selalu berubah tergantung padawaktu.

Pengaruh Suhu pada Reaksi Enzimatik

Pengaruh Inhibitor Terhadap Reaksi Enzimatik

•Menghambat reaksi enzimatik

•Dapat berikatan dengan enzim

•Klasifikasi inhibitor:–Berdasar sifat kinetikanya:

• Inhibitor kompetitif (hambatannya dapat dikurangi/ditiadakan dg peningkatan kadar substrat)

• Inhibitor nonkompetitif hambatannya tidak dapat dikurangi/ditiadakan dg peningkatan kadar substrat)

–Berdasar sifat ikatan enzim-inhibitor:• Inhibitor reversibel

• Inhibitor irreversibel

Inhibitor Kompetitif

•Selalu bersifat reversibel

• Inhibitor kompetitif hanya dapat mengikat enzim bebas tetapi tidak dapat mengikat kompleks enzim substrat

•Mekanisme hambatan:–Inhibitor analog substrat: inhibitor memiliki struktur yang

mirip dengan substrat sehingga dapat terikat pada active site.

–Steric hindrance inhibitor: inhibitor tidak terikat pada active site, tetapi dapat menghalangi substrat terikat pada active site karena terjadi halangan sterik.

Inhibitor Kompetitif Analog Substrat

Inhibitor Kompetitif Steric Hindrance

- Km : meningkat- Vmax : tetap

Inhibitor Kompetitif analog substrat

• Contoh :– Sulfanilamid (struktur mirip PABA): inhibitor dihidropteroat sintetase

– Fisosstigmin (mirip asetilkolin) : inhibitor asetilkolinesterase

– Asetazolamide: inhibitor enzim anhidrase asam karbonat

Obat Penghambat Enzim

• Allupurinol : xantin oksidase inhibitor

• Statin : HMG KoA reduktase inhibitor

• DD4 Inhibitor

Inhibitor nonkompetitif

•Km : tetap & Vmax : menurun

• Inhibitor nonkompetitif reversibel : –dapat berikatan denga enzim bebas maupun kompleks enzim

substrat–Terikat pada tempat yang berbeda denga pengikatan substrat–“Menurunkan kadar enzim yang aktif”

• Inhibitor nonkompetitif irreversibel–Berikatan dengan enzim secara irreversibel–Merubah konformasi enzim atau active site, sehingga enzim

menjadi inaktif–Contoh: Hg2+, Ag2+, Ba2+

Selesai !!!!