makalah biokimia i
TRANSCRIPT
Makalah Biokimia I
Pengaturan Enzim
Disusun Oleh:
Deden Kurniadi (26001100110071)
Novi Anggraeini (260110110072)
Nadhira Handayani (260110110073)
Nurfidini Azmi (260110110074)
Fakultas Farmasi
Universitas Padjadjaran
2012
1 | P e n g a t u r a n E n z i m
Kata Pengantar
Alhamdulillah, puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT. Karena
atas berkat dan rahmat-Nya, kami dapat menyelesaikan tugas makalah biokimia
yang berjudul pengaturan enzim dengan tepat pada waktunya.
Makalah ini disusun sebagai salah satu syarat penilaian tugas dalam mata
kuliah biokimia. Dengan adanya makalah ini, kami mengharapkan mahasiswa
akan mengerti lebih dalam tentang pengaturan enzim dan semua aspeknya.
Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna, untuk itu
kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk
meningkatkan kualitas makalah ini dan sekali lagi kami berharap makalah ini
dapat bermanfaat bagi penulis sendiri maupun kepada pembacanya.
Jatinangor, 4 oktober 2011
penulis
2 | P e n g a t u r a n E n z i m
Daftar Isi
HALAMAN JUDUL ……………………………………..……………………....1
KATA PENGANTAR……...…..............................................................................2
DAFTAR ISI……………………….....…………………………………...............3
BAB I……………………………………………………………………………...4
1.1. Latar belakang …………………...…………………………………………4
1.2. Rumusan masalah …………………………………………………………..4
1.3. Tujuan ………………………………………………………………………5
1.4. Metode penulisan …………………………………………...………………5
BAB II …………………………………………………………………………….6
2.1. Enzim Alosterik Diatur Oleh Pengikatan Nonkovelen Molekul Pengatur …7
2.2. Enzim Alosterik Dapat Dihambat atau Dipercapat oleh Modulator ………..9
2.3. Enzim Alosterik Menyimpang dari Tingkah Laku Michaelis-Menten ……10
2.4. Enzim Alosterik Memperlihatkan Komunikasi di antara Subunit V ……...12
2.5. Beberapa Enzim Diaturoleh Modifikasi Kovalen Dapat Balik …………...13
2.6. Banyak Enzim Terdapat dalam berbagai bentuk ………………………….15
2.7. Enzim Dapat Mengalami Kerusakan Katalitik Karena Mutasi Genetik …..16
BAB III ……………………………………………………………………….….19
3.1 Kesimpulan …………………………………………………………………….…19
DAFTAR PUSTAKA………………...………………………………………….20
3 | P e n g a t u r a n E n z i m
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Unsur-unsur kimia pada sel hidup mengalami berbagai proses dan reaksi.
Pada setiap reaksi kimia organik dibutuhkan katalisator untuk mempercepat reaksi
kimia. Enzim memiliki fungsi sebagai biokatalisator yaitu mempercepat proses
suatu reaksi kimia tanpa ikut terlibat dalam reaksi tersebut. Maksudnya, enzim
tidak ikut berubah menjadi produk melainkan akan kembali ke bentuk asalnya
setelah reaksi kimia selesai. Enzim mengubah molekul awal zat, substrat, menjadi
hasil reaksi yang molekulnya berbeda dari molekul awal (produk) dan enzim juga
dapat bekerja di dalam larutan encer pada suhu dan ph normal.
Enzim merupakan unit funsional dari metabolisme sel. enzim Bekerja
dengan urutan-urutan yang teratur dari mulai mengkatalisis hingga membuat
makromolekul sel dari prekursor yang sederhana. Pada beberapa penyakit,
terutama gangguan genetik yang menurun kemungkinan terdapat kekurangan atau
bahkan kehilangan satu atau lebih enzim pada jaringan. Pada keadaan abnormal
lainnya, aktivitas yang berlebihan dari suatu enzim tertentu, kadang-kadang dapat
dikontrol oleh obat-obat yang yang dibuat untuk menghambat aktivitas kerja
enzimnya.
Oleh karena itu, enzim memiliki peran yang sangat penting dalam
kehidupan. Tidak hanya dalam kehidupan manusia, tetapi bagi hewan dan
tumbuhan. Enzim juga telah menjadi alat praktis yang penting bukan hanya dalam
dunia kesehatan, tetapi juga dalam industri kimiawi, pangan dan pertanian.
Bahkan pada aktivitas sehari-hari enzim memainkan peranannya. Bahkan bisa
dikatakan bahwa enzim berperan penting dalam kelangsungan alam ini.
1.2. RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana mekanisme pengaturan enzim?
4 | P e n g a t u r a n E n z i m
2. Bagaimana pengaruh modulator terhadap enzim?
3. Bagaimana penyimpangan tingkah laku Michelis-menten enzim
alosterik?
4. Bagaimana komunikasi antar subunit?
5. Apa saja bentuk-bentuk enzim?
6. Bagaimana mutasi genetic mengakibatkan kerusakan katalitik?
1.3. TUJUAN
Makalah ini ditujukan untuk memenuhi tugas matakuliah Biokima I. selain
itu, makalah ini juga bertujuan memberikan pemahaman mendalam
mengenai mekanisme pengaturan enzim.
1.4. METODE PENULISAN
Metoda yang dipakai dalam karya tulis ini adalah:
1. Metode Pustaka
Yaitu metode yang dilakukan dengan mempelajari dan mengumpulkan
data yang berkaitan dengan rumusan masalah, baik bersumber dari buku
maupun dari internet.
5 | P e n g a t u r a n E n z i m
BAB II
PEMBAHASAN
Di dalam metabolisme sel, sekumpulan enzim bekerja bersama-sama
dalam rangakaian atau sistem yang berurutan, untuk menjalankan proses
metabolic tertentu seperti pengubahan glukosa menjadi asam laktat di alam otot
kerangka atau sintesis asam amino dari precursor yang lebih sederhana. Di dalam
sistem enzim seperti itu, produk reaksi enzim pertama menjadi substrat bagi
enzim selanjutnya, dan seterusnya (Gambar 9-17). Sistem multi enzim dapat
memiliki sampai 15 ataulebih enzim yang bekerja pada urutan spesifik.
Di dalam tiap sistem enzim terdapat sekurang-kurangnya satu enzim,
“pemacu” yang menentukan kecepatan keseluruhan reaksi, karena enzim ini
mengkatalisa tahap yang paling lambat, atau tahap penentu kecepatan. Enzim
pemacu seperti ini bukan hanya memiliki fungsi katalitik, tetapi juga mampu
meningkatkan atau menurunkan aktivitas katallitik sebagai respon terhadap syarat
tertentu. Melalui kerja enzim pemacu tersebut, kecepatan masing-masing urutan
metabolic diatur secara tetap, pada setiap menit, untuk mengubah, menyesuaikan
diri, dengan kebutuhan sel akan energy dan molekul unit pembangun yang
diperlukan dalam pertumbuhan dan perbaikan sel. Di dalam kebanyakan sistem
multienzim, enzim pertama pada urutan merupakan enzim pemacu atau pengatur.
Enzim-enzim lain di dalam urutan reaksi yang biasanya terdapat dalam jumlah
yang memungkinkan aktivitas katalitik yang berlebihan, dengan mengikuti enzim
pengatur ini, enzim-enzim tersebut dapat melangsungkan reaksinya hanya dengan
kecepatan yang sesuai dengan kecepatan penyediaan substrat dari tahap
sebelumnya.
Enzim tersebut, yang aktivitasnya diatur melalui berbagai jenis isyarat
molecular, disebut enzim regulatori (enzim pengatur). Terdapat dua golongan
utama enzim pengatur: enzim alosterik atau pengatur bukan kovalen, dan enzim
pengatur kovalen.
6 | P e n g a t u r a n E n z i m
2.1. Enzim Alosterik Diatur oleh Pengikatan Nonkovalen Molekul
Pengatur
Pada beberapa sistem multienzim, enzim pertama atau enzim pengatur
memiliki sifat yang menonjol: enzim ini dihambat oleh produk akhir sistem
multienzim. Bilangan produk akhir urutan metabolic tersebut meningkat di atas
konsentrasi imbang-normalnya, yang menunjukkan bahwa senyawa ini sedang
diproduksi dalam jumlah yang melebihi kebutuhan sel, produk akhir urutan ini
bekerja sebagai suatu penghambat spesifik terhadap enzim pertama atau enzim
pengatur didalam urutan ini. Keseluruhan sistem enzim, oleh karenanya,
melambatkan kecepatan reaksi ehingga produksi senyawa produk akhir tersebut
menjadi seimbang dengan kebutuhan sel. Jenis pegaturan ini disebut penghambat
balik. Contoh klasik dari penghambatan balik alosterik seperti ini; salah satu yang
pertama kali ditemukan, adalah sistem enzim bakteri yang mengkatalisa
perubahan L-treonin menjadi L-isoleusin (gambar 1).
Gambar 1 Penghambatan balik pengubahan L-treonin
menjadi L-isoleusin, yand dikatalisa oleh serangkain
dari lima enzim (E1 dan E5) melalui empat senyawa
antar A, B, C, dan D. Enzim pertama, dehidratase
treoin (E1) khususnya dihambat oleh L-isoleusin, yang
merupakan produk akhir urutan reaksi ini, tetapi tidak
dihambat oleh senyawa antar A, B, C atau D.
penghambat seperti ini ditunjukkan oleh garis titik-titik
yang kembali ke asal dan oleh palang (palang) tebal
merintang tanda panah bagi dehidratase treonin.
Pada urutan lima enzim ini, yang pertama yaitu
dehidratase treonin dihambat oleh isoleusin, produk
enzim akhir dari rangkaian ini. Isoleusin bersifat
spesifik menghambat terhadap dehidratase treonin,
demikian pula tidak ada enzim lain di dalam rangkaian
7 | P e n g a t u r a n E n z i m
ini yang dihambat oleh isoleusin. Penghambatan balik adalah satu diantara
berbagai jenis pengaturan alosterik.
Penghambatan dehidratase treonin oleh isoleusin bersifat dapat balik; jika
konsentrasi isoleusin menurun, kecepatan akativitas reaksi dehidratase treonin
meningkat. Jadi, aktivitas dehidratase treonin bereaksi dengan sangat cepat dan
bersifat dapat balik terhadap fluktuasi konsentrasi isoleusin dalam sel. Walaupun
isoleusin merupakan penghambat enzim yang amat spesifik, isoleusin tidak
berikatan dengan sisi substat. Sebaliknya, molekul in berikatan dengan sisi
spesifik lain pada molekul enzim, yaitu sisi pengatur. Pengikatan isoleusin pada
sisi pengatur dehidratase treonin ini bersifat nonkovalen dan karenanya, segera
dapat diatasi. Dehidratase treonin merupakan anggota yang khas dari golongan
enzim alosterik, yaitu enzim-enzim pengatur yang berfungsi melalui pengikatan
nonkovalen dan dapat balik suatu molekul pengatur. Istilah alosterik diturunkan
dari bahasa yunani “allo” yang berarti yang lain, dan “stereos” yang berarti ruang
atau sisi. Enzim alosterik adalah enzim yang memiliki sisi lain selain sisi katalitik.
Sifat-sifat enzim alosterik bebeda nyata dari enzim-enzim bukan pengatur
(biasa). Pertama, seperti semua enzim, enzim alosterik memiliki sisi katlitik yang
berikatan dengan substrat dan mengubahnya, tetapi enzim ini juga memiliki satu
atau lebih sisi pengatur atau alosterik untuk mengikat metabolit pengatur, yang
disebut modulator (pengatur) atau efektor (gambar 2). Sama seperti sisi katalik
enzim yang spesifik bagi substratnya, sisi alosterik bersifat spesifik bagi
modulatornya. Kedua, molekul enzim alosterik umumnya lebih besar dan lebih
kompleks dibandingkan dengan molekul enzim biasa. Rantai Kebanyakan enzim-
enzim alosterik memiliki dua atau lebih rantai atau subunit polipeptida. Ketiga,
enzim alosterik biasanya memperlihatkan penyimpangan yang nyata dari tingkah
laku klasik Michaelis-Meten. Hal ini salah satu ciri yang pertama-tama
membedakannya dari enzim-enzim biasa.
8 | P e n g a t u r a n E n z i m
Gambar 2 Model skematik interaksi
subunit pada enzim alosterik. Pada
banyak enzim alosterik, sisi pengikatan
substrat dan sisi pengikatan molekul
terletak pada subunit yang berbeda,
subunit katalik (C) dan subunit
pengatur (R) berturut-turut. Pengikatan
molekul pengatur (modulator) positif
M oleh sisi spesifik pada subunit
pengatur pengatur dikomunikasikan
kepada subunit katalitik melalui suatu
perubahan kondormasi, menjadikan subuniot katalitik aktif dan mampu mengikat
substrat S dengan afinitas tinggi. Pada penguraian modulator M dari subunit
pengatur, enzim kembali menjadi bentuk nonaktif dan kurang aktif.
2.2. Enzim Alosterik Dapat Dihambat atau Dipercepat oleh Modulator
Jika sisi alosterik diisi oleh modulator negative atau penghambat spesifik,
yang terjadi, jika konsentrasi senyawa ini meningkat did alma sel, enzim
mengalami perubahan menjadi bentuk yang kurang aktif atau bentuk tidak aktif;
dengan kata lain molekul ini “dimatikan”. Jika modulator penghambat terlepas
dari sisi alosterik, yang terjadi jika konsentrasi modulator di dalam sel menurun,
enzim kembali aktif.
Tetapi terdapat juga enzim alosterik yang diaktifkan oleh modulatornya.
Dalam hal ini, modulator perangsang atau positif bukan merupakan produk akhir
rangakian enzim, tetapi beberapa metabolit lain yang berperan sebagai isyarat
molekkular terhadap enzim untuk mempercepat dirinya. Isi Seringkali modulator
pengatif golongan enzim alosterik ini merupakan molekul substratnya sendiri.
Enzim alosterik dalam hal ini, disebut homotropik (karena substrat dan
modulatornya identik), dan memiliki dua atau lebih sisi pengikatan bagi substrat.
9 | P e n g a t u r a n E n z i m
Sisi pengikatan ini seringkali memainkan dua peranan; bekerja sebagai sisi
katalitik dan juga sisi pengaturan. Jenis enzim alosterik ini bereaksi terhadap
keadaan terjadinya akumulasi substrat dalam jumlah berlebih, yag harus diubah
dengan reaksi selanjutnya. Jadi terdapat dua jenis enzim alosterik; golongan yand
diambat oleh modulatornya, biasanya oleh molekul bukan substrat (golongan ini
disebut ezim heterotropik), dan golongan enzim yang dirangsang oleh
modulatornya yang seringkali merupakan substratnya sendiri.
2.3. Enzim Alosterik menyimpang dari Tingakah Laku Michaelis-Meten
Enzim alosterik memperlihatkan hubungan dari antar konsentrasi substrat
dan kecepatan reaksi yang berbeda dari tingkah laku klasik Michaelis-Meten
dalam berbagai hal, tergantung pada apakah enzim memiliki modulator
penghambat atau pengaktif. Enzim alosterik memperlihatkan kejenuhan dengan
substrat, jika substrat ditambahkan denga konsentrasi cukup tinggi, tetapi
bilamana kecepatan awal beberapa Enzim alosterik dipetakan terhadap
konsentrasi substrat (Gambar 3), terjadi kurva kejenuhan yang berbentuk sigmoid,
dan bukan kurva kejenuhan substrat hiperbolik seperti enzim biasa.
Kurva kejenuhan hiperbolik bagi enzim biasa, amat mirip dengan kurva
pengikatan oksigen mioglobin. sebaliknya, kurva kejenuhan enzim alosterik
gamabr 3a bersifat sigmoid, menyerupai kurva pengikatan oksigen hemoglobin.
Mioglobin hanya memiliki satu sisi pengikatan bagi ligannya (oksigen),
satu rantai polipeptida, dan protein ini memberikan kurva kejenuhan oksigen
berbentuk hiperbola. Serupa dengan itu, banyak enzim “nonregulatory” (biasa)
juga hanya memiliki satu sisi pengikatan bagi substratnya, satu rantai polipeptida
dan memberikan dan memberikan kurva kejenuhan substrat membentuk
hiperbolik.
Hemoglobin, sebaliknya memiliki empat sisi pengaktifan, satu pada tiap-
tiap subunit nya dan keempat subunit in bekerja secara koorperatif. Ingatlah
10 | P e n g a t u r a n E n z i m
bahwa jika satu sisi pengikatan hemoglobin diisi oleh molekul oksigen, daya
gabung sisi pengikatan oksigen sisanya meningkat, menyebabkan kurva
kejenuhan meningkat tajam, setelah oksigen pertama diikat dan menyebabkan
kurva in berbentuk sigmoid. Serupa dengan itu, enzim alosterik homotropik
memiliki banyak sisi pengikatan bagi substratnya, dan bekerja secara koorperatif,
sehingga pengikatan satu molekul substrat meningkatkan dengan nyata pengikatan
molekul substrat selanjutnya. Diskusi di atas menjelaskan peningkatan sigmoid
dan bukan hiperbolik pada kecepatan aktivitas enzim oleh peningkatan
konsentrasi substrat.
Gambar (3). Kurva aktivitas substrat bagi contoh enzim alosterik (a) Kurva
Sigmoid yang ditunjukkan oleh suatu enzim homotropik, dengan substrat yang
juga berperan sebagai modulator positif (pengaktif). K0,5 adalah konsentrasi
substrat yang memberikan setengah kecepatan maksimum. (b) peengaruh
modulator positif (+) atau pengaktif, modulator negative (-) atau penghamabat,
dan tanpa modulator (0) terhadap enzim aloserik dengan K0,5 enzim yang diubah
tanpa perubahan pada Vmaks. (c) jenis pengaturan dengan Vmaksyang diubah, dan
11 | P e n g a t u r a n E n z i m
K0,5 yang hampir-hampir tetap. Ini adalah contoh-contoh berbagai reaksi yang
kadang-kadang kompleks yang diberikan oleh enzim alosterik terhadap
modulatornya.
Dengan enzim heterotropik, yang modulatornya merupakan beberapa
metabolit selain substratnya sendiri, sulit untuk membuat suatu generalisi
mengenai bentuk kurva kejenuhan substrat, yang berhubungan apakah modulator
denga tersebut positif (mengaktifkan) dan negative (menghambat). Jika modulator
bersifat mengaktifkan, senyawa ini menyebabkan kurva kejenuhan menjadi lebih
menyerupai hiperbolik, dengan penurunan pada K0,5, tetapi Vmaks yang tidak
berubah, jadi menyebabkan peningkatan kecepatan pada konsentrasi substrat
tetap (Gambar 9-21b). enzim alosterik lain bereaksi terhadap modulator pengaktif
dengan meningkatkan Vmaks, dan sedikit perubahan pada K0,5 (Gambar 3c).
Jika modulator bersifat negative, kurva kejenuan substrat dapat menjadi
lebih sigmoid, dangan peningkatan K0,5 (Gambar 3b). Oleh karena itu, enzim
alosterik memperlihatkan reaksi yang berbeda-beda dalam kurva aktivitas
substratnya, karena, beberapa memiliki modulator penghambat, beberapa
memiliki modulator pengaktif dan beberapa memiliki keduanya.
2.4. Enzim alosterik memperlihatkan komunikasi di antara subunit.
Enzim alosterik dan hemoglobin mempunyai persamaan lain. Pertama,
seperti hemoglobin, enzim alosterik umumnya memiliki banyak memiliki subunit
rantai polipeptida ; memang, beberapa enzim alosterik Dapat mempunyai enam ,
delapan atau selusin atau lebih subunit. Kedua, pada enzim alosterik, nampaknya
terjadi komunikasi diantara sisi pengikatan bagi modulator dan sisi katalitik bagi
substrat, serupa dengan komunikasi yang terjadi jika satu molekul oksigen teriakt
pada submit hemoglobin, dan mengisyaratkan sub unit lain untuk meningkatkan
daya gabung terhadap oksigen.ketiga enzim alosterik mengalami perubahn
konformasi pada pengikatan modulator dan karenanya mengalamipergeseran di
antara keadaan yang relatif yang tidak aktif.
12 | P e n g a t u r a n E n z i m
Beberapa enzim alosterik amat kompleks strukturnya, dan mengandung
banyak rantai polipeptida. Contoh yang penting adalah transkarbamoilase aspartat
yang memiliki 12 rantai polipeptida yang terorganisasimenjadi subunit kutalitik
atau subunit pengatur.
2.5. Beberapa enzim diatur oleh modifikasi kovalen dapat balik.
Golongan enzim pengatur yang penting lainnya diatur melalui
interkonvensi bentuk aktif dan tidak aktifnya oleh modifikasi kovalen molekul
enzim. Contoh yang penting adalah enzim pengatur fosforilase glikogen pada otot
dan hati.
Glukosa 1 fosfat yang lalu terbentuk, dapat diuraikan menjadi asam laktat
di dalam otot atau menjadi glukosa bebas di dsalam hati. Fosforilase glikogen
terdapat dalam dua bentuk yaitu bentuk aktif fosforilase a dan bentuk yang relatif
tidak aktif fosforilase.
Didalam reaksi ini forforilase a diubah menjadi fosforilase b, yang jauh
kurang aktif dibandingkan dengan fosforilase a dalam mengkatalisa pemecahan
glikogen. Jadi, bentuk aktif fosforilase glikogen diubah menjadi bentuk yang
relatif tidak aktif oleh pemotongan dua ikatan kovalen diantara asam fosfat dan
dua residu serin spesifik enzim.
Fosforilase b, sebaliknya dapat diaktifkan kembali, yaitu ditransformasi
kembali menjadi fosforilase a yang aktif oleh enzim lain, kinase fosforilase yang
mengkatalisa pemindahan gugus fosfat dari ATP ke gugus hidroksil residu serin
spesifik pada pada fosforilase b.
Enzim pengatur alosterik ( pada gambar 4) mengandung dua kumpulan
katalitik, masing- masing mengandung tiga rantai polipeptida katalitik dalam
struktur tertier berlipatnya, dan tiga kelompok pengatur ( warna hitam), masing-
masing mengandung dua rantai polipeptida pengatur. Struktur yang ditujukan
garis tebal adalah unit katalitik, dan memperlihatkan tiga polipeptida katalitik
13 | P e n g a t u r a n E n z i m
dalam konformasi berlipat. Dibawahnya terdqpat bungkahkata titik lainnya.
Struktur tersebut disimpulkan oleh william lipscomb dan koleganya di universitas
harvard. Peranan enzim ini dalam sintesis nukleotida dan pengaturannya.
2ATP + Fosfolirase(kurang aktif) → 2ADP + fosfolirase a (lebih aktif)
Jadi penguraian glikogen pada otot kerangka dan hati diatur melalui
variasi pada ratio bentuk aktif dan inaktif enzim. Kedua bentuk ini berada dalam
struktur kertenernya, sehingga sisi katalik mengalami perubahan dalam aktivitas
katalitiknya.
Gambar 4 pengaturan aktivitas
fosfolirase glikogen oleh modifikasi
kovalen. Pada enzim aktif fosfolirase a,
residu serin spesifik, satu pada masing-
masing subunit, berada pada keadaan
terfosforilasi.fosforilase diubah
menjadi fosforilase b, yang relatif tidak
aktif oleh penguraian enzimatik gugus
fosfat ini yang dilakukan oleh fosfatase
fosforilase. Fosforilase b dapat
diaktifkan kembali membentuk
fosforilase a oleh aktivitas kinase
fosforilase.
Walaupun pada kebanyakan kasus yang diketahui, pengaturan kovalen
kerja enzim disebabkan oleh fosforilase dan defosforilase residu serin spesifik,
seperti dijelaskan bagi fosforilase glikogen, jenis lain dari modulasi kovalen
disebabkan oleh metilasi residu asam amino spesifik, atau pengikatan gugus
adenilat.
14 | P e n g a t u r a n E n z i m
Beberapa enzime pengatur yang lebih kompleks diatur oleh mekanisme
nonkovalen maupun kovalen. Enzime tersebut terletak terutama pada titik-titik
kritis didalam metabolisme, sehingga enzime tersebut bereaksi terhadap berbagai
metabolit pengatur melalui modifikasi kovalen seperti dijelaskan diatas, enzim ini
diubah/diatur juga oleh adenilat melalui mekanisme alosterik non kovalen.
Adenilat bekerja sebagai modulatorpengaktif terhadap fosforilase b.
Contoh lain adalah sintetase glutamin pada e.coli, salah satu enzim
pengatur yang paling kompleks yang pernah ditemukan. Enzim ini memiliki
banyak modulator alosterik dan juga diatur oleh modifikasi kovalen dapat balik.
2.6. Banyak enzim terdapat dalam berbagai bentuk
Banyak enzim terdapat dalam lebih dari satu bentuk molekuler didalam
spesies yang sama, pada jaringan yang sama, atau bahkan di dalam sel yang sama.
Pada kasus seperti ini, bentuk enzim yang berbeda mengkatalisa reaksi yang
sama,tetapi, karena enzime- enzime tersebut berbeda dalam sifat-sifat kinetiknya
dan dalam komposisi atau sekuon asam amino, enzim dapat dibedakan dan
dipisahkan oleh prosedur yang sesuai. Bentuk enzim yang bervariasi tersebut
disebut isoenzim atau isozim. Salah satu enzim yang pertama ditemukan memiliki
berbagai bentuk adalah dehidrogenase laktat, yang mengkatalisa reaksi oksidasi-
reduksi dapat balik.
Laktat + NAD⁺ → piruvat + NADH + H⁺
Dengan latkat yang kehilangan dua aom hidrogen, dan karena teroksidasi
menjadi piruvat ( NAD⁺ dan NAD adalah bentuk teroksidasi dan tereduksi dari
koenzim nikotinamida adenin rantai polipeptidadinukleotida).dehidrogenase
laktat terdapat pada jaringan hewan sebagai lima isozim yang berbeda dan dapat
dipisahkan oleh elektroforesis.semua isozim dehidrogenase laktat mengandung
empat rantai polipeptida, tetapi kelima iozin mengandung berbagai nisbah dari
kedua jenis polipeptida yang berbeda dalam komposisi dan deret. Pada otot
15 | P e n g a t u r a n E n z i m
kerangka, isozim dihedrogenase laktat yang utama mengandung empat rantai a,
dan pada jantung, isozim utama mengandung empat rantai B.isozim
dehidrogenase laktat pada jaringan lain merupakan campuran kelima
kemungkinan bentuk isozim. Isozim dehidrogenase laktat yang berbeda, Vmaks
berbeda pula dalam aktivitas maksimumnya dan dalam tetapan Michaelis-Menten
KM bagi substrat, terutama bagi piruvat.
Banyak jenis enzim yang berpartisipasi didalam metabolisme sel telah ditemukan
terdapat dalam berbagai bentuk isozim. Semua bentuk isozim enzim tertentu
mengkatalisa reaksi yang sama, tetapi berbeda dalam sifat-sifat kinetik dan dapat
berbeda juga dalam responnya terhadap modulator alosterik. Distribusi berbagai
bentuk isozim setiap enzim mencerminkan sedikitnya empat faktor:
1. Pola metabolik yang berbeda didalam organ yang berbeda. Sebagai
contoh, isozim LDH pada otot jantung dan otot kerangka.
2. Lokasi dan peranan metabolik yang berbeda dari suatu enzim didalam satu
jenis sel. Sebagai contoh, enzim dehidrogenase malat terdapat dalam
berbagai bentuk pada mitikondria dan sitosol.
3. Diferensiasi dan perkembangan jaringan dewas dari bentuk embrionik atau
bayi. Sebagai contoh, hati anak bayai memiliki distribusi iozim
dehidrogenase laktat yang khas yang berubah bilamana organ mengalami
proses diferensiasi menjadi bentuk dewasanya.
4. Penyesuain yang tepat terhadap kecepatan metabolik melaui respon yang
berbeda dari bentuk-bentuk isozim terhadap modulator alosterik.
2.7. Enzim dapat mengalami kerusakan katalitik karena mutasi genetik.
Banyak penyakit genetuk manusia yang diketahui melibatkan kerusakan atau
inaktifasi. Salah satu enzim atau leb, dalam fungsi katalitik atau pengaturannya.
Molekul enzim yang mengalami kerusakan mengandung satu satu atau lebih asam
amino yang salah pada rantai polipeptidanya, sebagai akibat dari mutasi DNA
penyandingnya.aktivitas katalitik suatu enzim bergantung pada bukan hanya
16 | P e n g a t u r a n E n z i m
adanya residu asam amino spesifik pada sisi katalitik dan sisi pengaturannya,
tetapi juga tergantung pada keseluruha tiga dimensi enzim.jika enzim yang telah
berubah secara genetis ini merupakan anggota sistem enzim yang mengktalisa
suatu lintas metabolik utama, akibatnya dapat menjadi serius atau bahkan
gangguan yang fatal didalam metabolisme.
Beberapa di antara penyakit genetik manusia yang berkaitan dengan
penyimpangan pada salah satu enzim atau lainnya. Banyak usaha yang dilakukan
untuk mencengah akibat-akibat yang tidak diinginkan dari kerusakan genetik pada
enzim. Salah satu pendekatan yang sedang diteliti adalah pemasukan bentuk
enzim yang normal dan aktif ke dalam tubuh yang diimobilisasi pada kapsul
berfilter yang dimasukkan ke dalam pembuluh darah. Dengan cara ini diharapkan
bahwa metabolit yang berakumulasi di dalam badan sebagai akibat dari kerusakan
genetik dapat diubah menjadi produk normalnya pada saat darah mengalir melaui
kapsul yang mengandung enzim normal aktif ini.
Gambar 5 Pola warna yang khas pada kucing siam, diakibatkan oleh pengubahan
genetik enzim yang terlibat di dalam sintesis pigmen rambut hitam. Karena
kerusakan ini, enzim hanya aktif pada bagian tubuh yang lebih dingin.
17 | P e n g a t u r a n E n z i m
Pengubahan genetik pada enzim tidak selalu membahayakan. Seringkali,
peristiwa ini menghasilkan kergaman pada sifat-sifat sekunder. Kadang-kadang
pengubahan genetik pada suatu enzim dapat membuatnya lebih efisien,
memberikan organisme ini beberapa kelebihan didalam daya tahan hidupnya.
18 | P e n g a t u r a n E n z i m
BAB III
PENUTUP
3.1. KESIMPULAN
Disamping aktivitas katalitiknya, beberapa enzim memiliki aktivitas
pengatur dan berperan sebagai pemacu tau pengatur kecepatan reaksi
metobolisme. Terdapat dua golongan utama enzim pengatur: enzim alosterik atau
pengatur bukan kovalen, dan enzim pengatur kovalen. Beberapa enzim pengatur,
yang dinamakan enzim aleosterik, diatur kecepatannya oleh pengikatan dapat
balik – nonkovalen molekul modulator atau pengatur spesifik pada sisi alosterik
atau sisi pengaturan. Molekul modulator tersebut dapat merupakan substratnya
sendiri atau beberapa senyawa antara metabolic lain. Golongan enzim pengatur
lain terdiri dari enzim-enzim yang diatur oleh modifikasi kovalen beberapa gugus
fungsional yang perlu bagi aktivitasnya. Beberapa enzim terdapat dalam bentuk
ganda, yang disebut isozim, yang mempunyai sifat-sifat kinetika yang berbeda.
Pada banyak penyakit genetika manusia, satu atau lebih enzim mengalami
kerusakan fungsi sebagai akibat mutasi yang menurun.
19 | P e n g a t u r a n E n z i m
DAFTAR PUSTAKA
Lehninger, Albert L. 1982. Dasar-Dasar Biokimia. Jilid 1. Erlangga. Jakarta.
Marks, Dawn B., Allam D. Marks, Colleen M. Smith. 1996. Biokima Kedokteran
Dasar: Sebuah pendekatan Klinis. Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta.
Sumardjo, Damin. 2006. Pengantar Kimia. Penerbit Buku Kedokteran EGC.
Jakarta.
20 | P e n g a t u r a n E n z i m