ENZIMOLOGI

EVALUASI PROSES PEMBELAJARAN Ujian memakai LJK 60 soal Pensil 2B Yang diperkenankan ikut ujian : Presensi > 75% Nilai Akhir Biokimia : Nilai terbaik yang pernah diperoleh

(dari virus, bakteri, tumbuhan, hewan sampai manusia) ILMU BIOKIMIA : Ilmu yang mempelajari susunan kimia dan proses kimia yang terjadi dalam makhluk hidup (dari virus, bakteri, tumbuhan, hewan sampai manusia)

DICERNA dalam saluran pencernaan DIMETABOLISME dalam sel MAKANAN DICERNA dalam saluran pencernaan DIMETABOLISME dalam sel METABOLISME : KATABOLISME MOLEKUL YG LEBIH BESAR  MOLEKUL YG LEBIH KECIL GLUKOSA  CO2 + H2O + ENERGI ANABOLISME = SINTESIS MOLEKUL YG LEBIH KECIL  MOLEKUL YG LEBIH BESAR GLUKOSA  GLIKOGEN SEL JARINGAN ORGANISME tersusun dari molekul2 REAKSI KIMIA

ENZIM Protein yang bertindak sebagai biokatalisator Merupakan biokatalisator yang sangat efisien Diperlukan dalam berbagai reaksi biokimiawi dalam suatu organisme, supaya reaksi berjalan cepat Enzim tak ada  reaksi berjalan sangat pelan  tidak ada kehidupan

Organisme sel molekul enzim Sel eukariot Endoplasmik retikulum ribosom inti sitosol Golgi app. peroxisom lisosom mitochondrion cytoskeleton ribosom Endoplasmik retikulum Sel eukariot

KATALISATOR  mempercepat reaksi LETAK ENZIM DALAM SEL BERKAITAN DGN FUNGSI ORGANEL ybs. E. MITOKONDRIAL  REAKSI PENGADAAN ENERGI Reaksi oksidasi  Energi Rantai respirasi  dalam mitokondria E. RIBOSOMAL  SINTESIS PROTEIN KATALISATOR  mempercepat reaksi IKUT SERTA DALAM REAKSI KIMIA & MEMPERCEPAT REAKSI KIMIA, TETAPI PD. AKHIR REAKSI AKAN DIDAPAT KEMBALI SEPERTI SEMULA DIBUTUHKAN DLM. JUMLAH KECIL

KATALISATOR INORGANIK H+, OH- E. aktivasi  - ENZIM PROTEIN  biokatalisator E aktivasi  BEREAKSI SPESIFIK TIDAK TAHAN PANAS

Keadaan awal pada suhu tertentu Reaksi kimia : A  P Supaya terjadi reaksi : Lab kimia  dipanasi di + katalisator Sistem biologis  suhu konstan + Enzim A+B C+D ΔG = 0  seimbang ΔG < 0  Rx ke kanan bersifat eksergonik ΔG > 0  Rx ke kanan bersifat endergonik

Ea = ENERGI AKTIVASI JUMLAH ENERGI YG DIPERLUKAN UNTUK MEMBAWA SEMUA MOLEKUL DALAM 1 MOLE SUATU BAHAN PADA SUATU SUHU TERTENTU DARI KEADAAN AWAL MENUJU KEADAAN TRANSISI MENGATASI HAMBATAN ENERGI ΔG : PERUBAHAN ENERGI BEBAS  TIDAK DIPENGARUHI KATALISATOR

ENZIM BEREAKSI SPESIFIK artinya : SUATU ENZIM HANYA DAPAT BEREAKSI DGN. SUATU SUBSTRAT TERTENTU atau PD. SEJUMLAH KECIL SENYAWA SEJENIS CONTOH : LAKTOSA GLUKOSA + GALAKTOSA Heksokinase :- GLUKOSA - HEKSOSA LAIN: FRUKTOSA DAYA IKAT (AFINITASNYA) BEDA Laktase Km

KLASIFIKASI & TATANAMA ENZIM DULU  SEDERHANA Mis: EMULSIN, PTYALIN ‘S’ + ASE Mis: UREASE, LIPASE JENIS REAKSI + ASE Mis: TRANSFERASE, DEHIDROGENASE ‘S’ + JENIS REAKSI + ASE Mis: MALAT DEHIDROGENASE ‘S’ Jenis reaksi

TATANAMA ENZIM IUBMB (1) Untuk keseragaman pemberian tatanama suatu enzim Berdasarkan jenis dan mekanisme reaksi Agak kompleks tetapi memberikan informasi yang cukup lengkap Tiap enzim diberi nomor kode sistematik

KELAS ENZIM MENURUT IUBMB (1) ADA 6 KELAS (GOLONGAN) UTAMA : 1. OKSIDOREDUKTASE : MENGKATALISIS REAKSI OKSIDASI – REDUKSI. P.U. : ENZIM2 PD. PROSES OKSIDASI BIOLOGIS PIRUVAT + NADH + H+ LAKTAT + NAD+ 2. TRANSFERASE : MENGKATALISIS TRANSFER/PEMINDAHAN GUGUS FUNGSIONAL (BUKAN HIDROGEN) ANTARA SEPASANG SUBSTRAT S–G + S’ S’–G + S -D-GLUKOSA+ATP -DGLUKOSA-6-P +ADP Laktat dehidrogenase Mg++ Heksokinase Glukokinase

KELAS ENZIM MENURUT IUBMB (2) 3. HIDROLASE : MENGKATALISIS PEMBELAHAN HIDROLITIK Contoh : - Amilase - Lipase - Karboksi peptidase A Reaksi ––– -D-GALAKTOSIDA + H2O = suatu alkohol + D-galaktosa

KELAS ENZIM MENURUT IUBMB (3) 4. LIASE (LYASE) : MENGKATALISIS REAKSI PEMBENTUKAN ATAU PEMECAHAN IKATAN RANGKAP DUA, ATAU PEMBELAHAN LAIN YG. MENYANGKUT PENYUSUNAN KEMBALI ELEKTRON Contoh : ALDOLASE : KETOSA-I-P ALDOSA + DIHIDROKSI ASETON-P FUMARASE : HO – CH – COOH H – C – COOH | = || + H2O CH2 – COOH HOOC – C – H MALAT FUMARAT PIRUVAT DEKARBOKSILASE : O O || || – OOC – C – CH3 + H+ CO2 + H – C – CH3 PIRUVAT ASETALDEHID

KELAS ENZIM MENURUT IUBMB (4) 5. ISOMERASE : MENGKATALISIS PENYUSUNAN KEMBALI INTRAMOLEKULER All Trans – retinin 11 – cis – retinin 6. LIGASE : MENGGABUNGKAN 2 MOLEKUL, DISERTAI PEMUTUSAN IKATAN PIROFOSFAT PD. ATP ATAU SENYAWA SEJENIS Mis : ~ PIRUVAT KARBOKSILASE : O O || || – OOC – C – CH3 + CO2 – OOC – C – CH2 – COO – ATP ADP+Pi PIRUVAT OKSALOASETAT

LIGAND MOLEKUL KECIL YG BISA TERIKAT PADA MOLEKUL BESAR E S S=SUBSTRAT I=INHIBITOR A=AKTIVATOR E=ENZIM E A E I S I LIGAND A

Enzim merupakan protein Protein merupakan polimer dari asam amino Asam amino dalam larutan selalu berbentuk ion yang tergantung pH larutan

STRUKTUR PROTEIN » » H O H O H O H O | || | || | || | | || | || | || | +H3N – C – C – N – C – C – N – C – C – – – N – C – C | | | | | | | R1 H R2 H R3 H R IKATAN PEPTIDA || O | O– ujung karboksil bebas amino bebas » H | R – C – COOH NH2 asam amino ASAM AMINO DALAM LARUTAN SELALU BERMUATAN  PROTEIN JUGA SELALU BERMUATAN » aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6 COO– +H3N RANTAI PEPTIDA  20 jenis a.a. dasar

STRUKTUR PRIMER PROTEIN URUTAN ASAM AMINO PD. RANTAI PEPTIDA DR. UJUNG AMINO BEBAS SAMPAI UJUNG KARBOKSIL BEBAS (awal) (akhir)  URUTAN a.a JUMLAH a.a PD. TIAP JENIS RANTAI PROTEIN TIDAK SAMA (BERBEDA)

STRUKTUR SEKUNDER PROTEIN H H O | | || – N – C – C – | CH2 S H H O ikatan disulfida R | C – C – N – || | | O H H : : H H O | | || – N – C – C ikatan Hidrogen *  Helix * Lain2 : * LIPIT  =  - PLEATED * KUMPARAN ACAK = RANDOM COIL Cys – SH

STRUKTUR TERSIER PROTEIN Dari satu untai rantai polipeptida monomer Contoh : MIOGLOBIN (MYOGLOBINE)  MONOMER Struktur Tersier : IKATAN HIDROGEN GAYA2 VAN DER WAALS IKATAN2 YG. LEMAH

STRUKTUR KUARTERNER PROTEIN  MONOMER PROTOMER  DIMER  TETRAMER OLIGOMER POLIMER subunit T.D. SATU UNTAI RANTAI POLIPEPTIDA HANYA SAMPAI STRUKTUR TERSIER TERMASUK STRUKTUR KUARTERNER

STRUKTUR KUARTERNER PROTEIN SATU MOLEKUL T.D. > 1 RANTAI PEPTIDA T.D. 2 SUBUNIT ATAU LEBIH 1 SUBUNIT ~ 1 RANTAI PEPTIDA DIIKAT OLEH : IKATAN HIDROGEN IKATAN ELEKTROSTATIK KEGUNAAN : SUPAYA MOLEKULNYA LEBIH STABIL UNTUK MENDAPAT FUNGSI TERTENTU ENZIM Ikatan yang lemah

RANTAI POLIPEPTIDA DALAM SUATU PROTEIN ADA YANG SAMA SEMUA, ADA YANG BEDA Hb : Terdiri dari 2 rantai α (dikode gen α) 2 rantai β (dikode gen β) LDH : M4 H4 M3H M2H2 MH3 Isozim, mengkatalisis reaksi yg sama

POLIMER ~ ~ PH/PH, t  DENATURASI ~ IKATAN PEPTIDA ~ PROTEIN : ~ T.D. BANYAK SUBUNIT (BANYAK RANTAI POLIPEPTIDA) ~ : DIMER : TETRAMER OLIGOMER 4 RANTAI POLIPEPTIDA 4 SUBUNIT ~ PH/PH, t  DENATURASI STRUKTUR PROTEIN RUSAK, TP. TIDAK SAMPAI MERUSAK STRUKTUR PRIMER ikt peptida ~ IKATAN PEPTIDA IKATAN DISULFIDA IKATAN YG. KUAT, TIDAK RUSAK ~ PROTEIN : - ENZIM  FUNGSIONAL - KOLAGEN  STRUKTURAL

CARA KERJA ENZIM ~ E : ENZIM S : SUBSTRAT P : PRODUK ~ UKURAN MOLEKUL E : BESAR UKURAN MOLEKUL S : KECIL ~ DALAM SISTEM BIOLOGIS :  KADAR E << KADAR SUBSTRAT ~ IKATAN E–S  IKATAN YG LEMAH

KEKHUSUSAN ENZIM ADA KESESUAIAN ANTARA CELAH AKTIF DGN. SUBSTRAT PD. STRUKTUR 3 DIMENSINYA MAUPUN GUGUS REAKTIF YG. DIMILIKI KEDUANYA.

~. GUGUS REAKTIF ASAM AMINO  GUGUS YG ~ GUGUS REAKTIF ASAM AMINO  GUGUS YG. PUNYA POTENSI UNTUK BEREAKSI, TDP. PD. RANTAI ‘R’. H R – C – COO– | NH3+ OH | CH2 H3+N – C – COO– H R Serin (Ser) S SH | CH2 H3+N – C – COO– H R Cysteine (Cys) C SISTEIN ~ GUGUS REAKTIF YG. BERPERAN LANGSUNG PD. PROSES KATALISIS ADALAH GUGUS REAKTIF PD. CELAH AKTIF – LOGAM BERAT  MENGIKAT GUGUS –SH  E MENJADI INAKTIF Hg++

CELAH AKTIF (ACTIVE SITE) CELAH KATALITIK CELAH PENGIKAT ‘S’ CELAH AKTIF TERBENTUK KARENA ADANYA STRUKTUR TERSIER PD. CELAH AKTIF DIDAPATKAN GUGUS2 REAKTIF DARI ASAM2 AMINO YG. AKAN MELAKUKAN REAKSI KATALITIK. ASAM2 AMINO TSB. MUNGKIN BERJAUHAN DLM. STRUKTUR PRIMERNYA, TTP. BERDEKATAN DLM. STRUKTUR TERSIERNYA. GUGUS2 REAKTIF DI CELAH AKTIF : GUGUS2 PENGIKAT S GUGUS2 KATALITIK

MEKANISME KATALISIS ENZIM + MOLEKUL BESAR KECIL Kompleks ES E P ACTIVE SITE (BENTUK CELAH) = CATALYTIC SITE = SUBSTRATE BINDING SITE  GUGUS2 PENGIKAT ‘S’ GUGUS2 KATALITIK GUGUS REAKTIF ASAM2 AMINO DI DAERAH TSB.

TEORI KUNCI & ANAK KUNCI  FISHER TEORI KESESUAIAN IMBAS (KOSHLAND) PENGIKATAN S PERUBAHAN KONFIRMASI (SUSUNAN ATOM DLM RUANG) BENTUK BERPASANGAN TERJADI SETELAH E MENGIKAT S

KOFAKTOR ENZIM : KOFAKTOR : IKATAN ENZIM – KOFAKTOR : SEDERHANA  PROTEIN SAJA YG. LEBIH KOMPLEKS  PROTEIN + KOFAKTOR KOFAKTOR : LOGAM SENYAWA ORGANIK NON PROTEIN YG. SPESIFIK (KOENZIM) Tahan panas IKATAN ENZIM – KOFAKTOR : ADA YG. KUAT (KOVALEN) ADA YG. LEMAH

KOENZIM KOENZIM + APOENZIM HOLOENZIM KOFAKTOR BERUPA SENYAWA ORGANIK NON PROTEIN YG. SPESIFIK BGN PROTEIN KATALITIK AKTIF APOENZIM : - BAGIAN PROTEIN DR. ENZIM - JK. SENDIRIAN  TIDAK AKTIF IKATAN : KUAT / KOVALEN : GUGUS PROSTETIK H2O2 + H2O2 2H2O + O2 KATALASE : GUGUS PROSTETIKNYA SUATU HEME SELAMA E BEKERJA, HEME MENGALAMI OKSIDASI DAN REDUKSI Katalase mengandung Fe

PIRUVAT + NADH + H+ LAKTAT + NAD+ LEMAH : KO-SUBSTRAT PIRUVAT + NADH + H+ LAKTAT + NAD+ Laktat Dehidrogenase S Ko-substrat MENGHUBUNGKAN 2 MACAM REAKSI DGN. 2 MACAM ENZIM Pd GLIKOLISIS : S + NAD+ P + NADH + H+ Gliseraldehid 3-P 1,3-Bisfosfogliserat + Pi KE R.R. (O2) Bila O2  / anaerob : PIRUVAT + NADH + H+ LAKTAT + NAD+ LDH

FUNGSI KOENZIM PERANTARA PEMBAWA GUGUS, ATOM TERTENTU ATAU ELEKTRON CONTOH: NAD+ NADP+ FMN FAD KoQ ELEKTRON : HEME GUGUS LAIN :  ATP  FOSFAT  PIRIDOKSAL FOSFAT  –NH2 VITAMIN B TERMASUK KOENZIM TPP  THIAMIN NAD  NIASIN NADP  NIASIN FAD  RIBOFLAVIN KoA  ASAM PANTOTENAT R.R S  NAD+  FMN  KoQ Sistem sitokrom ½ O2 ATOM H

PROENZIM=ZYMOGEN (1) ENZIM YG. DISEKRESI DALAM BENTUK YG. BELUM AKTIF TUJUAN : Melindungi organ tubuh Menyediakan bahan setengah jadi CONTOH : Pepsinogen Tripsinogen UNTUK MENGAKTIFKAN DIGUNAKAN Enzim proteolitik atau H+

PROENZIM=ZYMOGEN (2) PEPSINOGEN PEPSIN PEPSINOGEN PEPSIN H+ / PEPSIN H+ / Enzim proteolitik

ISOZIM (1) dapat membantu diagnosis penyakit MENGKATALISIS REAKSI YG. SAMA SIFAT FISIK, KIMIA, IMUNOLOGIS  SEDIKIT BEDA DISTRIBUSI ISOZIM DLM. JARINGAN BERVARIASI dapat membantu diagnosis penyakit

ISOZIM (2) M & H : SUSUNAN ASAM AMINO BERBEDA ISOZIM LDH ADA 5 : CONTOH : LAKTAT DEHIDROGENASE (LDH) T.D. 4 RANTAI POLIPEPTIDA 2 JENIS RANTAI : H M M & H : SUSUNAN ASAM AMINO BERBEDA ISOZIM LDH ADA 5 : I1=H4 I2=H3M I3=H2M2 I4=HM3 I5=M4

PENGUKURAN KADAR ENZIM DLM. PLASMA UNTUK MEMBANTU DIAGNOSIS ENZIM PLASMA FUNGSIONAL (YG. BERFUNGSI DLM. PLASMA) MIS. : ENZ.2 PROSES PEMBEKUAN DARAH LIPOPROTEIN LIPASE KADAR  : GANGGUAN PROSES SINTESIS DI HATI / (-) : KELAINAN GENETIK DEFISIENSI F VIII : HEMOFILIA ENZIM PLASMA NON FUNGSIONAL (YG. BERFUNGSI DI JARINGAN LAIN, TIDAK DLM. PLASMA) N : PERGANTIAN SEL (SEL MATI DIGANTI SEL BARU) DIFFUSI PASIF  : SEL MATI  RADANG Ca TRAUMA PENYAKIT GENETIK (CONTOH: DMD)

SELAMAT BELAJAR