1. E N Z I M

Mohammad Hanafi, MBBS (Syd)., dr., MS.

1.Pendahuluan

Dalam sel tubuh yang masih hidup, terjadi reaksi biokimia yang disebut metabolisme.

Metabolisme adalah suatu proses kimia dan fisika yang terjadi secara kontinu; diantaranya

membentuk jaringan baru, membuang jaringan yang lama, mengubah makanan menjadi energi,

membuang hasil katabolisme yang tidak diperlukan tubuh, proses repropduksi dan banyak lagi.

Semua proses tadi merupakan tanda-tanda bahwa sel atau organisme tersebut hidup.

Sebagian besar proses atau reaksi tersebut tidak terjadi secara spontan. Reaksi tersebut

memerlukan suatu katalis. Katalis adalah senyawa yang dapat mempercepat reaksi. Katalis

dalam tubuh mahluk hidup disebut enzim. Tanpa enzim reaksi dalam tubuh mahluk hidup akan

sangat lambat, dan tidak bisa untuk memenuhi kebutuhan hidup.

Adapun ciri-ciri enzim itu adalah:

1.Sebagai biokatalisator mempercepat reaksi dalam mahluk hidup

2.Suatu protein

3.Diperlukan dalam jumlah kecil

4.Ikut bereaksi tapi kembali ke bentuk semula

5.Terdapat di dalam tubuh sesuai dengan fungsinya.

6.Lebih besar dari substrat (S)

7.Bekerja dengan menurunkan energi aktivasi

8.Bereaksi spesifik

9.Tidak tahan panas dan pH ekstrim

2.Kerja enzim

Ahli kimia telah lama mengetahui bahwa agar reaksi bisa terjadi, suatu energi dalam bentuk

tertentu diperlukan. Energi yang diperlukan dalam reaksi itu disebut energi aktivasi. Diyakini

bahwa enzim bekerja dengan menurunkan energi aktivasi. Diluar tubuh mahluk hidup energi

itu bisa dalam bentuk panas.

Gambar 1.

Ea Energi aktivasi

Ea

Ea'

Ea''

Perjalanan

reaksi

E.

leve

l

G

E. bebas

=

kead. transisi

tanpa katalisator

dgn katalisator inorg

dgn enzim

G = Perubahan

E. bebas

kead. awal

kead. akhir

Dalam gambar di atas, energi aktivasi ( Ea ) tanpa enzim ( warna hitam) lebih besar bila

dibandingkan dengan adanya enzim (warna merah).

Enzim bereaksi spesifik, artinya :

Suatu enzim hanya dapat bekerja dengan suatu substrat tertentu atau dengan sejumlah kecil

senyawa sejenis.

Spesifitas atau kekhususan enzim

– Kekhususan Absolut: enzim hanya akan mempercepat reaksi (mengkatalisis) satu

macam reaksi saja. Contoh Glukokinase

Glukokinase

Glukose + ATP Glukosa 6 P (fosfat) + ADP

– Kekhususan Relatif : enzim bekerja pada lebih dari satu macam reaksi.

Contoh Heksokinase. Selain glukosa bisa memakai Fruktose

– Kekhususan Optik (Stereochemical specificity): Amilase hanya bisa memecah

amilosa atau amilopektin yang alfa saja.

– Kekhususan Gugus (group specifisity): enzim bekerja pada molekul yang

mempunyai gugus yang berfungsi spesifik, misalnya asam amino, fosfat, metil.

Contoh

Alkohol dehidrogenase

Banyak hal yang mempengaruhi kerja enzim. Secara umum kerja enzim dipengaruhi oleh,

iktatan antara Enzim dan Substrat (E-S komplek), sifat gugus katalitik dan kofaktor.

3.Pembagian enzim

Pemberian nama suatu enzim yang paling lazim adalah menurut reaksi yang dikatalisis, yang

diikuti akhiran ase. Sebagai contoh dehidrogenase, reaksinya membuang hidrogen, protease

menghidrolisis protein. Kadang dengan nama substrat yang dipakai, misalnya amilase

substratnya amilum (terdiri dari amilosa dan amilopektin), xanthine oksidase (hypoxanthine

dan xanthine). Bisa dengan memakai sumber enzim tersebut, contoh ribonuklease pankreas

yang diproduksi oleh pankreas. Bisa juga dengan memakai regulatornya (yang mengatur

kecepatan reaksi), misalnya hormon sensitive lipase. Dan banyak lagi.

Karena jumlah enzim makin banyak yang ditemukan, untuk mempermudah serta mengurangi

kerancuan dalam pemberian nama maka International Union of Biochemists, mengatur

pemberian nama Enzim.

Tata nama Enzim menurut IUB,

1.Reaksi dan enzimnya dibagi dalam 6 kelas utama

2.Nama enzim ada dua bagian:

Bagian pertama, nama substrat

Bagian ke dua, jenis reaksi + ase

Mis: Alkohol : NAD Oksidoreduktase = alkohol dehidrogenase

Bila ada informasi tambahan diberi kurung ( )

Mis: L-Malat : NAD Oksidoreduktase (decarboxylating)

L-Malat + NAD+ Piruvat + CO2 + NADH + H

+

L-Malat : NAD Oksidoreduktase

L-Malat + NAD+ Oksaloasetat + NADH + H

+

3.Nomor Kode Sistematik

Contoh enzim di bawah ini mempunyai kode EC.2.7.1.1

ATP:D-hexose 6-phosphotransferase

Angka 2 menunjukkan enzim tersebut termasuk kelas yang ke dua yaitu Transferase

Angka 7 yang ditransfer (sub klas yaitu fosfat)

Angka 1 pertama, akseptor gugus (sub-subklas , alkohol)

Angka 1 kedua, enzim yang dimaksud (heksokinase)

Heksosa 6, alkohol yang terfosforilasi pada C yang ke 6 dari heksosa.

Contoh : ATP:D-hexose 6-phosphotransferase Nama sehari-hari heksokinase

-D-GLUKOSA + ATP -D-GLUKOSA 6-P + ADP

Mg++

Pembagian Enzim

3.1.Oksidoreduktase:

Mengkatalisis reaksi oksidasi reduksi

Contoh : Enzim-enzim pada proses oksidasi biologis.

Laktat dehidrogenase

Piruvat + NADH + H+ Laktat + NAD

+

3.2.Transferase :

Mengkatalisis transfer/pemindahan gugus fungsional (bukan hidgrogen) antara sepasang

substrat.

S–G + S’ S’–G + S

Heksokinase/Glukokinase

-D-GLUKOSA+ATP -DGLUKOSA-6-P +ADP

3.3.Hidrolase :

Mengkatalisis pembelahan hidrolitik.

Contoh : Enzim Amilase

- Lipase

- Karboksi peptidase A

-D-Galaktosida + H2O suatu alkohol + D-galaktosa

3.4.Liase (Lyase) :

Mengkatalisis reaksi pembentukan atau pemecahan ikatan rangkap dua, atau pembelahan

lain yang menyangkut penyusunan kembali elektron.

Contoh:

Aldolase : Ketosa-I-P Aldosa + Dihidroksi Aseton-P

Fumarase : Malat Fumarat

3.5.Isomerase :

Mengkatalisis penyusunan kembali intramolekuler

All Trans – retinin 11 – cis – retinin

3.6.Ligase :

Menggabungkan 2 molekul, disertai pemutusan ikatan pirofosfat pada ATP atau senyawa

senjenis.

Contoh:

~ Piruvat karboksilase: Piruvat + CO2 + ATP Oksaloasetat + ADP

4.Struktur Protein

Agar kita bisa membayangkan dan dapat mengerti cara kerja enzim secara fisik atau dalam

bentuk tiga dimensi, maka kita perlu mempelajari struktur enzim itu sendiri. Enzim adalah

suatu protein yang tersusun dari asam amino. Maka secara bertahap kita membangun struktur

enzim. Secara teoritis, struktur protein itu ada beberapa bentuk, yaitu:

4.1.Struktur primer protein.

H O H O H O H| || | || | || |

+H3N – C – C – N – C – C – N – C – C – – – N – C – C| | | | | | |R1 H R2 H R3 H R

IKATAN PEPTIDA

O

O–

ujungkarboksil bebasujung

amino bebas

STRUKTUR PRIMER PROTEIN :

Definisi : Urutan asam amino dari ujung amino bebas (awal) sampai ujung karboksil (akhir)

yang dipertahankan oleh iktan peptida.

Ikatan peptida terbentuk dari gugus hidroksil ( -OH ) asam amino dengan gugus –NH3+ (atau

sering ditulis -NH2) asam amino lain, H2O terbentuk.

4.2.Struktur sekunder:

Karena keterbatasan rotasi antara Karbonil Karbon (CO) dan Nitrogen yang membentuk

ikatan peptida pada struktur primer protein, serta sudut tertentu yang terbentuk, dan adanya

sudut antara CO dan C, maka timbul struktur sekunder yang disebut alfa Helix dan Beta

sheet.

Struktur sekunder dipertahankan oleh ikatan hidrogen yang lemah dan iktan disulfida yang

kuat.

Termasuk struktur sekunder adalah bend, turn, dan loop

H H O| | | |

– N – C – C –|

C H 2

|S|S|

C H 2

|– N – C – C –

| | | |H H O

ik a t a nd is u lf id a

R|

C – C – N –| | | |O H H: :: :: :: :H H O| | | |

– N – C – C|R

ik a t a n H id r o g e n

* L a in 2 : * L I P IT = - P L E A T E D* K U M P A R A N A C A K = R A N D O M C O I L

* H e lix

4.3.Struktur tersier

Struktur tersier suatu protein adalah bentuk tiga dimensi dari suatu polipeptida. Hal ini

menunjukkan adanya penempatan ruangan tiga dimensi. Struktur sekunder, seperti helices,

sheets, bends, turns, dan loops bergabung membentuk suatu domains berhubungan dalam

ruang tiga dimensi.

Salt bridge = Ikatan iomik

Domain berarti suatu macam struktur bagian dari protein yang mempunyai fungsi yang sama

yang bisa terdapat dalam protein lain.

Pada temperatur yang tinggi, dan pH yang ekstrim enzim akan mengalami kerusakan atau

denaturasi.

Struktur protein kecuali yang primer akan mengalami kerusakan.

5.Cara enzim bekerja ditinjau dari struktur tiga dimensi

SE

+

c e la h a k t if = c e la h k a ta lit ik

= c e la h pe n g ik a t su b s tra t

K o m p le k s

E - S

+P

E

E : E N Z IMS : S U B S T R ATP : P R O D U K

U K U R A N M O L E K U L E : B E S A RU K U R A N M O L E K U L S : K E C IL

D A LA M S IS T E M B IO LO G IS : K A D A R E < < K A D A R S U B S T R AT

IK ATA N E – S IK ATA N L E M A H

Sebelum enzim mengkatalisis substrat menjadi produk, sustrat tersebut harus masuk kecelah

atau groove atau disebut juga “active site”, “catalytic site” yang secara fisik bentuk dan

besarnya pas atau “fit”.

Pada celah tersebut ada dua gugus reaktif yaitu –SH dari cysteine dan –OH dari serin. Gugus

tersebut bertindak sebagai pengikat dan katalitik.

Ada dua teori tentang bagaimana cara enzim itu bekerja bila ditinjau dari segi fisik atau

mekaniknya, yaitu pertama teori “Lock and Key” dari Emil Fischer. Menurut Emil Fischer

kesesuaian bentuk antara substrat dan enzim telah ada sebelum terjadi interaksi antara

substrat dan enzim (E-S komplek). Namun teori ini tidak bisa menjawab pertanyaan

mengapa kalau pH atau temperaturnya dirubah kecepatan reaksinya berubah. Maka diajukan

teori kedua oleh Daniel Kushland yang mengatakan bahwa kesesuaian bentuk antara substrat

dan enzim terjadi setelah keduanya berinteraksi.

Perhatikan gambar berikut!

TEORI KUNCI & ANAK KUNCI FISHER

TEORI KESESUAIAN IMBAS (KOSHLAND INDUCE FIT THEORY)

PENGIKATAN SPERUBAHAN KONFIRMASI(SUSUNAN ATOM DLM RUANG)

KESESUAIAN BENTUK FIT = PAS

6.Kofaktor dan koenzim

6.1.Macam kofaktor dan koenzim

Enzim yang sederhana hanya terdiri dari protein saja. Namun yang lebih kompleks terdiri dari protein

dan kofaktor.

Apabila kofaktornya berupa logam, tetap disebut kofaktor. Apabila kofaktornya berupa senyawa

organik, maka disebut koenzim. Kofaktor stabil terhadap panas. Biasanya koenzim bukan protein,

namun ada yang berupa protein (lihat metabolisme lipida).

Kofaktor adalah senyawa yang diperlukan oleh enzim kelas satu, dua, lima dan enam agar enzim-

enzim tersebut bisa bekerja.

Enzim dan kofaktor berikatan secara kovalen (kuat) atau ada yang berikatan lemah.

Enzim yang memerlukan kofaktor, terlebih dahulu mengikat kofaktornya sebelum melakukan proses

katalisis.

Mg++

Contoh: GLUKOSA + ATP GLUKOSA–6P + ADP

• Heksokinase

Ada beberapa mineral yang berikatan kuat dengan enzim, misalnya:

– Zn++

Karboksipeptidase

– Mg++

Heksokinase

– Fe++

/ Fe+++

Sistem sitokhrom

Apabila enzim memerlukan koenzim maka bersama-sama disebut Holoenzim. Enzim tanpa

koenzimnya disebut Apoenzim yang tidak aktif.

Apabila antara enzim dan koenzim membentuk ikatan yang kuat maka koenzim tersebut disebut

juga gugus prostetik.

Contoh: Katalase. Gugus prostetiknya suatu heme

Selama enzim bekerja, Heme mengalami oksidasi dan reduksi

Fe++

Fe+++

Apabila ikatan antara enzim dan koenzimnya lemah maka koenzim tersebut disebut juga

kosubstrat.

Laktat dehidrogenase

PIRUVAT + NADH + H+ LAKTAT + NAD

+

Dalam reaksi di atas NADH disebut Kosubstrat

6.2.Fungsi koenzim

Sebagai pembawa suatu gugus, atom, atau elektron.

NAD+ membawa H

– NADP+ membawa H

– FMN membawa H

– FAD membawa H

– KoQ membawa H

– HEME membawa elektron

– ATP membawa Fosfat (P)

PIRIDOKSAL FOSFAT membawa -NH2

KoA membawa Amil

Sebagian besar koenzim adalah bagian dari struktur atau molekul suatu vitamin.

Vitamin B termasuk koenzim

– TPP THIAMIN

– NAD NIASIN

– NADP NIASIN

– FAD RIBOFLAVIN

– KoA ASAM PANTOTENAT

Enzim disekresi dalam keadaan tidak aktif yang disebut Zymogen atau Proenzim, yang

bertujuan untuk melindungi organ tubuh dan menyediakan bahan setengah jadi.

Contoh: Pepsinogen disekresi oleh Chief sel lambung, diaktifkan oleh HCl lambung

menjadi Pepsin.

7.Isosim (Isozyme)

Isosim adalah suatu enzim yang mengkatalisis satu reaksi namun secara fisik ada beberapa

macam yang dibedakan misalnya dengan pemisahan memakai elektroforesis.

Contoh Laktat dehidrogenase, ada lima macam

• MENGKATALISIS REAKSI YG. SAMA

• CONTOH : LAKTAT DEHIDROGENASE (LDH)

M & H : SUSUNAN ASAM AMINO BERBEDA DISTRIBUSI ISOZIM DLM. JARINGAN BERVARIASI

DAPAT MEMBANTU DIAGNOSIS PENYAKIT SIFAT FISIK, KIMIA, IMUNOLOGIS SEDIKIT BEDA

• T.D. 4 RANTAI POLIPEPTIDA• 2 JENIS RANTAI :

HM

ISOZIM LDH ADA 5 :

I1=H4 I2=H3M I3=H2M2 I4=HM3 I5=M4

5 4 3 2 1

A

B

C

J a n t

N

H a t i

+ –

A

B

C

5 4 3 2 1

K a to d a( - )

A n o d a( + )

I 5 : M 4 I 1 = H 4A – In fa r k m io k a rdB – NC – p e n ya k it h a t iE l e k t r o fo r e s i s

S e lu l o s a a s e t a tp H 8 ,6

L D H

4 4

LDH elektroforesis

8.Pengukuran kadar enzim dalam plasma

8.1.Enzim plasma non fungsional

Kadar enzim dalam plasma dapat diukur. Apabila suatu enzim berfungsi di luar plasma,

misalnya di lumen usus contoh amilase pankreas maka kadar enzim tersebut dalam plasma

sangat rendah. Enzim amilase atau enzim yang fungsinya bukan di dalam plasma disebut

juga enzim plasma non fungsional. Enzim yang lain yang termasuk enzim plasma non

fungsional diantaranya: SGOT (serum glutamat oksaloasetat transaminase), SGPT (serum

glutamat piruvat transaminase), LDH (laktat dehidrogenase).

8.2.Enzim plasma fungsional

Enzim plasma fungsional memang berfungsi dalam plasma dan kadarnya dalam plasma agak

tinggi misalnya lipoprotein lipase, enzim-enzim yang terlibat dalam proses pembekuan

darah.

Apabila organ yang membuat enzim tersebut mengalami radang, contoh hepatitis, maka

kadar SGOT dan SGPT dalam darah akan meningkat.

Enzim-enzim berikut akan meningkat apabila organ yang bersangkutan mengalami radang,

kerusakan atau menjadi kanker:

Pankreas : amilase, lipase

Tulang : fosfatase alkali

Prostat : fosfatase asam

Hepar : SGOT SGPT LDH

Otot : SGOT CPK (Creatine phospho kinase)

LDH

Paru : LDH

Pemeriksaan enzim-enzim tersebut di atas dapat membantu menegakkan diagnosis, misalnya

seseorang yang mual-mual dan dicurigai menderita hepatitis, diperiksa SGOT SGPTnya.

Menurut National Academy of Clinical Biochemistry (NACB) tahun 2005, total CK yang

disebut juga CPK (Cretine Kinase atau Creatine Phospho Kinase), LDH, dan SGOT tidak

digunakan lagi sebagai marker untuk serangan jantung atau adanya sel dari jantung yang

mengalami nekrosis atau kematian sel sebab kurang spesifik. Isozim dari CK atau CPK yang

disebut CKP 2 atau CK-MB lebih baik, karena 90% berasal dari otot jantung, sedangkan

yang 10 % bisa berasal dari usus halus, lidah, diafrahma, dan uterus.

Sekarang telah ditemukan kanker marker untuk organ tertentu.

9.Kinetika Enzim

Kinetika enzim adalah suatu bagian dari ilmu Biokimia yang mempelajari pengukuran

kecepatan dari reaksi Biokimia atau reaksi yang dikatalisis enzim dan faktor-faktor yang

mempengaruhinya. Untuk mempertahankan homeostasis tubuh diperlukan beberapa macam

enzim yang bekerja secara utuh, berkesinambungan, dan dalam keadaan keseimbangan.

Dengan mempelajari kinetika enzim, kita bisa mengetahui bagaimana suatu stres fisiologi,

misalnya gangguan keseimbangan asam basa bisa diarahkan ke keadaan semula atau dalam

keseimbangan fisiologis. Keseimbangan fisiologis yang dimaksud adalah kadar senyawa

tertentu dikembalikan kearah normal.

Dengan mempelajari kinetika enzim juga dapat diketahui bagaimana obat-obatan bekerja dalam

tubuh untuk mengembalikan kesehatan. Kinetika enzim sangat berperan dalam penemuan obat

baru untuk menanggulangi berbagai penyakit.

Yang tak kalah pentingnya adalah untuk

mengisolasi suatu enzim diperlukan ilmu kinetika enzim.

Pengukuran aktivitas enzim:

Berdasar pada aktivitasnya.

1 IU, micromol P/menit

Pada enzim tertentu :

1 IU, perobahan kepekatan pada 340nm sebesar 0,001 per menit.

Kurve Perjalanan dari suatu reaksi enzimatik

0 t0

S

P( )

S

P( )

Gambar 2

Kecepatan reaksi :

jumlah substrat yg diubah per satuan waktu

jumlah produk yg terbentuk per satuan waktu

Kecepatan pada titik 0 adalah tangen sudut alfa A / A’, demikian pula untuk titik B dan C.

Makin kecil sudutnya makin pelan jalan reaksinya, sehingga apabila datar maka tidak ada

reaksi.

Kecepatan awal (Vo):

Pada waktu kadar substrat, produk dan enzim, suhu, pH dapat diketahui dengan tepat.

Pada awal reaksi. Pada waktu kurve perjalanan masih lurus. Biasanya berkurangnya

substrat < 10%.

Cara mengukur kecepatan awal:

Ambil bagian pada kurve perjalanan yang masih berupa garis lurus (pada awal reaksi). Kecepatan awal berbanding lurus dengan kadar enzim

Dalam sistem biologi, enzim hanya mempercepat tercapainya keseimbangan tetapi tidak

mengubah konsentrasi akhir dari masing-masing reaktan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi atau kecepatan katalisis suatu enzim:

9.1.Kadar substrat.

V = K3[ES] tidak ada bagian dari ES yang kembali ke E + S

Kecepatan pembentukan ES = K1[E][S]…………………………….1)

Kecepatan pemecahan atau dissosiasi ES = (K2 + K1)[ES]…………2)

L adalah keadaan keseimbangan (steady state).

Kecepatan pembentukan ES tetap konstan sewaktu S dan P berubah.

K1 [E][S] = K2 + K3) [ES]

t0

S

P( )

A

B

C

A’ B’ C’

Kec di 0 = tg

__=

= A__

A’= Kec di A

Kec di B = tg

Kec rata-rata

d i B =B__

B’

Kec rata-rata

Cdi C

C’

Gambar 3

K1 [E][S]

[ES] = -----------

K2 + K3

K2 + K3

Km = ------------- Michaelis constant

K1

Persamaan Michaelis-Menten bisa ditulis juga sebagai berikut:

Vomax x [S]

Vo = ------------------

Km + [S]

Ada tiga keadaan yang bisa kita pelajari dari diagram parabola di atas, yaitu:

1.Apabila kadar S atau [S] sangat kecil bila dibandingkan dengan Km

2.Apabila kadar S atau [S] sama dengan harga Km

3.Apabila kadar S atau [S] sangat besar bila dibandingkan dengan Km

9.1.1.[S] <<< Km

Apabila [S] sangat kecil dalam rumus bisa dianggap nol, sehingga rumusnya berubah

menjadi:

Vomax x [S]

Vo = ------------------

Km

Vo max

Vo = ------- x [S]

Km

Artinya kecepatan awal berbanding lurus dengan kadar substrat

9.1.2.[S] = Km

Rumus persamaan berubah menjadi:

Vomax x [S] [S]

Vo = ------------------ = Vomax x ------

[S] + [S] 2 [S]

Gambar 4

Gambar 5

1

Vo = ----- x Vomax = ½ Vomax

2

9.1.3.[S] >>> Km

Rumus persamaan berubah menjadi:

Vomax x [S]

Vo = ------------------ = Vomax

[S]

9.1.4.Pengukuran harga Km

Untuk membuat suatu hiperbola dalam diagram diatas sedikitnya diperlukan sembilan titik.

Lineweaver-Burk mengambar kembali, namun bukan sebagai hiperbola akan tetapi sebagai

suatu garis lurus. Persamaan Hiperboilanya diubah menjadi persamaan garis linier.

1 Km 1 1

--- = ----- x --- + ---

Vo Vomax [S] Vomax

Double reciprocal atau Lineweaver-Burk Plot.

9.2.Pengaruh pH terhadap reaksi enzimatik

Enzim adalah suatu protein, yang

bermuatan. Muatan enzim dipengaruhi

oleh pH. Pada pH rendah enzim

bermuatan positif, sedangkan pada

pH yang tinggi enzim akan

bermuatan negatif. Apabila suatu

polipeptida atau protein digantikan dengan suatu asam amino, maka tidaklah berbeda artinya

atau maknanya dalam hal muatan yang dapat dipengaruhi oleh pH. Lihat diagram di atas!

C

O

O HCN

+H

3

R

C

O

OCN

+H

3

R

-

C

O

OCNH

R

-2

pH = 3

pH = 7

pH = 11

Gamabr 6

Gambar 7

Karena pKa dari suatu karboksil berkisar sekitar 5 , maka pada pH 3 sebagian besar karboksil

belum berdissosiasi. Pada pH sekitar 5 kira-kira separuh berdissosiasi. pKa NH3 sekitar 9, jadi

pada pH 11 sebagian besar NH3 berdissosiasi menjadi NH2 dan H+.

Perubahan pH akan menyebabkan perubahan muatan. Perubahan muatan akan mengubah

bentuk tiga dimensi protein. Perubahan bentuk akan merubah ikatan ES komplek, selanjutnya

akan merubah kecepatan reaksi enzimatik.

pH optimum adalah pH dimana enzim bekerja maksimal.

Contoh : Pepsin mempunyai pH optimum 1,6 (a)

Glukosa 6 fosfatase mempunyai pH optimum 7,8 (b)

9.3.Pengaruh temperatur terhadap reaksi enzimatik

Kenaikan temperatur dapat meningkatkan kecepatan reaksi enzimatik hingga temperatur

tententu dalam mahluk hidup. Pada manusia reaksi enzimatik akan meningkat seiring

meningkatnya temperatur tubuh hingga maksimum 45oC atau lebih sedikit. Karena di atas

temperatur tersebut protein akan kehilangan ikatan

nonkovalennya sehingga struktur tiga dimensinya

berubah hingga protein mengalami kerusakan

atau denaturasi, enzim menjadi tidak aktif lagi.

Pada awal reaksi kecepatan reaksi (Vo) secara

teoritis hampir berbanding lurus dengan temperatur,

karena pada awal reaksi yang berlaku adalah

reaksi non enzimatik. Gambar 9

Pada gambar di atas, makin tinggi temperatur makin cepat rusak suatu enzim (∆S / ∆P

versus). Enzim pada percobaan tersebut mempunyai kecepatan rata-rata tertinggi pada

temperatur 50oC

Q10, atau koeffisien temperatur adalah faktor yang menunjukkan peningkatan kecepatan

reaksi enzimatik dalam proses biologis pada tiap kenaikan temperatur 10oC. Biasanya

menjadi dua kali lipat tiap kenaikan 10oC. Ini bisa terjadi pada binatang seperti kadal atau

ikan. Temparatur tubuhnya bisa berubah sesuai dengan temperatur sekitar. Suatu cara untuk

mempertahankan hidup.

50

60

7040

80

0

C0

C0

C0

C0

C

S

P( )

S

P( )

t0 t2

Suhu

t__S

8040 6050 7000 0 0 0

V Rata-rata

=t

__S

Gambar 8

9.4.Pengaruh Inhibitor.

Inhibitor adalah senyawa yang menghambat aktivitas enzim. Inhibitor mengurangi kecepatan

reaksi enzimatik. Inhibitor bisa ditemukan secara natural atau sengaja dibuat manusia

misalnya obat-obatan, atau senyawa untuk penelitian.

Ada dua macam inhibitor:

9.4.1.Inhibitor kompetitif.

Inhibitor kompetitif mempunyai struktur mirip

dengan substrat, sehingga bisa pas (fit) masuk

ke active site atau tempat katalitik. Dengan

demikian berkompetisi dengan substrat untuk

mencapai tempat katalitik, sehingga kecepatan

reaksi menjadi lebih lambat.

Penambahan kadar substrat akan

mengembalikan kecepatan reaksi.

Hambatan biasanya bersifat sementara

dan reversibel.

Inhibitor kompetitif meningkatkan harga Km,

tetapi tidak mempengaruhi Vomax.

Jadi kecepatan reaksi enzimatik bisa mencapai sama seperti kecepatan semula apabila

substrat ditambah cukup tinggi. Suksinat dehidrogenase dapat dihambat secara kompetitif

oleh asam glutamat,

8.4.2.Inhibitor nonkompetitif.

Molekul inhibitor nonkompetitif berbeda

strukturnya dengan substrat dan tidak

mempunyai struktur yang sesuai dengan

tempat katalitik. Inhibitor ini mengikat

enzim dilain tempat, dan merubah bentuk

enzim. Substrat tidak bisa lagi masuk ke tempat katalitik. Inhibitor nonkompetitif

mengurangi jumlah enzim yang aktif. Inhibitor nonkompetitif menurunkan harga Vomax

tapi tidak mempengaruhi nilai Km. Inhibitor ini biasanya mengikat kuat enzim sehingga

tidak reversibel atau irreversibel. Contoh heavy metal ions Hg++ racun sianida (cyanide).

Banyak racun saraf bekerja seperti ini.

9.4.3.Inhibitor feedback (allosteric effectors)

Aktivitas beberapa enzim dapat diatur oleh molekul tertentu yang dapat mengikat enzim

ditempat tertentu yang disebut tempatregulator spesifik (allosteric site).

Molekul yang berbeda dapat menghambat atau mempercepat (activate) kecepatan reaksi

enzimatik. Biasanya enzim tersebut terletak pada awal reaksi dalam rangkayan

COOH

C

C

COOH

H

H2

2

As.Suksinat

Suksinat dehidrogenase

COOH

HOOC

As. Fumarat

COOH

C

C

COOH

H

H2

2

CH 2

COOH

C

COOH

H 2 COOH

COOH

C

HC

COOH

H

2

3

As.Glutarat

As.Malonat

As.Oksalat

As.Propionat

reaksi (jalur atau alur reaksi) yang panjang.

Enzim tersebut sering diaktivasi oleh

sustrat pada awal reaksi dan dihambat oleh

hasil jalur reaksinya.Proses ini disebut

feedback inhibition.

10.Bahan bacaan

10.1.Harper's Illustrated Biochemistry, by Robert K. Murray, David A Bender, Kathleen M.

Botham, Peter J. Kennelly, Victor W.Rodwell, P. Anthony Wei., twenty eigth edition,

2009

10.2.Principles of Biochemistry by Lehninger A.L. et al, third edition, 2000

10.3.Biochemistry by Lubert Stryer, fourth edition, 2000

10.4. http://www.biologymad.com/resources/Ch%204%20-%20Enzymes.pdf

Latihan soal:

1.Enzim

1.Apakah makromolekul itu? Supra molekul?

2.Apakah fungsi enzim?

3.Sebutkan ciri-ciri enzim!

4.Bagaimana enzim bekerja ditinjau dari segi Energi?

5.Apa artinya ∆ G < 0 ?

6.Apaka energi akttivasi itu?

7.Terangkan apa artinya “active side”!

8.Ada enam kelas enzim, sebutkan apa saja!

9.Berilah contoh struktur protein sekunder! Dipertahankan oleh ikatan apa saja?

10.Terangkan Teori Ficher dan teori Koshland tentang cara kerja enzim menurut bentuk protein

yang empat demensi!

11.Apa kofaktor itu? Apa bedanya dengan koenzim?

12.Apa Holo-enzim itu?

13.Sebutkan koenzim pembawa H!

14.Apa artinya enzim non plasma fungsional?

15.Kalau terjadi serangan jantung, enzim apa yang mungkin kadarnya meningkat dalam plasma?

18

2.Kinetika Enzim

2.1.Tulislah rumus Michaelis Menten!

2.2.Apabila kedalam larutan ditambah substrat yang sangat banyak, berapakah kecepatan V0

nya?

2.3.Kalau [S] = Km berapakah V0?

2.4.Pada pH yang tinggi bagaimana muatan sutau protein dalam larrutan?

2.5.Sebutkan ciri-ciri Inhibitor kompetitif reversibel!

2.6.Sebutkan beberapa contoh inhibitor kompetitif revesibel dari asam suksinat terhadap enzim

suksinat dehidrogenase!

2.7.Bagaimana pengaruh inhibitor kompetitif reversibel terhadap Kmnya?