KONSEP ENZIM DAN KOENZIM A. Pendahuluan Reaksi atau proses kimia
yang berlangsung baik didalam tubuh kita untuk memperoleh energy
dimungkinkan karena adanya katalis yang disebut enzim. Pengetahuan
tentang katalis dirilis oleh Berzelius pada tahun 1837. Ia
mengusulkan nama katalis untuk zat-zat yang dapat mempercepat
reaksi tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi. Contoh proses
reaksi dengan pertolongan enzim dikenal sejak dulu: pembuatan
anggur dengan cara fermentasi atau peragian dan pembuatan asam cuka
termasuk proses kimia berdasarkan aktivitas enzim. Enzim dikenal
untuk pertama kalinya sebagai protein oleh summer tahun 1926 yang
telah berhasil mengisolasi urease. Urease adalah enzim yang dapat
menguraikan urea menjadi CO2 dan NH3. Tahun kemudian, Northrop dan
Kunitz dapat mengisolasi pepsin, tripsin, kimotripsin. Dengan
demikian emzim ialah suatu protein Enzim mempunyai gugus protein
dan bukan protein jadi termasuk golongan protein majemuk. Enzim
semacm ini (holoenzim) terdiri atas protein (apoenzim) dan suatu
gugus bukan protein. Sebagai contoh: enzim katalase terdiri atas
protein dan ferriprotorfirin. Ada juga enzim yang terdiri atas
protein dan logam, misalnya askorbat oksidase adalah protein yang
mengikat tembaga. Gugus bukan protein yang disebut kofaktor ada
yang terikat kuat dengan protein disebut gugus prostetik dan yang
tidak begitu kuat ikatanya, yang dapat dipisahkan dengan dialysis
disebut koenzim. Baik prostetik maupun koenzim merupakan bagian
dari enzim yang memungkinkan enzim bekerja terhadap substrat yaitu
zat-zat yang diubah atau direaksikan oleh enzim. B. Pengertian
enzim Enzim merupakan biokatalis (katalisator yang disintesis oleh
organisme hidup), yang mengkatalis reaksi-reaksi kimiawi dalam
tubuh makhluk hidup. Enzim tidak hanya bekerja dalam tubuh, tapi
juga bisa bekerja dalam tabung reaksi , asal kondisinya sesuai
dnegan dalam tubuh.. Didalam tubuh, enzim berfungsi mengkatalis
reaksi-reaksi perubahan makanan menjadi bentuk yang dapat
dimanfaatkan oleh tubuh, baik sebagai energi maupun unsur pembentuk
tubuh. Kekurangan enzim dapat menimbulkan penyakit tertentu.
C. Tiga sifat utama enzim 1. Kemampuan katalitiknya 2.
Spesifitasnya
3. Kemampuan untuk diatur (regulasi) D. Bagian-bagian enzim
Seperti halnya protein lain, enzim memiliki BM antara 12.000 1 juta
kd Beberapa enzim tidak membutuhkan molekul kimiawi lain untuk
aktifitasnya, beberapa membutuhkan kofaktor/koenzim Kofaktor adalah
ion-ion inorganik yang dibutuhkan enzim untuk melakukan fungsinya
Koenzim dalah molekul organic (komplek) yang dibutuhkan enzim untuk
melakukan fungsinya Koenzim dan kofaktor yang terikat sangat kuat
bahkan terikat dengan ikatan kovalen dengan enzim disebut gugus
prostetik Enzim aktif lengkap dengan semua komponennya disebut
holoenzim Bagian yang terdiri dari protein saja pada suatu enzim
disebut apoenzim/apoprotein Fungsi koenzim adalah sebagai karier
sementara dari gugus fungsional yang berperan dalam reaksi
ensimatis tersebut E. Tata nama dan kekhasan enzim Secara umum nama
enzim disesuaikan dengan substratnya, dengan penambahan ase
dibelakangnya substrat. Substrat adalah senyawa yang bereaksi
dengan bantuan enzim. Contoh: enzim menguraikan urea dinamakan
urease. Kelompok yang mempunyai fungsi sejenis diberi nama sesuai
fungsinya, missal hidrolase adalah kelompok enzim yang mempunyai
fungsi sebagai katalis dalam reaksi hidrolisis. Suatu enzim bekerja
secara khas terhadap substrat tertentu. Kekhasan inilah yang
merupakan cirri dari suatu enzim. Ini sangat berbeda dengan katalis
lain (bukan enzim) yang dapat bekerja terhadap berbagai macam
reaksi. Contoh enzim urease hanya bekerja pada ure sebagai
substratnya. Ada juga enzim yang bekerja terhadap lebih dari satu
substrat namun enzim tersebut tetap mempunyai kekhasan tertentu,
misalnya: enzim esterase dapat menghidrolisis beberapa ester asam
lemak, tetapi tidak dapat menghidrolisis substrat lain yang bukan
ester. Suatu contoh tentang kekhasan ini misalnya enzim arginase
bekerja terhadap Larginin dan tidak terhadap D-arginin. Suatu enzim
mempunyai kekhasan yang nisbi, apabila ia dapat bekerja terhadap
beberapa sustrat, misalnya esterase dan D-asam amino oksidase yang
dapat bekerja D-asam amino dan L-asam amino tetapi beda
kecepatanya. Karena kekhasan inilah, maka enzim dapat digunakan
sebagai memisahkan komponen D dari L pada campuran rasemik.
Kekhasan terhadap suatu reaksi disebut kekhasan reaksi. Suatu asam
amino tertentu sebagai substrat dapat mengalami berbagai reaksi
dengan berbagai enzim. Contoh hal 143 Jadi kekhasan reaksi bukan
disebabkan olej koenzim tetapi oleh
apoenzim F. Fungsi dan cara kerja enzim Fungsi suatu enzim
adalah sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi dalam sel
maupun di luar sel. Suatu enzim dapat mempercepat 108 sampai 1011
kali lebih cepat daripada apabila reaksi tersebut dilakukan tanpa
katalis. Jadi enzim dapat: Berfungsi sebagai katalis yang sangat
efisien Mempunyai derajat kekhasan yang tinggi Dapat menurunkan
energy aktivasi suatu reaksi kimia Reaksi kimia ada yang
membutuhkan energy (endergonik), meghasilkan energy dan
mengeluarkan energy (ekssergonik), misalnya: gambar 6-2: diagram
energy reaksi kimia tanpa katalis dan dengan katalis. Kompleks
enzim-Substrat Enzim mempunyai kekhasan yang hanya bekerja pada
satu reaksi saja. Untuk dapat bekerja terhadap suatu zat atau
substrat harus ada hubungan atau kontak antara enzim dengan
substrat. Suatu enzim mempunyai ukuran lebih besar daripada
substratnya. Oleh karena itu tidak seluruh bagian enzim dapat
berhubungan dengan subtratnya. Hubungan antara substat dengan enzim
hanya terjadi pada bagian atau tempat tertentu saja dinamakan
bagian aktif (active site) Hubungan hanya mungkin terjadi apabila
bagian aktif mempunyai ruang yang tepat dapat menampung substrat.
Apabila substrat mempunyai bentuk yang konformasi lain, maka tidak
dapat ditampung pada bagian aktif suatu enzim, maka enzim tidak
dapat berfungsi terhadap substrat. Ini penjelasan mengapa enzim
mempunyai kekhasan terhadap sunstrat tertentu. Persamaan
Michaelis-Menten Pada konsentrasi tinggi, kecepatan reaksi tidak
dipengaruhi lagi oleh pertambahan konsentrasi. Ini menunjukkan
bahwa enzim seolah-olah jenuh dengan substrat, artinya tidak dapat
lagi menampung substrat. Michaelis dan Menten berkesimpulan bahwa
kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi kompleks
enzim-substrat (ES), sebab apabila tergantung pada konsentasi
substrat (S), maka penambahan konsentrasi substrat akan
menghasilkan pertambahan kecepatan reaksi (bila gigambarkan menjadi
garis lurus) Contoh: pada percobaan hidrolisis sukrosa menjadi
glukosa dan fruktosa oleh enzim, ternyata pada konsentrasi sukrosa
rendah, kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi sukrosa. Namun
pada konsentrasi tinggi, kecepatan reaksinya tidak tergantung pada
pada konsentrasi sukrosa. G. Karakteristik sisi aktif enzim
Merupakan bagian kecil dari enzim (mengapa enzim harus memiliki
ukuran besar? Sisi kimia aktif merupakan suatu cekukan yang
bersifat 3 dimensi yang memberikan lingkungan mikro yang sesuai
untuk terjadinya suatu reaksi
Substrat terikat pada sisi aktif dengan interaksi/ikatan yang
lemah Spesifitas enzim dipengaruhi oleh asam amino yang menyusun
sisi aktif suatu enzim Sisi aktif mempunyai 2 bagian yang penting:
Bagian yang mengenal substrat dan kemudian mengikatnya Bagian yang
mengakatalis reaksi, setelah substrat diikat oleh enzim
Asam amino yang membentuk kedua bagian tersebut tidak harus
berdekatan dalam urutan secara linier, tetapi dalam konformasi 3D
mereka berdekatan
H. Teori yang menjelaskan kerja enzim Lock and Key analogy Ensim
memiliki struktur sisi spesifik yang cocok dengan substrat. Mampu
menerangkan spesifitas enzim tetapi tidak dapat menerangkan
stabilitas fase transisi enzim
Induced fit theory Memperimbangkan fleksibilitas protein,
sehingga pengikatan suatu substrat pada enzim menyebabkan sisi
aktif mengubah konformasinya sehingga cocok dengan substratnya
sehingga dapat menerangkan fase transisi ES komplek.
I. Dua model reaksi reaksi enzim Ada dua model yang membantu
menjelaskan reaksi Enzimatis : 1. Model Fischer (model kaku),
mengumpamakan pasangan enzim - subtrat seperti pasangan gembok
dengan anak kuncinya, sehingga tidak sembarangan anak kunci bisa
membuka gembok itu.. Model ini digunakan untuk menjelaskan
mekanisme kerja inhibitor kompetitif 2. Model Koschland (model
konformasi), menggambarkan bentuk molekul enzim yang lentur
(fleksibel). Sifat lentur ditimbulkan oleh adanya unsur-unsur
pengatur kelnturan molekul pada tempat tertentu drai enzim J.
Penggolongan enzim Enzim digolongkan berdasarkan pada reaksi yang
diikutinya, sedangkan masingmasing enzim diberi nama menurut
substratnya. Menurut Commission on Enzymes of the International
Union of Biochemistry, enzim digolongkan dalam enam besar
berdasarkan reaksi kimia. 1) Golongan oksidoreduktase Enzim-enzim
yang termasuk dalam golongan ini, dibagi dua bagian yaitu
dehidrogenase dan oksidase. Dehidrogenase bekerja pada
reaksi-reaksi dehidrogenase yaitu reaksi pengambilan atom hydrogen
dari suatu senyawa (donor). Hydrogen yang dilepas diterima oleh
senyawa lain (akseptor). Reaksi pembentukan aldehida dari alcohol
adalah contoh reaksinya. Disini alcohol adalah donor hydrogen,
sedangkan senyawa yang menerima hydrogen adalah suatu koenzim
nikotinadenindinukleotida. Contoh lain glutamate dehidrogenase
adalah contoh enzim dehidrogenase yang bekerja terhadap asam
glutamate sebagai substrat. Enzim ini banyak terdapat pada
mitokondria dalam sumua sel jaringan. Dalam reaksi ini asam
glutamate diubah menjadi asam ketoglutarat. Enzim-enzim oksidase
juga bekerja sebagai katalis pada reaksi pengambilan hydrogen dari
suatu substrat. Dalam reaksi ini yang bertindak selaku akseptor
hydrogen ialah oksigen. Contoh enzim glukosa oksidase bekerja
sebagai katalis pada reaksi oksidasi glukosa menjadi asam glukonat.
Contoh lain xantin oksidase adalah enzim yang bekerja sebagai
katalis reaksi oksidasi xantin menjadi asam urat. Asam amino
oksidase yang bekerja sebagai katalis pada reaksi oksidasi
asam-asam amino. Glisin oksidase adalah enzim pada reaksi oksidasi
glisin menjadi glioksilat. Enzim ini adalah suatu flavoprotein
yaitu senyawa yang terdiri atas flavin yang berikatan denga
protein. Enzim asam amino oksidase terdapat dala hati dan ginjal 2)
Transferase Enzim sebagai golongan ini bekerja sebagai katalis pada
reaksi pemindahan suatu gugus dari suatu senyawa kepada senyawa
lain. Beberapa contoh enzim yang termasuk golongan ini, ialah
metiltransferase, dan asam hidroksimetiltransferase,
karboksiltransferase, asiltransferase
amino transferase atau disebut juga transaminase. Enzim
metiltransferase bekerja pada reaksi pembentukan keratin dari asam
guanidine asetat. Pembentukan glisin dari serin merupakan reaksi
pemindahan gugus hidroksil metil. Gugus ini dilepaskan dari molekul
serin dengan dibantu oleh enzim hidroksimetil transferase. Enzim
transaminase bekerja pada reaksi transaminasi yaitu suatu reaksi
pemindahan gugus amino dari suatu asam amino kepada senyawa lain.
3) Hidrolase Enzim hidrolase bekerja sebagai katalis pada reaksi
hidrolisis. Ada tiga jenis hidrolase yaitu yang memecah ikatan
ester, memecah glikosida, dan yang memecah ikatan peptide. Beberapa
enzim ini adalah esterase, lipase, fosfatase, amylase, amino
peptidase, karboksi peptidase, pepsin, tripsin, dan kimotripsin. a.
Esterase ialah enzim yang memecah ikatan ester dengan cara
hidrolisis. Esterase yang terdapat dalam hati dapat memecah ester
sederhana, misalnya etil butirat menjadi etanol dan asam butirat.
b. Lipase ialah enzim yang memecah ikatan ester pada lemak,
sehingga terjadi asam lemak dan gliserol. c. Fosfatase adalah enzim
yang dapat memecah ikatan fosfat pada suatu senyawa, misalnya
glukosa-6-fosfat dapat dipecah menjadi glukosa dan asam fosfat. d.
Enzim amylase dapat memecah ikatan-ikatan pada amilum hingga
terbentuk maltose. Ada tiga macam enzim amylase, yaitu amylase,
amylase dan amylase. amylase terdapat dalam saliva (ludah) dan
pancreas. amylase terutama terdapat pada tumbuhan dan dinamakan
eksoamilase. amylase telah diketahui terdapat dalam hati. Enzim
yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi pemecahan molekul protein
dengan hidrolisis disebut enzim proteolitik 2 macam peptidase yaitu
atau protease/ dan peptidase. Ada endopeptidase
eksopeptidase. Endopeptidase memecah protein pada tempat-tempat
tertentu dalam molekul protein dan tidak mempengaruhi gugus yang
terletak di ujung molekul. Contoh enzim pepsin yang terdapat dalam
usus halus dan papain. Eksopeptidase bekerja terhadap kedua ujung
molekul protein. 4) Liase Enzim yang termasuk golongan ini
mempunyai peranan penting dalam reaksi pemisahan suatu gugus dari
suatu substrat (bukan cara hidrolisis). Contoh enzim ini antara
lain. Dekarboksilase, aldose, dan hidratase. Piruvat dekarboksilase
adalah enzim yang bekerja pada reaksi dekarboksilase asam piruvat
dan menghasilkan aldehida. Enzim aldose bekerja pada reaksi
pemecahan molekul fruktosa 1,6-difosfat menjadi dua molekul triosa
yaitu dihidroksi aseton fosfat dan gliseraldehida-
3-fosfat. Enzim fumarat hidratase berperan dalam reaksi
penggabungan satu molekul H2O kepada molekul asam fumarat dan
membentuk asam malat. 5) Isomerase Enzim yang termasuk dalam
golongan ini bekerja pada reaksi perubahan intramolekuler, Contoh
enzim misalnya ini reaksi perubahan glukosa menjadi dan katalis
fruktosa, perubahan senyawa L menjadi senyawa D dll. adalah
ribulosa ribulosafosfat epimerase epimerase glukosafosfat bagi
reaksi isomerase. Enzim merupakan
epimerisasi ribulosa. Dalam reaksi ini ribulosa-5-fosfat diubah
menjadi xilulosa-5-fosfat. Disamping itu reaksi isomerisasi
glukosa-6-fosfat menjadi fruktosa-6-fosfat dapat berlangsung dengan
bantuan enzim glukosa fosfat isomerase. 6) Ligase Enzim yang
termasuk dalam golongan ini bekerja pada reaksi-reaksi penggabungan
dua molekul. Maka dinamakan juga enzim sintetase. Ikatan yang
terbentuk dari penggabungan tersebut adalah ikatan C-O, C-S, C-N
atau C-C. Contoh enzim golongan dalam ini adalah glutamine
sintetase glutamine dan dari piruvat asam karboksilase. Enzim
glutamine sintetase yang terdapat dalam otak dan hati merupakan
glutamate. Enzim karboksilase bekerja dalam reaksi pembentukan asam
oksaloasetat dan asam piruvat. K. Pengukuran kecepatan reaksi
enzimatis Kecepatan reaksi enzimatis dapat diukur dengan cara
,mengukur kecepatan subtrat yang bereaksi, atau produk yang
dihasilkan (per menit atau per jam) dalam keadaan pengkuran kusus..
pengukuran dinyatakan dalam unit enzim L. Distribusi enzim dalam
sel Enzim memiliki tempat tersendiri dalam sel. Enzim-enzim
glikolitik EmbdenMeyerhof terdapat di sitoplasma.. Enzim siklus
kreb terdapat di mitokondria. Rantai pernafasan terletak di membran
dalam mitokondria. M. Factor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim
1. Konsentrasi enzim Pada konsentrasi substrat tertentu. Kecepatan
reaksi bertambah dengan bertambahnya konsentrasi enzim. 2.
Konsentrasi substrat Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan
konsentrasi enzim yang tetap, maka pertambahan konsentrasi substrat
akan menaikkan kecepatan reaksi. Akan tetapi pada batas konsentrasi
tertentu, tidak terjadi kenaikan kecepatan reaksi walaupun
konsentrasi substrat diperbesar. Keadaan ini telah diterangkan oleh
Michaelis-Menten dengan hipotesis mereka tentang katalis reaksi
pembentukan
terjadinya kompleks enzim substrat. Pada komplek enzim-substrat,
pada kosentrasi substrat rendah, bagian aktif (kontak antara enzim
dan subtract) enzim ini hanya menampung substrat sedikit. Bila
substrat diperbesar, makin banyak substrat yang dapat berhubungan
dengan enzim pada bagian aktif tersebut. Maka konsentrasi komplek
substrat-enzim makin besar sehingga menyebabkan semakin besar
kecepatan reaksi. Pada batas konsentrasi substrat tertentu, semua
bagian aktif telah dipenuhi oleh substrata tau telah jenuh dengan
substrat. Dalam keadaan ini, bertambah besarnya konsentrasi
substrat tidak menyebabkan bertambah besarnya konsentrasi kompleks
enzim substrat, sehingga jumlah hasil reaksinya pun tidak bertambah
besar. 3. Suhu Reaksi kimia dapat dipengaruhi oleh suhu, maka
reaksi yang menggunakan katalis enzim juga dipengaruhi oleh suhu.
Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada
suhu tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Disamping itu, enzim
adalah suatu protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan
terjadinya proses denaturasi. Apabila terjadi denaturasi maka
bagian aktif enzim akan terganggu dan dengan demikian konsentrasi
efektif enzim menjadi berkurang dan kecepatan reaksinya pun akan
menurun. Kenaikan suhu sebelum terjadinya proses denaturasi dapat
menaikkan kecepatan reaksi. Namun kenaikan suhu pada saat mulai
terjadinya proses denaturasi akan mengurangi kecepatan reaksi.
Titik optimum yaitu suhu paling tepat bagi suatu reaksi yang
menggunakan enzim tertentu. Titik 0 menunjukkan suhu optimum, yaitu
suhu yang menyebabkan terjadinya reaksi kimia dengan kecepatan
paling besar. Tiap enzim mempunyai suhu optimum tertentu. Pada
umunya enzim yang terdapat pada hewan mempunyai suhu optimum antara
40oC 50oC, sedangkan pada tumbuhan antara 50oC 60oC. Sebagian besar
enzim terdenaturasi pada suhu di atas 60 oC. 4. Pengaruh PH Seperti
protein pada umumnya, struktur ion enzim tergantung pada pH
lingkungannya. Enzim dapat berbentuk ion positif, ion hegatif atau
ion bermuatan ganda. Perubahan pH lingkungan akan berpengaruh
terhadap efektifitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks
enzim substrat. Disamping itu pengaruh pH rendah dan pH tinggi
dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan ini akan
mengakibatkan menurunnya aktivitas enzim. Beberapa Enzim dengan pH
optimum Enzim Sukrase Amylase Lipase Pepsin Sumber Usus halus
Saliva, pancreas Pancreas Lambung Substrat Sukrosa Amilum Etil
butirat Albumin pH Optimum 6,2 5,6 7,2 7,0 1,5 2,5
Tripsin 5. Pengaruh Inhibitor
Pancreas
Kasein
8 11
Inhibitor/hambatan dalam mekanisme kerja enzim dibagi dalam 2:
1) Hambatan reversibel Hambatan dapat berupa: 1) Hambatan bersaing
Hambatan bersaing dapat disebabkan karena ada molekul yang mirip
dengan substrat, yang dapat pula membentuk komples yaitu kompleks
enzim inhibitor (EI) yang sama dengan (ES), yaitu melalui
penggabungan inhibitor dengan enzim pada bagian aktif enzim.
Contoh: asam malonat, oksalat dan oksaloasetat dapat menghambat
kerja enzim suksinat dehidrogenase dalam reaksi dehidrogenasi asam
suksinat. 2) Hambatan tidak bersaing Hambatan tidak bersaing tidak
dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi substrat dan inhibitor yang
melakukannya disebut inhibitor tidak bersaing. Dalam hal ini
inhibitor dapat bergabung dengan enzim pada suatu bagian enzim di
luar enzim bagian aktif. Penggabungan ini terjadi pada enzim bebas.
Atau pada enzim yang telah mengikat substrat. Contoh inhibitor
tidak bersaing yang banyak dikenal ialah ion-ion logam berat (Cu++,
Hg++ dan Ag+) yang dapat berhubungan dengan gugus SH yang terdapat
pada sistein dalam enzim. 2) Hambatan tidak reversibel Hambatan
tidak reversibel pada umumnya disebabkan oleh terjadinya proses
destruksi atau modifikasi sebuah gugus fungsi atau lebih yang
terdapat pada molekul enzim. Hambatan tidak reversibel ini dapat
terjadi karena inhibitor bereaksi tidak reversibel dengan bagian
tertentu pada enzim, sehingga mengakibatkan berubahnya bentuk
enzim. Dengan demikian katalitik enzim tersebut. Contoh inhibitor
tidak reversibel adalah molekul iodoase-tamida yang dapat bereaksi
dengan gugus SH suatu enzim tertentu. Contoh lain: diisopropil
fosfofluoridat. Inhibitor ini termasuk senyawa fosfor organic yang
bersifat racun, karena dapat berkaitan dengan asetilkolin esterase
yang terdapat dab berfungsi pada system saraf pusat. Maka enzim tak
dapat berfungsi secara sempurna sehingga dapat mengganggu kerja sel
saraf pusat. 3) Hambatan alosterik Hambatan yang terjadi pada enzim
alosterik dinamakan hambatan alosterik, sedangkan inhibitor yang
menghambat dinamakan inhibitor mengurangi aktivitas
alosterik. Bentuk molekul inhibitor alosterik ini berbeda dengan
molekul substrat. Lagipula inhibitor alosterik berikatan dengan
enzim pada tempat diluar bagian aktif enzim. Dengan demikian
hambatan ini tidak akan dapat diatasi dengan penambahan sejumlah
substrat. Terbentuknya ikatan enzim dengan inhibitor alosterik
mempengaruhi konformasi enzim, sehingga bagian aktif mengalami
perubahan bentuk. Akibatnya ialah penggabungan substrat pada bagian
aktif enzim terhambat. Contoh treonin sebagai substrat tidak dapat
bergabung dengan enzim karena bentuk bagian aktif enzim berubah
setelah enzim berikatan dengan isoleusin sebagai inhibitor N.
Faktor perusak enzim Beberapa agen dapat menyebabkan kerusakan
enzim. Misalnya sinar ultraviolet (oksidator). Faktor tersebut
merusak aktifitas enzim mengingat enzim bersifat protein Mislanya
enzim yang aktifitasnya ditentukan oleh gugus sulfidril, apabila
ada oksidator yang merubah gugus sulfhidril menjadi disulfidril,
menyebbakan enzim in-aktif. Aktif kembali bila diberikan
reduktor.
O. Kadar enzim Kadar enzim berbanding lurus dengan kecepatan
reaksi. Yang berarti semakin tinggi kadar enzim, maka semakin cepat
reaksi berlangsung, selama subtratnya tersedia. Kadar enzim tidak
mempengaruhi keseimbangan (tidak mengubah arah reaksi) P. Kadar
substrat Penaikan kadar subtrat akan menaikan kecepatan reaksi
enzimatis. Pada kadar subtrat tertentu dicapai kecepatan reaksi
enzimatis yang maksimal (Vmax). Setelah Vmax tercapi, penambahan
kadar subtrat tidak lagi meningkatkan kecepatan reaksi enzimatis.
Besarnya kadar subtrat pada kecepatan reaksi enzimatis mencapai 1/2
Vmax disebut Konstanta Michaelis (KM). Q. Pengaturan aktifitas
enzim Pengaturan aktifitas enzim dilakukan dengan beberapa cara :
a. Pembentukan proenzim dibutuhkan. b. Pengaturan alosterik; yang
diaturnya. c. Inhibisi umpan balik; penghambatan oleh produk reaksi
enzimatis itu sendiri diatur oleh efektor alosterik berupa senyawa
mempercepat pembentukan enzim ketika
dengan BM kecil, yang tidak ada kemiripan dengan enzim atau
subtrat
d. Modifikasi kovalen ; misalnya penempelan satu gugus fosfat
secara kovalen terhadap enzim (fosforilasi dan defosforilasi) R.
Denaturasi Enzim Enzim sebagian tersusun oleh protein, sehingga
enzim juga memiliki sifatsifat dari protein yaitu dapat
terdenaturasi oleh karena pengaruh lingkungan. Denaturasi protein
dapat muncul dibawah pengaruh dari lingkungan fisik, seperti suhu
tinggi, tingkat keasaman dan tekanan tinggi. Proses denaturasi akan
menyebabkan kerusakan pada struktur sekunder, tersier dan kuartener
dari protein tersebut, tetapi kadang tidak untuk struktur
primernya. Sehingga denaturasi protein dapat bersifat reversibel
maupun irreversible. Denaturasi bersifat reversibel apabila
struktur primer pada protein tersebut tidak mengalami perubahan,
sedang bersifat ireversibel jika protein mengalami kerusakan sampai
tingkat struktur primernya. Beberapa protein yang terdenaturasi,
dapat mengalami pelipatan kembali secara spontan dengan diikuti
restorasi dari aktivitas biologiknya. Ied Anfinsen mengemukakan
bahwa struktur primer dari polipeptida sudah cukup untuk
mengarahkan proses pelipatan kembali. Untuk proses renaturasi ini
selain dibutuhkan struktur primer yang utuh dari protein penyusun
enzim tersebut, juga dibutuhkan protein aksesori lain seperti
protein sidulfid isomerase, propyl cis-trans isomerase dan
chaperonin untuk mempercepat proses pelipatan kembali tersebut. S.
Faktor yang mempengaruhi jumlah enzim 1. Biosintesis Biosintesis
enzim merupakan suatu proses kompleks yang melibatkan proses di
inti sel dan disitoplasmanya. Adanya gangguan dalam biosintesis
tersebut, mengakibatkan adanya perubahan efektifitas dalam
pembentukan enzim yang akan berdampak jumlah enzim dapat berlebih
atau berkurang. 2. Katabolisme Setelah disintesis, enzim yang tidak
akan mengalami metabolism, yakni akan dihancurkan menjadi komponen
penyusunnya yang akhirnya akan dikeluarkan. Peningkatan pengrusakan
atau penghancuran enzim yang dapat disebabkan oleh kelainan
internal atau eksternal akan berpengaruh pada jumlah enzim. 3.
Mutasi Mutasi pada gen pengkode protein enzim akan menyebabkan
gangguan sintesis enzim. Gangguan tersebut dapat bersifat parsial,
atau penuh. Gangguan bersifat parsial berarti tubuh masih mampu
mensintesis enzim tetapi jumlahnya berkurang. Sedang bersifat penuh
apabila tubuh sama sekali tidak dapat mesintesis enzim. 4. Repersi,
derepresi dan inducer Dalam menjalankan fungsinya enzim akan diatur
oleh protein lain agar jumlahnya dalam batas fisiologis. Proses
tersebut dikenal dengan
homeostasis. Homeostasis melibatkan protein repressor maupun
inducer yang akan bekerja secara seimbang. Adanya ketidakseimbangan
dalam pengaturan tersebut maka akan mengakibatkan keseimbangan
jumlah enzim. Apabila jumlah protein inducer lebih tinggi
dibandingkan dengan protein repressor maka jumlah enzim akan
meningkat begitu juga sebaliknya. T. Spesifitas enzim Enzim
biasanya sangat spesifik dalam aksinya. Spesifitas dari substrat
merupakan spesifitas yang paling sering ditemukan seperti, urea
dipercaya merupakan satu-satunya substrat untuk enzim urease,
demikian juga suksinat untuk enzim succinate dehydrogenase.
Beberapa kespesifikan yang dimiliki oleh enzim antara lain: 1.
Kespesifikan geometric 2. Kespesifikan reaksi Tiap enzim akan
mengkatalis reaksi yang berbeda-beda. Berdasarkan kespesifikan
reaksinya. Enzim diklasifikasikan menjadi 6 kelas oleh IUBMB 3.
Kespesifikan optic Enzim hanya dapat mengkatalisis salah satu
pasangan isomer optic suatu substrat. Misalnya arginase hanya mampu
mengkatalisis hidrolisis L-arginin menjadi ornitin dan urea. Tatapi
tidak mampu mengkatalisis D-arginin. 4. Kespesifikan organella
Dalam sel, enzim terdapat diberbagai macam organelle. Hal ini
penting dan berkaitan dengan tempat kerja enzim tersebut. Sebagai
contoh enzim yang digunakan untuk siklus asam sitrat berada dalam
mitokondria sedangkan enzim untuk proses glikolisis berada dalam
sitoplasma. Distribusi enzim di berbagai macam organelle ini dapat
dipelajari dengan melakukan fraksinasi yang dilakukan dengan
pemusingan dengan kecepatan tinggi. Penentuan lokasi enzim juga
dapat dilakukan dengan pemeriksaan histokimia dengan menggunakan
sayatan jaringan yang dibekukan (frozen section) kemudian diproses
dengan substrat untuk suatu enzim tertentu. Jika enzim tersebut
ada, maka akan terbentuk produk dari substrat. U. Macam-macam
bentuk enzim 1. Proenzim Merupakan bentuk enzim yang inkatif. Untuk
dapat menjadi aktif proenzim akan mengalami proses dengan
pembuangan dari sebagian kecil strukturnya. Pembuangan tersebut
merupakan proses yang irreversible. Proenzim sering disebut juga
dengan zimogen. 2. Isozim Isozim merupakan bentuk enzim berbeda
yang mengakatalis reaksi enzim berbeda yang mengkatalisis reaksi
kimia yang sama. Isozim ini berasal dari duplikasi gen. Isozim
dapat memperlihatkan perbedaan ringan dalam sifat seperti
sensitivitas terhadap factor regulatorik tertentu atau afinitas
substrat yang mengadaptasikan isozim ke jaringan atau lingkungan
tertentu.
3. Isoensim Adalah bentuk-bentuk enzim yang mmeilki katalisnya
serupa , tetap[I sifaytsifat fisik dan kimianya berbeda satu dengan
yang lain. Misalnya enzim Laktat dehidrogenase /LDH (mengubah asam
ketopiruvat menjadi asam laktat) dengan menggunakan
Ko-dehidrogenase NAD+/NADH+H+ memilki 4 promotor terdiri dari 2 H
dan 2 M Isoenzim I1 = HHHH I2 = HHHM = MMMM 4. Alosterik enzim
Merupakan bentuk enzim yang diatur dengan mekanisme aloterisme.
Alosterik enzim mengikat activator dan inhibitor ditempat yang
terpisah dari tempat aktif. Efektor alosterik mengubah konformasi
enzim melalui suatu cara yang akan mempengaruhi tempat aktifnya.
Perubahan konformasi pada posisi rantai sisi asam amino di tempat
aktif ini dapat mempengaruhi pengikatan substrat dan/atau Vmaks
reaksi yang dikatalis. 5. Enzim plasma fungsional Merupakan bentuk
enzim yang bekerja di dalam plasma. Biasanya berfungsi dalam proses
homeostasis aliran darah. 6. Enzim plasma non fungsional I3 = HHMM
I4 = HMMM I5
Perbedaan antara enzim plasma fungsional dengan
nonfungsional
V. Koenzim Komponen dalam enzim disebut kofaktor. Kofaktor
merupakan senyawa lain bukan protein. Kofaktor dibagi dalam tiga
kelompok, yaitu: 1) Gugus prostetik Kelompok kofaktor yang terikat
pada enzim dan tidak mudah terlepas dari enzimnya. Contoh: flavin
adenine dinukleotida yang terikat pada enzim suksinat dehidrogenase
2) Koenzim Koenzim adalah molekul organic kecil, tahan terhadap
panas, yang mudah terdiosisasi dan dapat dipisahkan dari enzimnya
dengan cara dialysis. Contoh: NAD, NADP, asam tetra hidrofosfat,
tiamin pirofosfat, dan ATP. KOENZIM GUGUS YANG DIPINDAH a.
Nikotinamid adenine dinukleotid a. Atom hydrogen (electron) (NAD)
b. Nikotinamid fosfat (NADP) c. Flavin mononukleotid (FMN) d.
Flavin adenine dinukleotid (FAD) e. Koenzim Q f. Tiamin Pirofosfat
(TPP) g. Koenzim A h. Lipoamid i. j. Koenzim kobamid Biositin
adenine dnukleotid c. Atom hydrogen (electron) d. Atom hydrogen
(electron) e. Atom hydrogen (electron) f. Aldehid g. Gugus asil h.
Gugus asil i. j. l. Gugus alkil Karbon dioksida Gugus metil,
metilen, formil, atau b. Atom hydrogen (electron)
k. Gugus amino
k. Piridoksal fosfat
l. Koenzim tetrahidrofolat formimino Sebagai besar koenzim
berikatan dengan enzim lewat kekuatan non kovalen Jens-jenis enzim
yang membutuhkan koenzim mencakup enzim yang mengkatalisis reaksi:
Oksidoreduksi Pemindahan gugus Isomerisasi
Reaksi lisis, termasuk reaksi hidrolisis yang dikatalis oleh
enzim-enzim pencernaan, tidak memerlukan koenzim. Banyak koenzim
yang merupakan derivate vitamin Banyak koenzim merupakan derivate
vitamin B dan Adenosin Monofosfat Vitamin B membentuk bagian dalam
struktur banyak ko-enzim. Vitamin Bnikotinamida, tiamin,
riboflavin, dan asam pantotenat merupakan unsure esensial yang
membentuk koenzim untuk oksidasi serta reduksi biologic, dan
koenzim kobamida serta asam folat berfungsi dalam metabolisme
satu karbon. Banyak koenzim mengandung adenine, ribose, serta
fosfat dan merupakan derivate adenosine monofosfat (AMP).
Contoh-contohnya mencakup NAD+ dan NADP+ 3) Aktivator Aktivitor
adalah ion-ion logam yang dapat terikat atau mudah terlepas dari
enzim. Contoh: activator logam adalah K+, Mn++, Mg++, Cu++ atau
Zn++. W. Peran enzim dalam metabolism dan pemanfaatannya di bidang
diagnosis dan pengobatannya Enzim merupakan biomolekul yang
mengkatalis reaksi kimia, di mana hampir semua enzim adalah
protein. Pada reaksi-reaksi enzimatik, molekul yang mengawali
reaksi disebut substrat, sedangkan hasilnya disebut produk. Cara
kerja enzim dalam mengkatalisis reaksi kimia substansi lain tidak
merubah atau merusak reaksi ini. 1. Peran enzim dalam metabolisme
Metabolisme merupakan sekumpulan reaksi kimia yang terjadi pada
makhluk hidup untuk menjaga kelangsungan hidup. Reaksi-reaksi ini
meliputi a. Sintesis molekul besar menjadi molekul yang lebih kecil
(anabolisme) b. Penyusunan molekul besar dari molekul yang lebih
kecil (katabolisme). Beberapa reaksi kimia tersebut antara lain
respirasi, glikolisis, fotosintesis pada tumbuhan, dan protein
sintesis. Dengan mengikuti ketentuan bahwa suatu reaksi kimia akan
berjalan lebih cepat dengan adanya asupan energi dari luar (umumnya
pemanasan), maka seyogyanya reaksi kimia yang terjadi pada di dalam
tubuh manusia harus diikuti dengan pemberian panas dari luar.
Sebagai contoh adalah pembentukan urea yang semestinya membutuhkan
suhu ratusan derajat Celcius dengan katalisator logam, hal tersebut
tidak mungkin terjadi di dalam suhu tubuh fisiologis manusia,
sekitar 37 C. Adanya enzim yang merupakan katalisator biologis
menyebabkan reaksi-reaksi tersebut berjalan dalam suhu fisiologis
tubuh manusia, sebab enzim berperan dalam menurunkan energi
aktivasi menjadi lebih rendah dari yang semestinya dicapai dengan
pemberian panas dari luar. Kerja enzim dengan cara menurunkan
energi aktivasi sama sekali tidak mengubah G reaksi (selisih antara
energi bebas produk dan reaktan), sehingga dengan demikian kerja
enzim tidak berlawanan dengan Hukum Hess 1 mengenai kekekalan
energi. Selain itu, enzim menimbulkan pengaruh yang besar pada
kecepatan reaksi kimia yang berlangsung dalam organisme.
Reaksireaksi yang berlangsung selama beberapa minggu atau bulan di
bawah kondisi laboratorium normal dapat terjadi hanya dalam
beberapa detik di bawah pengaruh enzim di dalam tubuh. 2.
Pemanfaatan enzim sebagai alat diagnosis
Pemanfaatan enzim untuk alat diagnosis secara garis besar dibagi
dalam tiga kelompok: a. Enzim sebagai petanda (marker) dari
kerusakan suatu jaringan atau organ akibat penyakit tertentu.
Penggunaan enzim sebagai petanda dari kerusakan suatu jaringan
mengikuti prinsip bahwasanya secara teoritis enzim intrasel
seharusnya tidak terlacak di cairan ekstrasel dalam jumlah yang
signifikan. Pada kenyataannya selalu ada bagian kecil enzim yang
berada di cairan ekstrasel. Keberadaan ini diakibatkan adanya sel
yang mati dan pecah sehingga mengeluarkan isinya (enzim) ke
lingkungan ekstrasel, namun jumlahnya sangat sedikit dan tetap.
Apabila enzim intrasel terlacak di dalam cairan ekstrasel dalam
jumlah lebih besar dari yang seharusnya, atau mengalami peningkatan
yang bermakna/signifikan, maka dapat diperkirakan terjadi kematian
(yang diikuti oleh kebocoran akibat pecahnya membran) sel secara
besar-besaran. Kematian sel ini dapat diakibatkan oleh beberapa
hal, seperti keracunan bahan kimia (yang merusak tatanan lipid
bilayer), kerusakan akibat senyawa radikal bebas, infeksi (virus),
berkurangnya aliran darah sehingga lisosom mengalami lisis dan
mengeluarkan enzim-enzimnya, atau terjadi perubahan komponen
membrane sehingga sel imun tidak mampu lagi mengenali selsel tubuh
dan sel-sel asing, dan akhirnya menyerang sel tubuh (penyakit
autoimun) dan mengakibatkan kebocoran membrane. Contoh penggunaan
enzim sebagai petanda adanya suatu kerusakan jaringan adalah
sebagai berikut:
Peningkatan aktivitas enzim renin menunjukkan adanya gangguan
perfusi darah ke glomerulus ginjal, sehingga renin akan
menghasilkan angiotensin II dari suatu protein serum yang berfungsi
untuk menaikkan tekanan darah
Peningkatan jumlah Alanin aminotransferase (ALT serum) hingga
mencapai seratus kali lipat (normal 1-23 sampai 55U/L) menunjukkan
adanya infeksi virus hepatitis, peningkatan sampai dua puluh kali
dapat terjadi pada penyakit mononucleosis infeksiosa, sedangkan
peningkatan pada kadar yang lebih rendah terjadi pada keadaan
alkoholisme.
Peningkatan jumlah tripsinogen I (salah satu isozim dari
tripsin) hingga empat ratus kali menunjukkan adanya pankreasitis
akut, dan lain-lain. b. Enzim sebagai suatu reagensia
diagnosis.
Sebagai reagensia diagnosis, enzim dimanfaatkan menjadi bahan
untuk mencari petanda (marker) suatu senyawa. Dengan memanfaatkan
enzim, keberadaan suatu senyawa petanda yang dicari dapat diketahui
dan diukur berapa jumlahnya. Kelebihan penggunaan enzim sebagai
suatu reagensia adalah pengukuran yang dihasilkan sangat khas dan
lebih spesifik dibandingkan dengan pengukuran secara kimia,
mampu
digunakan untuk mengukur kadar senyawa yang jumlahnya sangat
sedikit, serta praktis karena kemudahan dan ketepatannya dalam
mengukur. Contoh penggunaan enzim sebagai reagen adalah sebagai
berikut:
Uricase yang berasal dari jamur Candida utilis dan bakteri
Arthobacter globiformis dapat digunakan untuk mengukur asam urat.
Pengukuran kolesterol dapat dilakukan dengan bantuan enzim
kolesterol-oksidase yang dihasilkan bakteri Pseudomonas
fluorescens.
Pengukuran alcohol, terutama etanol pada penderita alkoholisme
dan keracunan alcohol dapat dilakukan dengan menggunakan enzim
alcohol dehidrogenase yang dihasilkan oleh Saccharomyces
cerevisciae, dan lain-lain. c. Enzim sebagai petanda pembantu dari
reagensia.
Sebagai petanda pembantu dari reagensia, enzim bekerja dengan
memperlihatkan reagensia lain dalam mengungkapkan senyawa yang
dilacak. Senyawa yang dilacak dan diukur sama sekali bukan substrat
yang khas bagi enzim yang digunakan. Selain itu, tidak semua
senyawa memiliki enzimnya, terutama senyawa-senyawa sintetis. Oleh
karena itu, pengenalan terhadap substrat dilakukan oleh antibodi.
Adapun dalam hal ini enzim berfungsi dalam memperlihatkan
keberadaan reaksi antara antibodi dan antigen. Contoh penggunaannya
adalah sebagai berikut:
Pada teknik imunoenzimatik ELISA (Enzim Linked Immuno Sorbent
Assay), antibodi mengikat senyawa yang akan diukur, lalu antibodi
kedua yang sudah ditandai dengan enzim akan mengikat senyawa yang
sama. Kompleks antibodi-senyawa-antibodi ini lalu direaksikan
dengan substrat enzim, hasilnya adalah zat berwarna yang tidak
dapat diperoleh dengan cara imunosupresi biasa. Zat berwarna ini
dapat digunakan untuk menghitung jumlah senyawa yang direaksikan.
Enzim yang lazim digunakan dalam teknik ini adalah peroksidase,
fosfatase alkali, glukosa oksidase, amilase, galaktosidase, dan
asetil kolin transferase.
Pada teknik EMIT (Enzim Multiplied Immunochemistry Test),
molekul kecil seperti obat atau hormon ditandai oleh enzim tepat di
situs katalitiknya, menyebabkan antibodi tidak dapat berikatan
dengan molekul (obat atau hormon) tersebut. Enzim yang lazim
digunakan dalam teknik ini adalah lisozim, malat dehidrogenase, dan
gluksa-6fosfat dehidrogenase.
3. Pemanfaatan enzim di bidang pengobatan Pemanfaatan enzim
dalam pengobatan meliputi: a. Penggunaan enzim sebagai obat b.
Pemberian senyawa kimia untuk memanipulasi kinerja suatu enzim
dengan demikian suatu efek tertentu dapat dicapai (enzim sebagai
sasaran pengobatan
c. Manipulasi terhadap ikatan protein-ligan sebagai sasaran
pengobatan 1) Penggunaan enzim sebagai obat biasanya mengacu kepada
pemberian enzim untuk mengatasi defisiensi enzim yang seyogyanya
terdapat di dalam tubuh manusia untuk mengkatalis rekasi-reaksi
tertentu. Berdasarkan lamanya pemberian enzim sebagai pengobatan,
maka keadaan defisiensi enzim dapat diklasifikasikan menjadi dua
yaitu a) keadaan defisiensi enzim yang bersifat sementara Contoh
keadaan defisiensi enzim yang bersifat sementara adalah defisiensi
enzim-enzim pencernaan. Seperti yang diketahui, enzimenzim
pencernaan sangat beragam, beberapa di antaranya adalah protease
dan peptidase yang mengubah protein menjadi asam amino lipase yang
mengubah lemak menjadi asam lemak karbohidrase yang mengubah
karbohidrat seperti amilum menjadi glukosa serta nuklease yang
mengubah asam nukleat menjadi nukleotida. b) keadaan defisiensi
enzim yang bersifat menetap Adapun defisiensi enzim yang bersifat
menetap menyebabkan banyak kelainan, yang biasanya juga disebut
sebagai kelainan genetic, mengingat enzim merupakan protein yang
ditentukan oleh gen. Contoh kelainan akibat defisiensi enzim antara
lain adalah hemofilia. Hemofilia adalah suatu keadaan di mana
penderita mengalami kesulitan penggumpalan darah (cenderung untuk
pendarahan) akibat defisiensi enzim-enzim terkait penggumpalan
darah. Saat ini telah diketahui ada tiga belas faktor, sebagian
besar adalah protease dalam bentuk proenzim, darah. Pada yang
diperlukan dalam proses terdapat penggumpalan penderita
hemofilia,
gangguan/defisiensi pada faktor VIII (Anti-Hemophilic Factor),
faktor IX, dan faktor XI. Kelainan ini dapat diatasi dengan
transfer gen yang mengkode faktor IX. Diharapkan gen tersebut dapat
mengkode enzimenzim protease yang diperlukan dalam proses
penggumpalan darah. 2) Enzim sebagai sasaran pengobatan merupakan
terapi di mana senyawa tertentu digunakan untuk memodifikasi kerja
enzim, sehingga dengan demikian efek yang merugikan dapat dihambat
dan efek yang menguntungkan dapat dibuat. Berdasarkan sasaran
pengobatan, dapat dibagi menjadi terapi di mana enzim sel individu
menjadi sasaran dan terapi di mana enzim bakteri patogen yang
menjadi sasaran. a) Pada terapi di mana enzim sel individu sebagai
sasaran kinerja terapi, digunakan senyawa-senyawa untuk
mempengaruhi kerja suatu enzim sebagai penghambat bersaing. Contoh
penyakit yang dapat diobati dengan terapi ini adalah:
Diabetes Melitus. Pada penyakit Diabetes Melitus, senyawa yang
diinduksikan adalah akarbosa (acarbose), di mana akarbosa akan
bersaing dengan amilum makanan untuk mendapatkan situs katalitik
enzim amilase (pankreatik -amilase) yang seyogyanya akan mengubah
amilum menjadi glukosa sederhana. Akibatnya reaksi tersebut akan
terganggu, sehingga kenaikan gula darah setelah makan dapat
dikendalika.
Penumpukan cairan. Enzim anhidrase karbonat merupakan enzim yang
mengatur pertukaran H dan Na di tubulus ginjal, di mana H akan
terbuang keluar bersama urine, sedangkan Na akan diserap kembali ke
dalam darah. Adalah senyawa turunan sulfonamida, yaitu azetolamida
yang berfungsi menghambat kerja enzim tersebut secara kompetitif
sehingga pertukaran kation di tubulus ginjal tidak akan terjadi.
Ion Na akan dibuang keluar bersama dengan urine. Sifat ion Na yang
higroskopis menyebabkan air akan ikut keluar bersamaan dengan ion
Na; hal ini membawa keuntungan apabila terjadi penumpukan cairan
bebas di ruang antar sel (udem). Dengan kata lain senyawa
azetolamida turut berperan dalam menjaga kesetimbangan cairan
tubuh.
Pengendalian tekanan darah diatur oleh enzim renin-EKA dan
angiosintase. Enzim renin-EKA berperan dalam menaikkan tekanan
darah dengan menghasilkan produk angiotensin II, sedangkan
angiosintase bekerja terbalik dengan mengurangi aktivitas
angiotensin II. Untuk menghambat kenaikan tekanan darah, maka
manipulasi terhadap kerja enzim khususnya EKA dapat dilakukan
dengan pemberian obat penghambat EKA (ACE Inhibitor).
Mediator radang prostaglandin yang dibentuk dari asam arakidonat
melibatkan dua enzim, yaitu siklooksigenase I dan II (cox 1 dan cox
II). Ada obat atau senyawa tertentu yang mempengaruhi kinerja cox 1
dan cox II sehingga dapat digunakan untuk mengurangi peradangan dan
rasa sakit.
Dengan menggunakan prinsip pengaruh senyawa terhadap enzim, maka
enzim yang berfungsi untuk memecah AMP siklik (cAMP) yaitu
fosfodiesterase (PD) dapat dihambat oleh berbagai senyawa, antara
lain kafein (trimetilxantin), teofilin, pentoksifilin, dan
sildenafil. Teofilin digunakan untuk mengobati sesak nafas karena
asma, pentoksifilin digunakan untuk menambah kelenturan membran sel
darah merah sehingga dapat memasuki relung kapiler, sedangkan
sildenafil menyebabkan relaksasi kapiler di daerah penis sehingga
aliran darah yang masuk akan bertambah dan tertahan untuk beberapa
saat.
Penyakit kanker merupakan penyakit sel ganas yang harus dicegah
penyebarannya. Salah satu cara untuk mencegah penyebarannya adalah
dengan menghambat mitosis sel ganas. Seperti yang diketahui, proses
mitosis memerlukan pembentukan DNA baru
(purin dan pirimidin). Pada pembentukan basa purin, terdapat dua
langkah reaksi yang melibatkan formilasi (penambahan gugus formil)
dari asam folat yang telah direduksi. Reduksi asam folat ini dapat
dihambat oleh senyawa ametopterin sehingga sintesis DNA menjadi
tidak berlangsung. Selain itu penggunaan azaserin dapat menghambat
glutamate. biosintesis purin yang juga membutuhkan dapat asam
6-aminomerkaptopurin menghambat
adenilosuksinase sehingga menghambat pembentukan AMP (salah satu
bahan DNA).
Pada penderita penyakit kejiwaan, pemberian obat anti-depresi
(senyawa) inhibitor monoamina oksidase (MAO inhibitor) dapat
menghambat enzim monoamina oksidase yang mengkatalisis oksidasi
senyawa amina primer yang berasal dari hasil dekarboksilasi asam
amino. Enzim monoamina oksidase sendiri merupakan enzim yang
mengalami peningkatan jumlah ada sel susunan saraf penderita
penyakit kejiwaan.
b) Pada terapi di mana enzim mikroorganisme yang menjadi sasaran
kerja, digunakan prinsip bahwa enzim yang dibidik tidak boleh
mengkatalisis reaksi yang sama atau menjadi bagian dari proses yang
sama dengan yang terdapat pada sel pejamu. Hal ini bertujuan untuk
melindungi sel pejamu, sekaligus meningkatkan spesifitas terapi
ini. Karena yang dibidik adalah enzim mikroorganisme, maka penyakit
yang dihadapi kebanyakan adalah penyakit-penyakit infeksi. Contoh
terapi dengan menjadikan enzim mikroorganisme sebagai sasaran kerja
antara lain:
Pada
penyakit
tumor,
sel
tumor
dapat
dikendalikan
perkembangannya dengan menghambat mitosisnya. Mitosis sel tumor
membutuhkan DNA baru (purin dan pirimidin baru). Proses ini
membutuhkan asam folat sebagai donor metil yang dapat dibuat oleh
mikroorganisme sendiri dengan memanfaatkan bahan baku asam
p-aminobenzoat (PABA), pteridin, dan asam glutamat. Suatu analog
dari PABA, yaitu sulfonamida dan turunannya dapat dimanfaatkan
untuk
menghambat
pemakaian
PABA
untuk
membentuk asam folat. Penggunaan antibiotika, yaitu senyawa yang
dikeluarkan oleh suatu mikroorganisme di alam bebas dalam rangka
mempertahankan substrat dari kolonisasi sumber oleh daya,
mikroorganisme juga berperan lain dalam dalam terapi.
memperebutkan
Contohnya adalah penisilin, suatu antibiotik yang menghambat
enzim transpeptidase yang mengkatalisis dipeptida D-alanil Dalanin
sehingga peptidoglikan di dinding sel bakteri tidak terbentuk
dengan sempurna. Bakteri akan rentan terhadap perbedaan tekanan
osmotik sehingga gampang pecah.
Perbedaan mekanisme sintesis protein antara mikroorganisme dan
sel pejamu juga dapat dimanfaatkan sebagai salah satu prinsip
terapi. Penggunaan antibiotika tertentu dapat menghambat sintesis
protein pada mikroorganisme. Contohnya antara lain: Tetrasiklin
yang menghambat pengikatan asam amino-tRNA pada situs inisiator
subunit 30S dari ribosom sehingga asam amino tidak dibawa oleh
tRNA. Streptomisin yang berikatan langsung dengan subunit 50S dari
ribosom sehingga laju sintesis protein berkurang dan terbentuk
protein yang tidak semestinya akibat kesalahan baca kodon mRNA.
Kloramfenikol yang menyaingi mRNA untuk duduk di ribosom Neomisin B
yang mengubah pengikatan asam amino-tRNA ke kompleks mRNA
ribosom.
3) Interaksi protein-ligan sebagai sasaran pengobatan.
Pengobatan dengan sasaran interaksi protein-ligan mengacu kepada
prinsip interaksi sistem mediator-reseptor, di mana apabila
mediator disaingi oleh molekul analognya sehingga tidak dapat
berikatan dengan reseptor, sehingga efek dari mediator tersebut
tidak terjadi. Contoh pengobatan dengan menjadikan interaksi
protein-ligan sebagai sasarannya antara lain: a) Pengendalian
tekanan darah yang diatur oleh hormon adrenalin. Reseptor yang
terdapat pada hormon adrenalin, yaitu -reseptor dan reseptor dapat
dihambat oleh senyawa-senyawa yang berbeda. Penghambatan pada
-reseptor dapat menimbulkan efek pelemasan otot polos dan penurunan
detak jantung. Obat-obatan yang bekerja dengan cara tersebut
dikenal sebagai -blocker. b) Penggunaan antihistamin untuk tujuan
tertentu. Histamin merupakan turunan asam amino histidin yang
berperan sangat luas, mulai dari neuromediator, di bronkus,
mediator lain-lain. radang Tidak pada jarang kapiler, ketika
meningkatkan terjadi pembentukan dan pengeluaran asam lambung HCl,
kontraksi otot polos dan misalnya peradangan yang memicu
pengeluaran histamin, terjadi efek-efek lain seperti sakit perut
dan lain-lain. Untuk itu dikembangkan senyawa spesifik yang mampu
bekerja sebagai pesaing histamin, yaitu antihistamin. Dengan adanya
antihistamin ini, maka respon yang ditimbulkan akibat kerja
histamin dapat ditekan. X. Penyakit yang berkaitan dengan kerusakan
enzim 1. Beberapa penyakit genetic manusia yang berkaitan dengan
rusaknya enzim tertentu: Penyakit a. Albino b. Alkaptonuria c.
Galaktosemia Enzim yang rusak a. 3 Monooksigenase tirosin b. 1,2
Dioksigenase homogentisat c. Uridilil Transferase Galaktosa 1
fosfat d. Homosistinuria e. Fenil ketonuria f. Penyakit
Tay-Sachs d. Sintase Sistationin e. 4 Monooksigenase fenilalanin
Heksosaminidase A
Y. Latihan
