K13 ENZIM

Robbii Zidnii Ilmaa, Warzuqnii Fahmaa, Wajalnii Minash-Shoolihiin DOA SEBELUM BELAJAR Auzubillahi minasy syaithonirrajiimBismillahirrahmaanirrahiim

K13 ENZIMblok V TA 2014/2015032015Tujuan pembelajaranMahasiswa mengetahui apa enzim ?Mahasiswa mengetahui bagaimana peranan enzim Mahasiswa memahami struktur dasar enzimMahasiswa mengetahui bagaimana sifat dan mekanisme kerja enzimMahasiswa memahami klasifikasi enzim dan dapat mencari nama-nama dalam IUMBMahasiswa memahami faktor-faktor yang mempengaruhi Aktivitas Enzim , Kontrol kerja Enzim, Feedback Inhibisi, Aktivitas Inhibitor Enzim serta regulasi AllosterikMahasiswa memahami Kinetika enzim3KMA CETRAL DOGMA BLOK V FK UMPENZIMENZIM ADALAH (SENYAWA KIMIAWI) PROTEIN. BIOMOLEKUL BERTINDAK SEBAGAI KATALIS -- BIOKATALISMEMUNGKINKAN REAKSI KIMIA BERLANGSUNG CEPAT DENGAN MENURUNKAN JUMLAH ENERGI YANG DIBUTUHKAN. MEMPERCEPAT REAKSI ATAU MEMUNGKINKAN TERJADI REAKSI PADA SUHU RENDAH.ENZIM SENDIRI TIDAK BERUBAH DALAM PROSES REAKSI

ENZIMEnzim mengkatalisis reaksi sama dg reaksi kimia organik umumnyaKatalisis asam basa ( kerja enzim Lysozyme)Katalisis ion logam (Carbonic anhydrase)Katalisis kovalen, nukleofilik misal (Protease/zymogens):Chymotrypsin, trypsin, elastase (nucleofilik)Enzim Penggumpalan darah (hemostatic) (e.g. thrombin)

5Reaksi enzimatikSuatu reaksi enzimatik: enzim [E] akan mengikat substrat [S] membentuk komplek enzim-substrat [ES] dan kmd [ES] ini akan terurai menjadi [E] lagi dan Produk [P] Makin banyak [ES] makin cepat reaksi terjadi, sampai batas jenuh pada konsentrasi [S] melebihi batas jenuh, kecepatan reaksi akan konstan, dalam kondisi ini seluruh [E] ada dlm bentuk [ES] komplek, shg penambahan jumlah [S] tidak ada pengaruh lagiE + S ES ES* EP E + P

Lebih lanjut pada Kinetika Enzim

SEJARAH ENZIM SEBAGAI SUATU KATALIS BIOLOGIS:ILMU = ENZIMOLOGIAWAL 1800AN PENCERNAAN DAGING (PROTEIN) OLEH CAIRAN LAMBUNG ; AMILUM DIDEGRADASI MENJADI GULA OLEH LUDAHBERZELIUS PADA TAHUN 1837. IA MENGUSULKAN NAMA "KATALIS1850AN - LOUIS PASTEUR MENDEFINISIKAN FERMENTASI UNTUK MENJELASKAN PERUBAHAN GULA MENJADI ETANOL (HANYA SAJA MASIH DIPERCAYAINYA BAHWA KEHADIRAN SEL HIDUP RAGI YANG BERTANGGUNGJAWAB DALAM FERMENTASI)1878, WILHELM KUHNE AHLI FISIOLOGI JERMAN PERTAMA KALI MENGGUNAKAN ISTILAH "ENZYME", YANG BERARTI "DALAM BAHAN PENGEMBANG" (RAGI),1897 EDUARD & HANS BCHNER MENGGUNAKAN EKSTRAK RAGI (YEAST) UNTUK MEMFERMENTASI GULA.

71926 - JAMES SUMNER (CORNELL UNIV.) MENGISOLASI DAN MENGKRISTALISASI PROTEIN BARU: ENZIM UREASE DARI KACANG : DG KEMAMPUAN UNTUK MENGURAIKAN UREA MENJADI AMONIUM KARBONAT SAMPAI 2010 --RISET PROTEIN DATA BANK (PDB): > 30000 STRUKTUR PROTEIN ENZIM DIKETAHUI HTTP://WWW.RCSB.ORG/PDBEnzyme Nomenclature Database - http://expasy.org/enzyme

SEJARAH ENZIM SEBAGAI SUATU KATALIS BIOLOGIS:Peranan Enzim secara umum1. Penyelidikan reaksi-reaksi metabolik dan pengaturannya

2. Sebagai katalisator dalam industri mis. mensintesis hormon/antibiotik

3. Membantu dlm menegakkan diagnosa krn kadar enzim pd keadaan patologik tertentu dpt mengalami perubahan yg nyata dlm darah ataupun jaringan, penyakit genetik (endonuklease retriksi)

4. Dalam pengolahan pangan, pertanian, peternakan

Contoh Peranan Enzim pada teknologiDNA polymerase enzymes are only able to join the phosphate group at the 5' carbon of a new nucleotide to the hydroxyl (OH) group of the 3' carbon of a nucleotide already in the chainMisalnya enzim restriksi = endonuklease restriksi suatu protein yang dihasilkan oleh bakteri yang memotong DNA pada tempat spesifik sepanjang molekul. Di dalam sel bakteri, enzim restriksi memotong DNA asing. Enzim restriksi dipisahkan dari sel bakteri dan digunakan di laboratorium untuk mengontrol fragmen DNA, seperti fragmen yang mengandung gen. dengan demikian enzim merupakan alat yang sangat dibutuhkan dalam teknologi rekombinan DNA atau teknik mesin genetik.

11

One gen one enzyme hypothesisSatu gen produksinya dikontrol oleh enzim tunggalReaksi biokimia dikatalisis oleh satu enzimProses terjadi berupa rangkaian reaksi yg masing2 dikatalisis dan diatur oleh gen berbeda

Peranan EnzimNilai diagnostik enzim spesifik pd bid. Kedokteran: enzimLipase : meningkat pada DM, pankreatitis akut; tetapi menurun pada def. Vit.AAmilase: turun pd peny. Hati, naik pd pankreatitis akut, parotitis, DMTripsin: kadar naik pada peny.akut pankreasKolin esterase : indikator aktivitas hemopoetikAlkali fosfatase: aktivitas enzim ini naik pd rakhitis, hiperparatiroid, karsinoma, kadar meningkat pd payah jantung kongestif dllAsam fosfatase: aktv.meningkat pd karsinoma prostatTransaminase: GOT dan GPT p. hati, infark miokard

Analisis enzimHarpers Illustrated Biochemistry, Twenty-Sixth EditionCopyright 2003 by The McGraw-Hill Companies,

ENZIMIlustrasi Enzim ..file EnzymeKScience.htmDimana kerjanya?DNAProkaryoteEukaryoteproteinscap53tailmature mRNADNA53processmRNAribosomemRNAproteinsLokasi enzimDitemui di seluruh bagian tubuhDalam sel hati: Enzim-enzim glikolisis terletak dlm sitoplasmaEnzim-enzim siklus asam sitrat terdapat dalam mitokondriaDalam sel pankreas, lambung dan salivaIsozim : enzim yg mengkatalisa reaksi yg sama tetapi sifat fisika dan kimia protein menunjukkanperbedaan yg bermakna

Dimana kerja enzimEnzim dalam transportasi oksigen darahAda kerja enzim?

Gbr Struktur Heme:Bgm kerjanya sbg kendaraan Oksigen?oksigen sementara diubah menjadi SUPEROKSIDA , sehingga besi harus ada dalam keadaan oksidasi +2 untuk dpt mengikat oksigen. Tetapi jika ion superoksida terkait dng Fe 3 + terprotonasi, besi hemoglobin akan tetap teroksidasi dan tidak mampu mengikat oksigen. Dalam kasus tersebut, enzim REDUKTASE METHEMOGLOBIN akan dapat akhirnya mengaktifkan methemoglobin dengan mengurangi pusat besi. Dng reaksi katalisa berikutNADH + H + + 2 ferricytochrome b 5 = NAD + + 2 ferrocytochrome b 5

COO-CAspTrypsinChymotrypsinElastasePotong pada Lys, Arg pada Trp, Phe, TyrPada Ala, GlyNon-polarpocketDeep and negativelycharged pocketShallow andnon-polarpocket O OCNCCN C C C C NH3+ O OCNCCN C

O OCNCCN CH3

Active SiteCONTOH kelas protease (peptidases) (enzim pencernaan) Dimana kerja enzimElastase memecah elastin , sebuah serat elastis yang, bersama-sama dengan kolagen , menentukan sifat mekanik dari jaringan ikat Pada metabolismeKerja enzim pada metabolismeKATABOLISME : pemecahan enzimatik dari bahan-bahan yang bermolekul besar (bahan makanan : karbohidrat, lemak dan protein) menjadi senyawa bermolekul kecil/sederhana, seperti : glukosa, laktat, asetat, asam urat, amoniak, CO2 dan urea, sehingga terbebaskan energi.ANABOLISME : sintesis enzimatik senyawa molekul besar dari senyawa yang lebih sederhana, pada umumnya diperlukan energi.

Enzim terlibat pada metabolisme glukosa tubuh

Pengaturan homeostasis

Enzim kinase

Struktur enzimEnzim adalah proteinMemiliki bentuk GlobularSebuah struktur komplek 3-DimensiSatu bagian/sisi pada enzim mrp active site, sangat penting pd fungsi enzimBentuk dan chemical environment dalam sisi aktif menentukan aktivitas biokatalis enzim

Gbr: Human pancreatic amylase

2007 Paul Billiet ODWS

22Ingat lagi

Ingat lagiIkatan peptida

NH3+ bebas (sebelah kiri) dan as. Amino dg gugus COO- bebas (sebelah kanan)

Protein ??

Bagian enzimHoloenzim enzim aktif; terdiri dari Protein (=Apoenzim) + komponen non-protein/ggs prostetik (koenzim bila organik ; kofaktor bila syw.anorganik)Enzim Enzim sederhana/simpel (co. Pancreatic Ribonuclease.HoloEnzimApoEnzimKofaktor, koenzimBagian dan daya kerja enzimEnzimProteinEnzim protein sederhanaProtein +Bukan ProteinProtein = apoenzimEnzim KonjugasiBukan protein =Gugus prostetikGugus Organik =KoenzimKoenzim logam (Anorganik = kofaktorHolo EnzimBagian enzimCoenzyme:Derivatif vitamin . tanpa coenzim maka enzim tidak dapat bereaksi. Satu molekul coenzyme dapat mengubah sejumlah molekul substrat Coenzyme menerima /memberi kan gugus substratCoenzyme disebut juga co-substrat sebab adakalanya mengganti posisis ikat substrat pada enzim Koenzim dapat berpartisipasi dalam membentuk perantara enzim-substrat kompleks Contoh: NAD, FAD, Koenzim A

fungsional koenzim adalah untuk bertindak sebagai transporter kelompok kimia dari satu reaktan yang lain. Senyw kimia seperti ion hidrida (H + + 2 e -) yang dibawa oleh NAD atau mol hidrogen dibawa oleh FAD, atau mereka dapat menjadi lebih kompleks daripada amina (-NH 2) dibawa oleh pyridoxal fosfat27CoenzymesCofactor umum dan guna (Table :Biotin : carboxylation reactions (CO2 fixation)Cobalamine (B12) coenzymes- : alkylation reactions (methylation)Coenzyme A - acyl transfer (TCA cycle)Flavin (vitamin B2) : oxidation reduction reactions (nitrate reductase)Lipoic acid - acyl transfers via oxidation reduction processesNicotinamide coenzymes - NAD+ independent co-substrates for redox reactionsPyridoxal (B6) : amino group transfers (provides aldehyde functional group)Tetrahydrofolate- one carbon transfersThiamine pyrophosphate (B1)- : aldehyde transfers and alpha-keto acids decarboxylations.

28

Bagian enzimContoh reaksiKerja enzim asetilkolinesterase

Contoh reaksiReaksi phosphorilasi oleh enzim Enzyme animation_files\Enz12 phosphorylation.pptxReaksi Carboxypeptidase A Enzyme animation.htm

Faktor berpengaruh pada aktivitas enzim3 faktor:1.Environmental Conditions : Suhu = Suhu ekstrim denaturasi enzim pH = 6-8 Kadar Ion (misal ion garam NaCl)

2.Kofaktor dan koenzimSubstansi anorganik Zink, Fe , Vitamin dibutuhkan untuk aktifitas enzimContoh: Besi harus ada pada struktur kuarterner hemoglobin untuk menangkap Oksigen

3.Enzyme Inhibitors32Sifat EnzimProteinA + BC enzyme

Specificity

pH

Biological catalyst

Sifat EnzimSifat enzim = sebagai protein Terdiri dari ikatan primer (rantai peptida), sekunder (terbentuk heliks); tersier (terbentuk konfigurasi protein); kuarterner (kompleks protein utuh)Denaturasi protein akibatkan:Perubahan kimia (misalnya hidrolisis memutus ikatan sampai ikatan peptida atau AA putus)Perubahan faal ( misalnya atau perubahan fisik dan fungsi biokatalis enzim, regulator hormon hilang)Perubahan sifat fisik (misal ukuran molekul, kelarutan konsistensi dsb)Sifat sifat enzimEnzim merupakan biokatalisator yang mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksiThermolabil. Mudah rusak bila dipanaskan lebih dari 60CDibutuhkan dalam jumlah sedikit, sbg biokatalisator , reaksinya menjadi sangat cepat dan berulang ulangEnzim beraktifitas di dalam sel tempat sintesisnya (disebut endoenzim) maupun di tempat yang lain diluar tempat sintesisnya (disebut eksoenzim) Sebagian besar enzim bersifat endoenzimDapat bereaksi dengan senyawa asam maupun basa, kation maupun anion

Sifat sifat enzimEnzim bersifat koloid, luas permukaan besar, bersifat hidrofilmerupakan biokatalisator yang dalam jumlah sedikit memacu laju reaksi tanpa merubah keseimbangan reaksitidak ikut terlibat dalam reaksi, struktur enzim tetap baik sebelum maupun setelah reaksi berlangsungbermolekul besarbersifat spesifik [glucose oxidase catalyzes the oxidation of -D-glucose but not -Dglucose, and arginase catalyzes the hydrolysis of L-arginine but not D-arginine. *Maltase catalyzes the hydrolysis of - but not glycosides. ]- Suhu: optimum 300C, minimum 0 0C, maksimum 400C -Logam, memacu aktifitas enzim: Mg, Mn, Co, Fe- Logam berat, menghambat aktivitas enzim: Pb, Cu, Zn, Cd, AgSifat sifat enzimpH, tergantung pada jenis enzimnya (pepsin aktif kondisi asam, amilase kondisi netral, tripsin kondisi basa)Konsentrasi substrat, substrat yang banyak mula-mula memacu aktifitas enzim, tetapi kemudian menghambat karena: penumpukan produk (feed back effect)Konsentrasi enzim, peningkatan konsentrasi enzim memacu aktifitasnyaAir, memacu aktifitas enzimVitamin, memacu aktifitas enzimMEKANISME KERJA ENZIMBagaimana mekanisme kerja katalisis enzim diketahui?Identik dgn reaksi kimia organik: studi X-ray dan penentuan strutur dgn tehnik NMR kerja enzim pd substrat dan modifikasi kimiawi

lebih lengkap : K13 Mekanisme ENZIM.pptxBagaimana Mekanisme Kerja enzimSubstrat : Substrat (molekul yang akan dikerjakan enzim) adalah reaktan (dalam reaksi kimiabiasa)Enzim sangat spesifik untuk substrat tertentunya sajaSpesifisitas ditentukan oleh the active siteEnzim menyesuaikan diri dg substrat utnuk membentuk komplek enzim-substratIkatan-ikatan substrat menjadi tegang oleh gaya tarik komplek, ikatan tegang memiliki energi tinggi dan lebih mudah terpatah shg reaksi yg diinginkan lebih mudah dan menghasilkan produk.

Model Interaksi Enzim-Substrat1890 - Emil Fisher model ES-kompleks: lock and key Enzim bersifat kaku, tidak fleksibel.Hanya sesuai untuk satu substrat.1958 - Daniel Koshland: induced fit modelAsumsi perubahan pada struktur enzim dan binding site substrat.Percobaan dg X-ray crystallographic.Saat ini, transition-state analog modelPenyesuaian aktif-site dengan kedekatan dan penyesuaian substrat sehingga terjadi reaksi

MEKANISME KERJA ENZIM40Emil Fisher model ES-kompleks: lock and key

4104_03_20 amino acids.jpgdaniel Koshland: induced fit model

4204_03_20 amino acids.jpgTransition-state analog.

4304_03_20 amino acids.jpgMEKANISME KERJA ENZIMMekanisme berdasar ikatan kimiawi1. Katalisis dngan Bond Strain: menghasilkan ikatan substrat tegang, yang lebih mudah mencapai keadaan transisi.Konformasi baru sering memaksa atom substrat dan kelompok katalitik besar, seperti aspartat dan glutamat, dalam konformasi yang tegang 2. Katalisis dgn pendekatan dan orientasi: interaksi berorientasi pada grup reaktif dan mengarahkan tejadinya reaksi satu dan yg lain3. Katalisis melibatkan Proton donor (asam) dan akseptor (basa): misalnya penggunaan glutamate sebagai katalis asam (proton donor).4. Katalisis kovalen : Substrat mengarah ke sisi aktif enzim dgn reaksi Kovalen antara enzim atau koenzim dan substrat. Contoh : mekanisme proteolysis oleh serine protease, digestive enzymes (trypsin, chymotrypsin, and elastase)

MEKANISME KERJA ENZIM

Contoh mekanisme Chymotrypsin Mekanisme Kerja enzimMeski Enzim menyesuaikan diri dg substrat untuk membentuk komplek enzim-substrat; setelah reaksi katalis selesai terjadi komplek enzim-produk dg konformasi yang tidak sama dan harus terjadi penyesuaian, Bentuk yg diubah produk itu mnyebabkan komplek berdisosiasi, produk selesai dan permukaan enzim siap menerima substrat lain disebut teori kesesuaian terimbas ( induced-fit theory)Enzim juga spesifik pada konfigurasi sterik tertentu (isomer optik), stereosterik substrat, enzim yang bekerja pd D-asam amino tidak akan aktif pd isomer L-asam amino ;Meskipun dmk terdapat juga enzim rasemasi yang menyerang kedua isomer optik substrat

Mekanisme Kerja enzimMeski enzim sangat spesifik untuk substrat tertentu saja, tetapi enzim juga dapat menyerang substrat lainsbg misal dehidrogenase suksinat (SDH) selalu mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi dg substrat selalu berupa asam suksinat,Tetapi alkohol dehidrogenase (ADH) selain spesifik etanol , menyerang juga sejumlah alkohol yang berbeda, mulai dari metanol - butanolEnzim dg sifat lebih luas, adalah enzim yang berbeda dalam urutan asam amino tetapi mengkatalisis reaksi kimia yang sama disebut : IsoenzimEnzim ini biasanya menampilkan parameter kinetik yang berbeda (misalnya berbeda KM nilai), atau sifat khas yang berbeda; merupakan produk duplikasi gen

Mekanisme Kerja enzimContoh Isoenzim adalah glukokinase, suatu varian dari heksokinase tetapi tidak dihambat oleh glukosa 6-fosfatase Enzim Laktat Dehidrogenase Laktat terdiri dari dua (bentuk Hdan M) sub unit yang berbeda, berfungsi pada Permutasi dan Kombinasi tergantung pada jaringan di mana ia hadir seperti pada tabel:

jenis Komposisi Tempat LDH 1 Hhhh Jantung dan eritrosit LDH 2 HHHM Jantung dan eritrosit LDH 3 Hhmm Otak dan Ginjal LDH 4 HMMM Skeletal Otot dan Hati LDH 5 MMMM Skeletal Otot dan HatAktifitas katalisis enzim diatur dua cara:Kontrol ketersediaan enzim. Tergantung pada kecepatan sintesa dan degradasi enzimKontrol pada aktivitas enzim. Aktivitas enzim diatur langsung oleh konformasi atau struktur enzimInteraksi Allostrik:Cooperative binding- sebagai ligands atau substrat diikat oleh enzim, meningkatkan ikatan untuk ligand berikutnya atau substrat selanjutnyaAfinitas Substrat-binding : juga perubahan pada small molecules -binding (pada hemoglobin, H+)

Pengaturan Aktivitas enzim49Enzim alosterik adalah enzim yang merubah konformasinya saat berikatan dengan efektor. Suatu enzim alosterik merupakan oligomer dimana aktivitas biologiknya dipengaruhi dengan merubah konformasi pada struktur tersiernya. Enzim alosterik mengalami perubahan konformasi sebagai respon terhadap pengikatan modulator efektorEnzim alosterik mempunyai beberapa subunit ; Enzim alosterik memiliki beberapa tempat aktif dan memperlihatkan ikatan kooperatif dklmemiliki satu atau lebih sisi allosterik / regulator untuk mengikat modulator.Seperti halnya substrat, setiap regulator memiliki sisi pengikatan yang berbedaUntuk enzim homotropik sisi aktif dan sisi regulator samaPengaturan Aktivitas enzim

Pengaturan Aktivitas enzimKontrol aktivitas enzim - allosterik effectorsContoh kontrol alostrik pada aktivitas enzim aspartate transcarbamoylase (ATCase). NH2COPO32-OOCCH2O-COO-H3N++ATCaseOCCH2O-COO-NHNH2COCarbamoyl phosphatAspartatN-carbamoylaspartatKatalisis formasi N-carbamoylaspartat, merupakan tahap awal biosintesa dari pyrimidine (asam nukleat) 52Enzim alosterik diatur melalui fosforilasi residu serin (dlm hal ini grup fosfat menyebabkan perubahan strruktur protein enzim yang berpngaruh pada pengikatan substrat

Page 466Contoh kontrol alostrik pada aktivitas enzim aspartate transcarbamoylse (ATCase). Feedback inhibition pada ATCaseKlasifikasi EnzimEnzim diklasifikasikan berdasarkan reaksi katalisasi yg terjadiAda 6 klas diklasifikasi oleh the International Union of Biochemistry and Molecular Biology (IUBMB).6 Kelas enzim:1. Oxidoreductases - oxidation-reduction reactions2. Transferases - Transfer of functional groups3. Hydrolases - Hydrolysis reactions4. Lyases - group elimination to form double bonds5. Isomerases - Isomerizations (bond rearrangements)6. Ligases - bond formation coupled with ATP hydrolysisSetiap enzim diberi nomor klasifikasi empat-digit dan nama sistematis, yang mengidentifikasi reaksi dikatalisis. Urutan nomor diatas adalah tetapKlasifikasi EnzimEC 1. Oksidoreduktase : mengkatalisis reaksi oksidasi/reduksi.EC 2. Transferase : mentransfer gugus fungsi seperti methyl, acyl, amino, Phosphate atau glycosyl dari molekul donor ke molekul akseptor.EC 3. Hidrolase : mengkatalisis hidrolisis berbagai ikatan seperti C-C, C-O, C-N, P-O, dan ikatan tertentu lain (acid anhydride)EC 4. Liase : memutus berbagai ikatan (selain cara Hidrolisis) dari C-C, C-O, C-N, dan ikatan lain dng eliminasi, penambahan gugus ke ikatan rangkapEC 5. Isomerases : katalisasi struktur atau geometrik mengubah molekul tunggalEC 6. Ligase: katalisis dng menggabungkan (dg ikatan kovalen) dua molekul (misal hydrolysis gugus pyrophosphoryl pd ATP atau nucleoside triphosphate lain).

Klasifikasi Enzim

EC 3.4.21.4 Trypsin

EC 3.4.21.4 3 describes the enzyme class (hydrolase)-hydrolysis reaction

4 is for the subclass (acts on peptide bonds, so it is a peptide hydrolase)21 denotes its sub-subclass as a serine peptidase

4 because it is the 4th entry in this subclass

Enzyme Nomenclature Database - http://expasy.org/enzyme search yuuk

http://expasy.org/enzyme

http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/

Klasifikasi Enzim

Klasifikasi EnzimDatabase enzim lebih lanjut

Klasifikasi EnzimApabila ingin mencari nama atau klasifikasi suatu enzim yg bekerja katalis pada biomolekul tubuh --- lebih jauhRCSB Protein Data Bank - RCSB PDB.htm

Contoh reaksi Oxidoreductases - oxidation-reduction reactions Lactate-dehydrogenase: 1- Lactic acid + NAD+ Pyruvic acid + NADH+H+

2. Transferases - Transfer of functional groupsGugus phosphorus: ATP: D-hexose-6 phosphotransferase (Hexokinase) ATP+D-Hexose ADP+D-hexose-6-phosphateAcetyl-CoA: Choline D-acyltransferase (Choline Acyltransferase)3. Hydrolase : hidrolisis menggunakan air pada ester, ether, peptido, glycosyl, acid-anhydride, C-C, C-halide, ikatan P-N syw Glycosyl: -D- Galactoside galactohydrolase ( -Galactosidase) -D- Galactoside+H2O alcohol +D-Galactose

Contoh reaksi 4. Lyases - memutus berbagai ikatan (selain cara Hidrolisis) dari C-C, C-O, C-N, C-S & ikatan C-halide contoh: Carbon-Oxygen lyases dari Enzim Malate hydrolyase (Fumarase)

5. Isomerases - Isomerizations (bond rearrangements) interconversion aldosa & ketosaD - Glyceraldehyde-3- phosphate ketoisomerase (triosephosphate isomerase) D - Glyceraldehyde-3phosphate Dihydroxyacetone phosphate.

Contoh reaksi 6. Ligases (atau synthetases) bond formation coupled with ATP hydrolysisdua senyawa digabungkan dari pemecahan suatu ikatan pirofosfat ATP atau trinucleotida (GTP, UTP, TTP,CTP), pembentukan ikatan C-O, C-S, C-N, C-CContoh ikatan C-N-bondsL- Glutamine: ammonia ligase (ADP) [Glutamine Synthetase]ATP + L-Glutamate + NH4 = ADP + orthophosphate + L-GlutamineContoh formasi C-C bondsAcetyl-CoA: CO2 ligase (ADP) [acetyl-CoA carboxylase] ATP+ Acetyl-COA-CO2 Malonyl- CoA+ADP+pi.Faktor mempengaruhi aktivitas enzimsubstrate concentrationpHtemperatureInhibitors2. Enzyme KScience.htmLAKUKAN percobaan kitaAktivitas enzimAktivitas awal enzim merupakan bagian linear kemiringan (slope) dari kurva progresif v = a/bPerubahan substrat (s)Waktu (t)abAktivitas awal enzim tidak ada produk, makin banyak substrat maka enzim akan jenuh, enzim dihambat aktivitas lambat.Aktivitas enzim (v) ditentukan oleh reaksi awalnya v= a/bIn K13 ENZIME KINETIK.pptxUntuk Bahan Praktikum :Buku Biokimia teknik penelitian oleh Maria Bintang Bab5 hal 49 Aktivitas enzimAktivitas enzim dinyatakan dalam Unit (U) ; satuan Internasional SI = katal (kat)1 U artinya: sejumlah enzim yg mengkatalisis konversi 1 mikromol substrat per unit dlm kondisi normalKadang digunakan= nmol/menit atau mol/menit1 U = 1 mol/menit; 1 katal= 1 mol/detik ; 1 U= kat/60detikKinetika enzimenergi tambahan yang cukup untuk melakukan tumbukan efektif, dinamakan energi aktivasi.

Membuat reaksi lebih cepat:Meningkatkan suhu mempercepat gerakan molekulSistem biologi sensitif thd perubahan suhu.Enzim dapat mempercepat rreaksi tanpa meningkatkan suhu. Enzim dapat menurunkan energi aktivasiEnzim membuat jalur reaksi baru yang pendekKinetika enzimJika dalam tumbukanAB mempunyai energi yang cukup untuk melampaui energi aktivasi (melampaui puncak pada gambar grafik di bawah), maka selanjutnya dengan serta merta (spontan) reaksi terus berlanjut menghasilkan AB dengan tingkat energi yang lebih rendah dari A + B (sebelum reaksi). Reaksi ini melepaskan energi sebesar DE = Ei Ef (eksotermis).

Kinetika MM enzimkonstanta Michaelis-Menten (Km), yang merupakan konsentrasi substrat yang diperlukan oleh suatu enzim untuk mencapai setengah kelajuan maksimumnya

Setiap enzim memiliki nilai Km yang berbeda-beda untuk suatu subtrat, dan ini dapat menunjukkan seberapa kuatnya pengikatan substrat ke enzim. Konstanta lainnya yang juga berguna adalah kcat, yang merupakan jumlah molekul substrat yang dapat ditangani oleh satu site-aktif per detik.Efisiensi suatu enzim diekspresikan oleh kcat/Km.

Kurva kejenuhan suatu reaksi enzim yang menunjukkan relasi antara konsentrasi substrat (S) dengan kelajuan (v)Kinetik Michaelis-Menten.htm

Efek suhu dan pHOptimum pH valuesEnzyme activityTrypsinPepsinpH1357911 2007 Paul Billiet ODWSTemperature / CEnzyme activity01020304050Q10Denaturation 2007 Paul Billiet ODWSPengaruh InhibitorEnzim inhibitor adalah molekul yang mengurangi efektivitas aktivasi enzimHambatan terbentuknya kompleks substrat enzim merupakan hasil yang tidak diinginkan dalam reaksi yang dikatalisis oleh enzimHambatan tidak reversibelHambatan reversibelHambatan bersaing Hambatan tidak bersaing

Hambatan tidak reversibelInhibitor tidak bereaksi reversibel dengan bagian tertentu dari enzim sehingga enzim berubahSubstart tidak dapat memasuki bagian aktif dari enzimEnzim tidak dapat berfungsi sebagai katalitik Penghambatan enzim kompetitifMempunyai struktur stereokimia yang sama dengan susbstrat Apa yang dipersaingkanMenduduki sisi aktif dan waktu yang samaPersamaan dengan kompetitor lainKekerapan yang dipersaingkanHambatan bersaingDikarenakan adanya molekul yang mirip dengan substrat sehingga membentuk kompleks enzim substart yang inhibitorAsam malonat,oksalat, dan oksaloasetat

Hambatan tidak bersaingInhibitor memenpati bagian dari enzim diluar dari bagian aktifInhibitor membentuk kompleks enzim inhibitor maupun kompeks enzim substart inhibitorCu, Ag. Hg

Enzyme Inhibition (Mechanism)

CompetitiveNon-competitiveUncompetitiveEEDifferent siteCompete for active siteInhibitorSubstrateCartoon GuideEquation and Description[I] binds to free [E] only,and competes with [S];increasing [S] overcomesInhibition by [I]. [I] binds to free [E] or [ES] complex; Increasing [S] cannot overcome [I] inhibition.[I] binds to [ES] complex only, increasing [S] favorsthe inhibition by [I].E + S ES E + P + IEI E + S ES E + P + + I I EI + S EIS E + S ES E + P + I EIS

XJuang RH (2004) BCbasicsKmEnzyme Inhibition (Plots)

CompetitiveNon-competitiveUncompetitive Direct PlotsDouble ReciprocalVmaxVmaxKmKm[S], mMvo[S], mMvoIIKm[S], mMVmaxIKmVmaxVmaxVmax unchangedKm increasedVmax decreasedKm unchangedBoth Vmax & Km decreasedI1/[S]1/Km1/vo1/ VmaxITwo parallellinesIIntersect at X axis1/vo1/ Vmax1/[S]1/Km1/[S]1/Km1/ Vmax1/vo Intersect at Y axis= KmJuang RH (2004) BCbasicsInhibitor kompetitif = Obat Sulfa-COOHH2N--SONH2H2N-PrecursorFolicacidTetrahydro-folic acidSulfanilamideSulfa drug (anti-inflammation)Para-aminobenzoic acid (PABA)Bacteria needs PABA for the biosynthesis of folic acidSulfa drugs has similar structure with PABA, andinhibit bacteria growth.Adapted from Bohinski (1987) Modern Concepts in Biochemistry (5e) p.197

Domagk (1939)Contoh Inhibitor enzimPenghambatan kerja enzim MAO (monoamin oksidase) bermanfaat meningkatkkan jumlah senyawa neurotransmiter ssp Untuk pengobatan Depresi, parkinson