Kinetika reaksienzimatis

Shinta Rosalia Dewi, M.Sc

Enzim : protein yg mengkatalisis prosesbiokimia dalam sel hayati yang spesifikproduksi biomassa atau metabolit, produkpangan, pakan, dll

Reaksi enzimatis :

Sistem homogen atau heterogen

Satu substrat atau lebih

Dasar kinetika reaksi enzimatis

Michaelis Mentenlaju awal reaksienzimatis dapat ditentukan berdasarkanfungsi terhadap konsentrasi substrat danparameter yg berpengaruh dalam enzim

Henri pembentukan kompleks enzimsubstrat reversibel selama reaksipembentukan produk dari substrat lajureaksi berbanding lurus dengan konsentrasikompleks

Reaksi reversibelk k

kE S ES E P

d[S]v k [E][S] k [ES]

dt

d[ES]v k [E][S] [k k ][ES]

dt

laju pembentukan (kekanan) = laju penguraian (kekiri)

k [E][S] [k k ][ES]

k [E][S] [k k ][ES]

k k[E][S] [ES]

k

1 2

1

1 1

1 1 2

1 1 2

1 1 2

1 2

1

0

k kKm

k

1 2

1

T

T

T

T

T

T

max T

max

[E][S] [ES]Km

[E ] [E] [ES]

[E ] [ES] [S] [ES]Km

[E ][S] [ES][S] [ES]Km

[E ][S] [ES] Km [S]

[E ][S][ES]

Km [S]

[E ][S]v k [ES] k

Km [S]

v k [E ]

v [S]v

Km [S]

2 2

2

Kinetika reaksi Michaelis-Menten :

maxv [S]vKm [S]

Kinetika reaksi homogen : penentuan Km

Persamaan Lineweaver dan Burk

max

max max max

max max

v [S]v

Km [S]

Km [S] Km [S]

v v [S] v [S] v [S]

Km

v v [S] V

1

1 1 1

Persamaan Eadie Hofstee

max

max

max

max

max

v [S]v

Km [S]

v Kmv sehingga v =v

Km [S]

[S]

vv = Km v

[S]

vv Km v

[S]

1

1

Persamaan Hanes

max

max max

max max

max max

v [S]v

Km [S]

Km(Lineweaver Burk)

v v [S] v

Km[S] [S] [S]

v v [S] v

[S] Km[S]

v v v

1 1 1

1 1 1

1

Inhibisi

Kompetitif : inhibitor berkompetisi dengansubstrat untuk berinteraksi dengan sisi aktifenzim

uncompetitive: inhibitor menghambat kerjaenzim di sisi yg berbeda dari interaksisubstrat-enzim terikat pada ES

Non- kompetitif : inhibitor menghambat di sisiberbeda, tidak menghasilkan produkterikat pada E atau ES

Inhibisi

Oleh produk produk yang dihasilkan dapatmenghambat kerja enzim kompetitif atautidak kompetitif

Oleh substrat substrat menghambat kerjaenzim (konsentrasi substrat terlalu tinggi) membentuk kompleks tidak kompetitif

Inhibisi kompetitif

Inhibisi kompetitifk k

k

ki

max

max max

E S ES E P

E I EI

[ET] [ES] [E] [EI]

v [S]v

[I]Km [S]

Ki

Km [I]

v v v Ki [S]

[I]K 'm Km

Ki

1 2

1

1

1 1 11

1

Inhibisi uncompetitive

Inhibisi uncompetitive

k k i

k

max

E S I ES I ESI

ES E P

[ET] [ES] [E] [ESI]

v[S]

[I]

Kiv

Km[S]

[I]

Ki

1 1

1

1

1

max max

Km [I]

v v [S] v Ki

KmK 'm

[I]

Ki

1 1 11

1

Inhibisi non-kompetitif

Inhibisi non-kompetitif

k k

k

ki

ki

max

max max

E S ES E P

E I EI

ES I ESI

[ET] [ES] [E] [ESI]

v [S]v

[I]Km [S]

Ki

Km [I]

v v [S] v Ki

1 2

1

1

1

1 1 11

Faktor yang mempengaruhi reaksienzimatis

pH perubahan struktur, ionisasi, pengikatanenzim

pH mempengaruhi muatan

Muatan mempengaruhi struktur enzim

Selanjutnya akan mempengaruhi reaksi ES

Suhu

k=Ae-E/RT

Pereaksi kimia

Penentuan aktivitas enzim

pH Stat pengukuran jumlah asam (H+) yang ditambahkan ke cairan pereaksi volume asam/basa terhadap waktu

Spektrofotometri pengukuran enzimdengan spektrofotometer pada panjanggelombang tertentu

Contoh soal

Kinetika enzim glukoamilase ditentukan padasuatu reaktor tertutup pada suhu 40oC berdasarkan glukosa yang terbentuk (mol/L). Bila volume cairan dalam reaktor 500 ml danlarutan enzim yang digunakan 500 L mengandung 4g/L.

Bagaimana bentuk kinetika hidrolisis maltosaoleh enzim glukoamilase?

Glukosa sebagai produk juga berfungsi sebagaiinhibitor. Kinetika penghambatannya ditunjukkanpd tabel di bawah. Tentukan model kinetikapenghambatan

Waktu(menit)

Konsentrasi awal maltosa (mM)

50 100 150 200

2 95 110 130 140

5 230 290 320 340

10 440 570 640 670

15 700 860 960 1.000

30 1.400 1.700 1.900 2.000

TRK meeting 5.xlsx

Glukosa(mM)

Konsentrasi substrat maltosa (mM)

50 100 150 200

0 5,8 7,2 8 8,4

2,5 5,2 6,9 7.6 8,1

5 4,8 6,4 7,3 7,9

10 4,1 5,8 6,7 7,4