ENZIM DAN KOENZIMHeru Pramono, S.Pi., M.Biotech

Outline

1. Konsep energi, nutrisi, reaksi biokimia

2. Energi aktivasi

3. Katalis

4. Protein dan enzim

5. Klasifikasi enzim dan mekanisme kerja enzim

6. Kofaktor/koenzim

7. Turn over number

1. Konsep energi, nutrisi, dan reaksi biokimia

• Seluruh makhluk hidup butuh energi

• Nutrisi salah satu bahan biotis yang dibutuhkan sebagai sumber energi

• Konversi nutrisi menjadi energi disebut proses metabolisme nutrisi yang disebut katabolisme

• Katabolisme reaksi biokimia pemecahan senyawa nutrisi kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dan melepaskan energi

• Bentuk penyimpanan energi ATP

2. Energi aktivasi• Diperkenalkan oleh Svante Arrhenius

• Definisi : Energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi kimia tertentu dapat terjadi

• Dinyatakan dengan Ea

3. Katalis• Katalis merupakan suatu zat atau substansi yang

dapat mempercepat reaksi (dan mengarahkan atau mengendalikannya), tanpa terkonsumsi oleh reaksi, namun bukannya tanpa bereaksi.– Lowers the activation energy needed to start a reaction

– Is not used up during the reaction

– Is unchanged after a reaction

4. Protein dan enzim• Protein merupakan senyawa polimer asam amino

• Enzim merupakan biomolekul yang tersusun atas protein dan memiliki active site (situs/bagian aktif)– Active site suatu enzim biasanya hanya bagian kecil

dari enzim tersebut

– Biasanya dinamai dengan akhiran –ase misal : Protease

– Kerjanya SPESIFIK

– Terdapat pada seluruh makhluk hidup (atau setengah hidup) mulai virus hingga mamalia

Reaksi dengan dan tanpa enzim

5. Klasifikasi Enzim dan mekanisme kerja enzim• Enzim diklasifikasikan berdasarkan tipe dan

mekanisme reaksi

• Awalnya hanya disebut berdasarkan pemecahan/hidrolisis senyama dengan ikatan kovalen– Protease, lipase, amilase, dll

• Pada senyawa yang sama dapat terjadi reaksi selain hidrolisis, semisal reaksi oksidasi. Oleh karenanya saat ini penyebutan enzim berdasarkan pada tipe dan mekanisme reaksi

Sistem IUB• International Union of Biochemistry memberi sistem

penamaan enzim1. Reaksi dan enzim yang mengatalisis enzim tersebut

membentuk enam kelas, masing-masing mempunyai 4-13 sub kelas

2. Nama enzim terdiri atas dua bagian, nama pertama menunjukkan substrat dan nama kedua yang berakhiran ase menyatakan tipe reaksi yang dikatalisis

3. Informasi tambahan, bila diperlukan untuk menjelaskan reaksi dapat dituliskan dalam tanda kurung di bagian akhir

4. Enzim memiliki EC yang mencirikan tipe reaksi ke dalam reaksi (digit pertama), subkelas (digit kedua), subsubkelas (digit keempat)

Contoh penamaan enzim

Alkohol dehidrogenase

Substrat

Reaksi

Based on EC 1. EC 1 Oksidoreduktase: mengatalisis reaksi

oksidasi/reduksi

2. EC 2 Transferase: mentransfer gugus fungsi

3. EC 3 Hidrolase: mengatalisis hidrolisis berbagai ikatan

4. EC 4 Liase: memutuskan berbagai ikatan kimia selain melalui hidrolisis dan oksidasi

5. EC 5 Isomerase: mengatalisis isomerisasi sebuah molekul tunggal

6. EC 6 Ligase: menggabungkan dua molekul dengan ikatan kovalen

Mekanisme kerja LOCK AND KEY

Satpol PP

makcomblang

6. Koenzim• Banyak enzim membutuhkan koenzim untuk aktif

• Tanpa koenzim enzim tersebut tak mampu menjadi katalisator yang efektif

KOENZIM

BERIKATAN KOVALEN

TIDAK BERIKATAN KOVALEN

GUGUS PROSTETIK

SUBSTRAT SEKUNDER

Klasifikasi Koenzim• Klasifikasi koenzim berdasarkan pada gugus yang

pemindahannya dipermudah oleh koenzim tersebut

• Untuk pemindahan gugus bukan hidrogen– Gula fosfat

– KoA-SH

– Biotin

• Untuk pemindahan hidrogen– FAD

– NAD + , NADP+

7. Turn over number• Jumlah reaksi yang dapat dibantu oleh satu

enzim dalam waktu tertentu (semisal satu menit)

• Semakin besar turn over number suatu enzim semakin cepat reaksi yang dikatalis

• Turn over number tergantung pada kondisi lingkungan terjadinya reaksi

8. Kondisi lingkungan reaksi• Kondisi lingkungan yang mempengaruhi reaksi– Suhu

– pH

– Substrat

– Inhibitor

Suhu• Enzim tersusun atas protein

• Protein dapat mengalami denaturasi pada suhu tertentu tergantung pada penyusun protein tersebut

• Semakin sedikit ikatan sulfida, semakin mudah untuk terjadinya denaturasi

• Setiap enzim memiliki rentang aktivitas yang spesifik terhadap suhu– Taq Polymerase tetap kompak pada suhu 95 C

– Tripsin pada suhu 95 sudah terdenaturasi

pH• pH berpengaruh pada konformasi tiga dimensi

suatu enzim

• pH optimum enzim umumnya adalah netral (pH 7) namun beberapa enzim aktif pada pH asam/basa

Substrat/ Kompetisi enzim• Terdapat dua jenis inhibisi– Reversibel

– Irreversibel

• Reversibel enzim masih dapat aktif kembali setelah inhibitor lepas dari enzim

• Irreversibel terjadi ikatan yang mengubah aktivitas enzim untuk seterusnya

diisopropylfluorophosphate (DFP) dengan serine protease

Reversibel Irreversibel

Jenis inhibisi reversibel• Competitive inhibition

• Uncompetitive inhibition,

• Mixed inhibition

• Non-competitive inhibition

Competitive inhibition

Terima kasih@heruiwak