Transcript 1.Pendahuluan + ENZIM - HIDUP AKAN LEBIH BERMAKNA JIKA

PENGANTAR BIOKIMIA
&
ENZIM & KOENZIM
DISUSUN OLEH
DR. WIDODO S.,MKes
1
PENGANTAR BIOKIMIA
BIOKIMIA  MERUPAKAN ILMU YANG BERHUBUNGAN
DENGAN BERBAGAI MOLEKUL DIDALAM
SEL ATAU ORGANISME YANG HIDUP
BESERTA DENGAN REAKSI KIMIA-NYA.
BIOS CHEMIOS
HIDUP / HAYATI
BIOLOGI
KIMIA ( Senyawa Kimia)
KIMIA ORGANIK
ILMU KIMIA HAYATI ( BIOKIMIA )
TUJUAN ILMU BIOKIMIA : MENGURAIKAN DAN
MENJELASKAN SEMUA PROSES KIMIAWI PADA SEL HIDUP
MANFAAT ILMU BIOKIMIA ADALAH UNTUK KESEJAHTERAAN MANUSIA DAN PERKEMBANGAN ILMU PENGETAHUAN.
DAPAT DIKATAKAN HAMPIR SEMUA ILMU KEHIDUPAN
BERHUBUNGAN ERAT DENGAN BIOKIMIA.
APA SAJA YANG DIPELAJARI ?
SELURUH REAKSI KIMIA YANG TERJADI DIDALAM TUBUH MANUSIA,
MULAI DARI MAKANAN MASUK KEDLM. MULUT, TERBENTUKNYA
ENERGI, SENYAWA PEMBANGUN,KOMPONEN SEL & JARINGAN,
SENYAWA CADANGAN …..DST… SAMPAI PENGOLAHAN DAN
EKSKRESI LIMBAH METABOLISME
PERANAN BIOKIMIA KEDOKTERAN :
• DIAGNOSTIK
. REHABILITASI
• PATOFISIOLOGI
. PREVENTIF
• TERAPI
. FARMASI
• PROGNOSA
. PERAWATAN
ENZIM
PENDAHULUAN :
* KATALISATOR
* BIOKATALISATOR
DEFINISI ENZIM :
SUATU SENYAWA ORGANIK BERUPA
PROTEIN YANG BERFUNGSI SEBAGAI
BIOKATALISATOR.
5
SIFAT-SIFAT ENZIM ;
1. ENZIM ADALAH PROTEIN
ENZIM PUMYA SIFAT SEPERTI PROTEIN : KONDISI
LINGKUNGAN, SUHU, Ph. kosentrasiSUBSTRAT, dsb.
2. BERFUNGSI SEBAGAI KATALIS
Meningkatkan kecepatan reaksi tanpa mengubah
ProduK / hasilnya, dan Enz tidak ikut bereaksi dengan
Substratnya
3. BEKERJA SECARA KHUSUS / SPESIFIK
Enzim hanya bekerja mengkatalisa satu reaksi /
substrat tertentu.
4. DIBUTUHKAN DALAM JUMLAH SEDIKIT
Reaksi enzimatik dalam metabolisme hanya
memerlukan sedikit sekali enzim.
TATA NAMA & KLASIFIKASI ENZIM :
► Nama enzim diberi akhiran ase
► Berdasar nama substrat yang dikatalisa enzim
tersebut, misalnya : -. Proteinase
-. Lipase
► Menurut sistem IUB, enzim dibagi dalam 6 kelas
utama, berdasarkan atas jenis reaksinya :
1. KELAS OKSIDO REDUKTASE 4. KELAS LIASE
2. KELAS TRANSFERASE
5. KELAS ISOMERASE
3. KELAS HIDROLASE
6. KELAS LIGASE
7
► Menurut sistem IUB, nama enzim dapat ditulis dengan
KODE ENZIM ( KODE NOMOR ENZIM ) :  NAMA ENZIM
TERDIRI DARI 4 ANGKA :
. ANGKA PERTAMA
KELAS ENZIM
. ANGKA KEDUA
SUBKELAS
. ANGKA KETIGA
SUBSUBKELAS
. ANGKA KEEMPAT
NAMA SPESIFIK ENZIM
CONTOH : E.C. 2.7.1.1
KELAS
ALKOHOL
FOSFAT
HEKSOKINASE
ATP : D-HEKSOSA-6 FOSFOTRANSFERASE (HEKSOKINASE )
ATP + D-HEKSOSA
ADP + D-HEKSOSA-6 FOSFAT
8
KELAS 1 : OKSIDO REDUKTASE
YANG MENGKATALISA REAKSI OKSIDASI REDUKSI,
TERMASUK TERHADAP GUGUS CH- OH, CH-CH, C=O,
CH-NH2, CH=NH.
SRED
SOKS
e-
S1 OKS
S1 RED
CONTOH : 1.1.1.1. ALKOHOL : NAD OKSIDOREDUKTASE
( ALKOHOL DEHIDROGENASE )
ALKOHOL
ALDEHID / KETON
H+ + e-
NAD+
NADH + H+
9
Contoh :
* Subkelas 1.4 : Enz yang bekerja pada gugus CH-NH2
E.C. 1.4.1.3. =Glutamat : NAD(P) oksido reduk-tase
( deaminasi )
Glutamat + H2O
NAD(P)+
Ketoglutarat
e
NAD(P)H + H+
•Dari Subkelas 1.11. = Enz yang bekerja pada H2O2
E.C. 1.11.1.6. = H2O2 oksidoreduktase ( Katalase )
H2O2 + H2O2
2 H2O2 + O2
10
KELAS 2 : TRANSFERASE
 YANG MENGKATALISA PEMINDAHAN GUGUS G
( SELAIN HIDROGEN ) ANTARA SEPASANG SUBSTRAT,
TERMASUK GUGUS ALDEHID, KETON, ASIL ( COOH ),
ALKIL (-ROH ), GLIKOLSIL ( -RCHO ), FOSFAT, SULFAT
S1
S1-G
G
S2
S2-G
CONTOH : DARI SUBKELAS 2.3.- ASIL TRANSFERASE
E.C. 2.3.1.6. = KOLIN 0-ASETIL TRANSFERASE
(KOLIN ASIL TRANSFERASE) :
Asetil-koA
Asetil-Kolin
koA
Kolin-SH
KoA-SH
CONTOH : 2.7.1.1 , ATP : D-HEKSOSA-6 FOSFOTRANSFERASE ( HEKSOKINASE )
D- HEKSOSA
D- HEKSOSA-6 P
11
ATP
ADP
KELAS 3 : HIDROLASE
YANG MENGKATALISA PEMECAHAN SENYAWA DENGAN
CARA HIDROLISIS.
CONTOH : DARI SUBKELAS 3.1.
H2O
E.C 3.1.1.8. = ASIL KOLIN ASIL HIDROLASE ( Pseudokolin Este
rase )
ASIL-KOLIN
KOLIN + ASAM
DARI SUBKELAS 3.2. -- ikatan
Glikosidik
H2O
E.C. 3.2.1.23 = GALAKTOSIDASE ( GALAKTOHIDROLASE ) :
D- GALAKTOSIDA
ALKOHOL + D-GALAKTOSA
12
KELAS 4 : L I A S E
 YANG MENGKATALISA PELEPASAN GUGUS DARI
SUBSTRAT, DENGAN MEKANISME BUKAN HIDROLISA,
DAN MENIMBULKAN IKATAN RANGKAP.
X Y
-C—CX-Y + -C=CCONTOH : DARI SUBKELAS 4.1.  IKATAN ALDEHID / KETON
E.C. 4.1.2.7. = KETOSA-1P : ALDEHIDE LIASE ( ALDOLASE )
FRUKTOSA-1,6-P2
DIHIDROKSI ASETON-P +
GLISERALDEHIDE-3P
DARI SUBKELAS 4.2. :
E.C. 4.2.1.1. = MALAT HIDRO LIASE ( FUMARASE )
MALAT
FUMARAT + H2O
13
KELAS 5 : ISOMERASE
MENGKATALISA INTERKONVERSI OPTIK, GEOME TRIK ATAU POSISI.
CONTOH :
DARI SUBKELAS 5.1. : RASEMASE / EPIMERASE
E.C. 5.1.1.1. ALANIN RASEMASE ;
L-ALANIN
D-ALANIN
DARI SUBKELAS 5.2. : SISTRANS ISOMERASE
E.C. 5.2.1.3. = TRANSRETINEN 11 SISTRANS ISOMERASE
TRANS RETINEN
11-SIS-RETINEN
14
KELAS 6 : LIGASE
YANG MENGKATALISA PENGGABUNGAN 2 SENYA WA DISERTAI DENGAN PEMUTUSAN IKATAN PIRO FOSFAT DARI ATP ATAU SENYAWA FOSFAT BER ENERSI TINGGI LAINNYA.
TERMASUK PEMBENTUKAN IKATAN C-O, C-S, C-N & C-C
CONTOH :
DARI SUBKELAS 6.2. :  IKATAN TIOESTER
E.C. 6.2.1.4. = SUKSINAT : KoA LIGASE (GDP = SUKSINAT TIOKINASE )
GTP
GDP
SUKSIBAT
SUKSINIL-KoA
KoA-SH
DARI SUBKELAS 6.3. :  IKATAN C-N
E.C. 6.3.1.2. = GLUTAMAT : AMONIA LIGASE ( ATP )
(GLUTAMIN SINTETASE )
GLUTAMAT + NH3 + ATP
GLUTAMIN + ADP + Pi15
LOKASI ENZIM :
SEMUA ENZIM ( = PROTEIN ) DISINTESIS DI RIBOSOM.
EKSKRESI ENZIM SUDAH DALAM BENTUK AKTIP,
SEBAGIAN ADA YG BELUM AKTIP = ZIMOGEN = PRO ENZIM
BENTUK ZIMOGEN  CONTOH PADA ENZ PENCERNAAN.
LOKASI KERJA ENZIM DI DALAM SEL ORGANEL, KECUALI
BEBERAPA ENZIM, SEPERTI ENZIM PENCERNAAN,
ENZIM KOAGULASI ( PEMBEKUAN ) DARAH.
16
BAGIAN AKTIF DARI MOL. ENZIM :
ACTIVE SITE
MENGIKAT “ S “
CATALYTIC SITE
MENGOLAH “ S “
ALLOSTERIC SITE
“ S “ = SUBSTRAT
MEKANISME KERJA ENZIM :
E + S  [ ES ]  E + P
REAKSI :
1. TEORI FISHER : ( KEY & LOCK THEORY )
+
E
+
S
ES
E
P
17
MEKANISME KERJA ENZIM :
2. TEORI INDUKSI MODEL KOSHLAND ( INDUCE FIT
THEORY ) :
SEBELUM TERJADI HUBUNGAN E–S , KEDUA MOLEKUL
SALING MENDEKAT KARENA ADANYA GUGUS-GUGUS AKTIF
( -NH2, -PO4, -SH, -OH, -COOH, dsb )  TERJADI “KONFORMASI”
DARI MOLEKUL E. === BENTUK MOLEKUL JADI SESUAI DAN
SERASI DENGAN MOLEKUL S == = TERJADI E – S COMPLEX
E
P
SH
S
18
2. Daniel – Koshland : Induced – fit
E
Enzim
substrat
S
S
E
[E-S]
SUBSTRAT
S
S
E
S
E
S
E
E
S
S
19
FAKTOR-2 YANG MEMPENGARUHI KECEPATAN REAKSI ENZIMATIK :
1. FAKTOR SUHU :
KECEPATAN REAKSI
ENZIMATIK
to C
SUHU OPTIMUM
pH
pH OPTIMUM
2. FAKTOR pH :
PENGARUH PERUBAHAN pH :
a.
pH ASAM / SANGAT ASAM atau BASA / SANGAT BASA = DENATURASI
ENZIM ==== FUNGSI HILANG.
b. PERUBAHAN pH ---- PERUBAHAN MUATAN PADA GUGUS- GUGUS DARI
ENZIM---- PENGARUHI KONFORMASI E – S -- PENGARUHI
PEMBENTUKAN E-S KOMPLEKS == KECEPATAN REAKSI BERUBAH.
20
3. FAKTOR KADAR SUBSTRAT & ENZIM :
•KADAR S << KADAR E = PENAMBAHAN S AKAN MENAIKKAN
KECEPATAN REAKSI   ENZIM JENUH DENGAN S
=
KECEPATAN REAKSI TIDAK MENINGKAT LAGI.
• KADAR E << KADAR S = PENAMBAHAN E AKAN MENINGKATKAN KECEPATAN REAKSI   SETELAH TERJADI KESETIMBANGAN = PENAMBAHAN E TIDAK AKAN MENINGKAT-KAN
KECEPATAN REAKSI.
REAKSI ENZIMATIK : E +
S
k1
k2
v1 = k1 [E] [S]
E +
P
v2 = k2 [E] [P]
v1 ADALAH KECEPATAN AWAL = SAAT MULAI REAKSI
v1 BERBANDING LURUS DENGAN KADAR SUBSTRAT
MAUPUN KADAR ENZIM.
21
4. PENGARUH MODIFIER :
MODIFIER  SENYAWA YANG MAMPU MEMPENGARUHI
AKTIVITAS / KECEPATAN REAKSI ENZIMATIK.
4.1. MODIFIER POSITIP = AKTIVATOR :
ION-ION LOGAM : Mn, Mg, Ca, dll
4.2. MODIFIER NEGATIP = INHIBITOR :
4.2.a. PENGHAMBAT BERSAING = COMPETITIVE INHIBITOR
4.2.b. PENGHAMBAT TAK BERSAING = NON COMPETITIVE
INHIBITOR
22
COMPETITIVE INHIBITOR :
• BENTUK / STRUKTUR MIRIP DENGAN SUBSTRAT
• KERJANYA : BERSAING DENGAN S DALAM MEMPEREBUTKAN
“ ACTIVE SITE “ DARI ENZIM.
CONTOH : 1. SULFANILAMIDE -- MENGHAMBAT PERKEMBANGAN BAKTERI
2. DICOUMAROL -- MIRIP VITAMIN K
NON COMPETITIVE INHIBITOR :
A.
IRREVERSIBLE NON COMPETITIVE INHIBITOR :
* MERUSAK ENZIM == ENZIM TAK DAPAT BEKERJA
B.
REVERSIBLE NON COMPETITIVE INHIBITOR :
.) TIDAK MIRIP DENGAN SUBSTRAT
.) TIDAK MENEMPATI “ CATALYTIC SITE “ ,
TETAPI MENEMPATI “ ALLOSTERIC SITE “
.) KERJA ENZIM JADI TERHAMBAT ----- TIDAK MENCAPAI
KECEPATAN YANG MAKSIMAL
23
KOENZIM :
* BAGIAN NON PROTEIN DARI HOLOENZIM
* SEBAGAI SUBSTRAT KEDUA = CO SUBSTRAT :
OH
O
O-
CH
H33C
C
C
H33C
O
LAKTAT
NAD+
C
O-
O
LAKTAT
DEHIDROGENASE
PIRUVAT
NADH + H+
KLASIFIKASI KOENZIM :
1. UNTUK PEMINDAHAN GUGUS H :
. NAD+ , NADP+
. FMN , FAD
. ASAM LIPOAT
. KOENZIM Q
2. UNTUK PEMNIDAHAN GUGUS-GUGUS SELAIN H :
*. KoA
*. PIRIDOKSAL FOSFAT
*. KOENZIM FOLAT
*. BIOTIN
*. TIAMIN PIROFOSFAT
*. ASAM LIPOAT
*. KOENZIM KOBAMIDA (B12 )
SEBAGIAN BESAR KOENZIM MERUPAKAN DERIVAT VITAMIN B
COMPLEX
ENZIM-ENZIM KELAS 1, 2, 5 DAN 6 MEMERLUKAN KOENZIM
ENZIM-ENZIM KELAS 3 DAN 4 TIDAK MEMERLUKAN KOENZIM
25
I SOZIM :
== ENZIM YANG BERBEDA SIFAT FISIK, KIMIA dan IMMUNOKIMIANYA, TETAPI MEMPUNYAI FUNGSI KATALITIK YANG SAMA.
LEBIH DARI SATU SUBUNIT / ISOMER
DAPAT DIPISAHKAN DENGAN ELEKTROFORESA
CONTOH : -. LAKTAT DEHIDROGENASE = LDH
PUNYA 4 SUB UNIT / PROTOMER, DENGAN 2 TIPE
H&M
I1
: H H H H
I4
: H M M M
I2
: H H H M
I5
: M M M M
I3
: H H M M
-. MALAT DEHIDROGENASE
26
ENZIM dalam DARAH :
1. FUNCTIONAL PLASMA ENZYME ( ENZIM FUNGSIONAL PLASMA ) :
-. LIPOPROTEIN LIPASE
-. PSEUDOCHOLIN ESTERASE
-. ENZIM-ENZIM PEMBEKUAN DARAH
2. NON FUNCTIONAL PLASMA ENZYME ( ENZIM NON FUNGSIONAL
PLASMA ) :
 PENTING UNTUK DIAGNOSA dan PROGNOSA PENYAKIT .
-. CONTOH : =. PLASMA LIPASE
=. PLASMA AMILASE
=. FOSFATASE
=. TRANSAMINASE : G O T & G P T
=. LAKTAT DEHISROGENASE = LDH
27
WD
28