Regulasi Enzim

Regulasi dan Inhibisi EnzimHaeria, M.SiRegulasi enzimPengaturan AllosterikFeedback-inhibition Feed-forward activatorModifikasi KovalenFosforilasiZimogen

AllosterikIstilah alosterik diturunkan dari bahasa Yunani "allo" yang berarti yang lain, dan "stereos" yang berarti ruang atau sisi. Enzim alosterik adalah enzim yang memiliki sisi lain selain sisi katalitik. Enzim alosterik mempunyai dua bagian aktif, yaitu bagian aktif yang menangkap substrat dan bagian yang menangkap penghambat. Sifat-sifat enzim alosterik seperti semua enzim, enzim alosterik memiliki sisi katalitik yang berikatan dengan substrat dan mengubahnya, tetapi enzim ini juga memiliki satu atau lebih sisi pengatur atau alosterik untuk mengikat metabolit pengatur, yang disebut modulator (pengatur) atau efektor.Sifat ensim allosterikmolekul enzim alosterik umumnya lebih besar dan lebih kompleks dibandingkan dengan molekul enzim biasa. Kebanyakan enzim-enzim alosterik memiliki dua atau lebih rantai atau subunit polipeptida.enzim alosterik biasanya memperlihatkan penyimpangan yang nyata dari tingkah laku klasik Michaelis-Menten. Hal ini salah satu ciri yang pertama-tama membedakannya dari enzim-enzim biasaPengaturan AlosterikAllostry adalah perubahan kinetika enzim yang disebabkan oleh pengikatan dengan molekul lain.

Mekanisme feed back-inhibitedPenghambatan umpan balik disebabkan oleh hasil akhir suatu rangkaian reaksi enzimatik yang menghambat aktifitas enzim pada reaksi pertama. Hasil akhir reaksi juga mempengaruhi pembentukan enzim, yang dapat digambarkan sebagai berikut:

Feed forward activatedin DNA synthesis, the amounts of purine and pyrimidine nucleotides must be kept roughly equal. The enzyme aspartate transcarbamoylase is feedback-inhibited by CTP, the product of its metabolic pathway, and feed-forward-activated by ATP. If there is an excess of pyrimidines, inhibition by CTP slows the reaction, while if there is an excess of purines, ATP activates the enzyme, ultimately increasing the amount of pyrimidines in the cell.

Modifikasi KovalenEnzim dapat diatur melalui transfer dari molekul atau atom dari donor ke rantai samping asam amino yang berfungsi sebagai akseptor dari molekul ditransfer. Cara lain untuk mengatur enzim adalah dengan mengubah urutan asam amino oleh pemutusan proteolitik.

Fosforilasi Banyak enzim diaktifkan atau dinonaktifkan dengan transfer fosfat anorganik dari ATP ke akseptor-misalnya, sisi-rantai oksigen dari serin. Kombinasi fosforilasi protein oleh kinase dan dephosphorylyation oleh fosfatase mampu meningkatkan pengendalian atas aktivitas enzim.

Zymogen Bentuk tidak aktif dari enzimChymotrypsinogen dalam duodenum dikonversi menjadi chymotrypsin oleh serin protease trypsin, yang akan memotong protein pada sisi karboksi dari asam amino. Dua segmen terkecil dari kimotripsinogen dikeluarkan untuk membentuk kimotripsin. Inhibisi EnzimZat yang dapat menghambat kerja enzim disebut zat penghambat atau inhibitor. Zat tersebut memiliki struktur seperti enzim yang dapat masuk ke substrat, atau ada yang memiliki struktur seperti substrat sehingga enzim salah masuk ke penghambat tersebut. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut: semisal enzim itu anak kunci, terdapat zat penghambat (inhibitor) yang: strukturnya mirip anak kunci (enzim), sehingga zat penghambat itu dapat masuk ke dalam gembok kunci (substrat). bentuknya mirip gembok kunci (substrat), sehingga enzim sebagai anak kunci keliru masuk ke anak kunci palsu.

a. Inhibitor kompetitifMenghambat kerja enzim dengan menempati sisi aktif enzim. Inhibitor ini besaing dengan substrat untuk berikatan dengan sisi aktif enzim. Pengambatan bersifat reversibel (dapat kembali seperti semula) dan dapat dihilangkan dengan menambah konsentrasi substrat.Inhibitor kompetitif misalnya malonat dan oksalosuksinat, yang bersaing dengan substrat untuk berikatan dengan enzim suksinat dehidrogenase, yaitu enzim yang bekerja pada substrat oseli suksinat.

b. Inhibitor nonkompetitifInhibitor ini biasanya berupa senyawa kimia yang tidak mirip dengan substrat dan berikatan pada sisi selain sisi aktif enzim. Ikatan ini menyebabkan perubahan bentuk enzim sehingga sisi aktif enzim tidak sesuai lagi dengan substratnya. Contohnya antibiotik penisilin menghambat kerja enzim penyusun dinding sel bakteri. Inhibitor ini bersifat reversible tetapi tidak dapat dihilangkan dengan menambahkan konsentrasi substrat.Kerja enzim seperti gembok-anak kunci B. Inhibitor kompetitif dan non kompetitif (Campbell, 2006)

c. Inhibitor irreversibelInhibitor ini berikatan dengan sisi aktif enzim secara kuat sehingga tidak dapat terlepas. Enzim menjadi tidak aktif dan tidak dapat kembali seperti semula (irreversible). Contohnya, diisopropilfluorofosfat yang menghambat kerja asetilkolin-esterase.Enzim dalam metabolisme obatEnzim yang berperan dalam dalam biotransformasi obat dapat dibedakan berdasarkan letaknya dalam sel, yaitu enzim mikrosom yang terdapat dalam retikulum endoplasma halus (yang pada isolasi invitro membentuk kromosom ) Enzim mikrosom mengkatalisis reaksi glukoronida, sebagian besar reaksi oksidasi obat, serta reksi reduksi dan hidrolisis.enzim non mikrosom. enzim non mikrosom mengkatalisis reaksi konjugasi lainnya, beberapa reaksi oksidasi, reaksi reduksi dan hidrolisis (Gordon dan Skett,1991).Kedua enzim metabolisme ini terutama terdapat dalam sel hati, tetapi juga terdapat dalam sel jaringan lain, misalnya: ginjal, paru-paru, epitel saluran cerna dan plasma. Di lumen saluran cerna juga terdapat enzim non mikrosom yang dihasilkan flora usus.