alkohol dehidrogenase
DESCRIPTION
Alkohol Dehidrogenase. Gaby Almira(10509028) Masyitha Ambarwati(10509085). Definisi. Alkohol dehidrogenase (EC 1.1.1.1) Kelas : Oksidoreduktase Sub kelas : Dehidrogen a se Reaksi yang dikatalisis : CH 3 CH 2 OH + NAD + → CH 3 CHO + NADH + H + - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Alkohol DehidrogenaseGaby Almira (10509028)Masyitha Ambarwati (10509085)
Definisi
• Alkohol dehidrogenase (EC 1.1.1.1)• Kelas : Oksidoreduktase• Sub kelas : Dehidrogenase• Reaksi yang dikatalisis:
CH3CH2OH + NAD+ → CH3CHO + NADH + H+
pengubahan alkohol menjadi aldehid atau keton, reaksi reversibel
Reaksi
Struktur
ADH5
HLADH
•Dimer•Berat molekul ~80 kDa
• Sisi aktif:
Zn, His-67, Cys-174, Cys-46, Ser-48, His-51, Ile-269,
Val-292, Ala-317, and Phe-319
• Zinc membentuk ikatan koordinasi dengan Cys-46,
Cys-174, and His-67
• Phe-319, Ala-317, His-51, Ile-269 and Val-292
menstabilkan NAD+ dengan membentuk ikatan
hidrogen.
Struktur
ADH pada ragi
•Tetramer•Berat molekul ~150 kDa
Alkohol Dehidrogenase
NAD-dependent Alkohol
Dehidrogenase
Zinc-dependentShort-chain
dehydrogenaseAldo-keto reduktase
Sumber
• Manusia (hati)• Bakteri• Ragi• Hewan• Tanaman
ADH Manusia
Kelas Nama Resmi Gen Nama Lama Nama Lain Urutan Protein
I ADH1A ADH1 ADH1A NM_000667 α
I ADH1B ADH2 ADH1B NM_000668 β
I ADH1C ADH3 ADH1C NM_000669 γ
II ADH4 ADH4 ADH2 NM_000670 π
III ADH5 ADH5 ADH3 NM_000671 χ
V ADH6 ADH6 ADH5 NM_000672 ADH6
IV ADH7 ADH7 ADH4 NM_000673 σ
CH3CH2OH + NAD+ → CH3CHO + NADH + H+
Mekanisme ADH pada Manusia
Pengikatan koenzim NAD+
Pengikatan substrat alkohol
Deprotonasi His-51, nikotinamid ribosa, Ser-48
Deprotonasi alkohol
H- ditransfer dari senyawa alkoksida ke NAD+→NADH
Aldehid
ADH BAKTERI DAN RAGIGlucose + 2 ADP + 2 Pi → 2 ethanol + 2 CO2 + 2 ATP + 2 H2O
Pada bakteri dan ragi, ADH digunakan untuk proses fermentasi.Glukosa diubah menjadi piruvat (glikolisis)
Piruvat diubah menjadi asetaldehid
Asetaldehid kemudian direduksi menjadi alkohol oleh ADH.
Regulasi Gen
• mengkode enzim yg memproduksi etanol
• diregulasi (+) oleh glukosaScADH1
• mengkode isozim yang memproduksi asetaldehid
• diregulasi (–) oleh glukosaScADH2
• diregulasi (–) oleh glukosa dan protein mitokondriaScADH3
• mengkode protein ScADH4, 5, 6ScADH4, 5, 6
Substrat• ADH sangat selektif dalam pemilihan substrat.
Substrat
• ADH dari hati kuda (HLADH)
Digunakan untuk mereduksi senyawa siklik keton, 2-ketoester atau 3-ketoester.
• Thermoanaerobium bockii (TBADH)
Digunakan untuk mereduksi metil dan etil keton rantai terbuka
• Rhodococcus erythropolis (READH)
Digunakan untuk mereduksi keton dan menghasilkan (S)-alkohol
• Lactobacillus kefiri (LKADH)
Digunakan untuk mereduksi keton dan menghasilkan (R)-alkohol
Parameter Kinetik
Isolasi dari hati manusia2-5 gr liver
Dihomogenisasi 2-5mL 50mM Natrium
fosfat (pH7,5)
Sentrifugasi (100,000 x g)
Supernatan Karakterisasi
Isolasi dari Ragi atau BakteriSel dilarutkan dalam buffer
+ buffer pH 6,2+2 mM
βmercaptoethanol+glass beads
Sentrifugasi(10,000 x g)
selama ±10 menit
supernatant
karakterisasi
ADH Assays
Efek pH
Efek Suhu
Penentuan
Parameter Kinetik
Aplikasi• pembuatan alkohol
awal perkembangan bioteknologifermentasi: degradasi gula dengan produk samping alkoholFermentasi awalnya banyak dipakai untuk memproduksi minuman beralkohol seperti bir dan wine.
Aplikasi• biokatalis
enzim bersifat selektif:kemoselektif, regioselektif, stereoselektifIndustri farmasetika semakin membutuhkan senyawa yang stereospesifik untuk obat.
Contoh:obat antihipertensif, obat penyumbat kanal kalsium dan kalium, agen antiaritmik, agonis β-reseptor, obat antikolesterol, dan obat antiviral
Sintesis senyawa obat:• pentoksifilin (PTX)• propentofilin (PPT)• denbufilin (DBF)
menggunakan biokatalis:(R)-alkohol dehidrogenase dari L. kefir(S)-aromatik alkohol dehidrogenase dari Thermoanaerobium sp.(S)-alkohol dehidrogenase dari Thermoanaerobium brockii
Aplikasi
• (R)-hidroksi dari PTX ((R)-OHPTX atau lisofilinkandidat obat untuk sindrom distress pernapasan akut, luka paru-paru akut, septic shock, dan mukositis, serta efektif dalam pencegahan dan pengobatan diabetes tipe I
• ((S)-OHPTX)tidak aktif secara farmakologis.
Aplikasi
Aplikasi
Aplikasi
• Metil pikolinimidat meningkatkan aktivitas enzim hingga 19 kali lipat, dan memodifikasi sekitar 50 dari 60 gugus amino.
• Enzim yang sudah dimodifikasi memiliki 1% dari 53 kali lipat tetapan Michaelis-Menten yang lebih besar, dan turnover number yang 12-30 kali lipat lebih besar
Modifikasi
• Inhibisi produk menunjukkan bahwa reaksi yang dikatalisis oleh enzim native dan yang sudah dimodifikasi memiliki mekanisme yang sama, bi bi berurutan.
• Tahap penentu laju pada reaksi yang maju atau kebalikannya adalah penguraian kompleks enzim-koenzim. Enzim yang sudah dimodifikasi mungkin memberikan laju yang lebih besar karena kompleksnya dapat berdisosiasi lebih cepat.
Aplikasi
• Edenberg, H. J. (2007). Role of Alcohol Dehydrogenase and Aldehyde Dehydrogenase Variants. Alcohol Research & Health ,
5-13.
• Machielsen, R. (2006). Production and Characterization of a Thermostable Alcohol Dehydrogenase That Belongs to the
Aldo-Keto Reductase Superfamily. Applied and Environmental Microbiology , 233-238.
• Nie, Y., Xu, Y., Mu, X. Q., Wang, H. Y., Yang, M., & Xiao, R. (2007). Purification, Charecterization, Gene Cloning, and
Expression of a Novel Alcohol Dehydrogenase with Anti-Prelog Stereospecificity from Candida parapsilosis. Applied and
Environmental Microbiology , 3759-3764.
• Zanon, J. P. (2006). Colorimetric Assay of Ethanol Using ALcohol Dehydrogenase from Dry Baker's Yeast. Enzyme and
Microbial Technology .
• Bryce V. Pupp. Enhancement of the Activity of Horse Liver Alcohol Dehydrogenase by Modification of Amino Groups at the
Active Sites. Journal of Biological Chemistry Vol. 245 no. 7. (1969)
• Z. Liu, et al. Enzymes from Higher Eukaryotes for Industrial Biocatalysis, Food Technol. Biotechnol. 42 (4) 237–249 (2004).
• Katja Goldberg, Kirsten Schroer , Stephan Lütz, dan Andreas Liese. Biocatalytic Ketone Reduction — A Powerful Tool for The
Production of Chiral Alcohols — Part I:
• Processes With Isolated Enzymes. Appl Microbiol Biotechnol (2007) 76 : 237–248.
• Elżbieta Pękala dan Dorota Żelaszczyk. Alcohol Dehydrogenases as Tools for the Preparation of Enantiopure Metabolites of
Drugs with Methyl Alkyl Ketone Moiety. Sci Pharm. 2009; 77: 9–17.
Daftar Pustaka