bab viii enzim.ppt
Post on 14-Jul-2016
58 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Definisi Merupakan biokatalis yang
dihasilkan oleh jaringan yang meningkatkan laju reaksi kimia atau mengaktifkan senyawa lain secara spesifik• Enzim hampir seluruhnya
adalah protein dan hampir lebih separuh jumlah protein yang ada dalam sel adalah ENZIM
Characteristics of enzymes
Protein
A + BC
enzyme
SpecificitypH
Biological catalyst
• Enzim hanya disintesis oleh dan didalam sel
• Enzim akan disintesis jika sel mempunyai gen untuk enzim tersebut
• Vitamin C atau asam ascorbat harus ada didalam makanan karena tubuh tidak mempunyai enzim yang membantu pembentukan Vit C
Peran dan fungsi enzim dalam tubuhPeran dan fungsi enzim dalam tubuh
• Enzim berperan penting dalam proses Enzim berperan penting dalam proses pencernaanpencernaan
• Enzim berperan dalam metabolisme antaraEnzim berperan dalam metabolisme antara• Berperan dalam percepatan reaksi dan Berperan dalam percepatan reaksi dan
merombak molekul yang lebih besar merombak molekul yang lebih besar menjadi molekul yang lebih kecil atau menjadi molekul yang lebih kecil atau sebaliknyasebaliknya
• Berperan sebagai alat diagnostikBerperan sebagai alat diagnostik• Berperanan dalam pengobatan Berperanan dalam pengobatan
• Enzim merupakan senyawa organik bermolekul besar yang berfungsi untuk mempercepat jalannya reaksi metabolisme di dalam tubuh tumbuhan tanpa mempengaruhi keseimbangan reaksi
• Enzim tidak ikut bereaksi, struktur enzim tidak berubah baik sebelum dan sesudah reaksi tetap
• Enzim sebagai biokatalisator• Bagian enzim yang aktif adalah sisi aktif
dari enzim
Tata nama enzim
• Enzim diberi nama sesuai dengan nama substrat dan reaksi yang dikatalisis
• Biasanya ditambah akhiran ase• Enzim dibagi ke dalam
7 golongan besar
Sifat-sifat EnzimSifat-sifat Enzim• Enzim merupakan senyawa yang jauh
lebih kecil sehingga reaksi dapat berlangsung didalam sel
• Dalam proses katalisis suatu reaksi, enzim bereaksi terlebih dahulu dengan substrat sehingga terbentuklah senyawa baru atau kompleks enzim substrat
E + S ES E + P
Substrate
Enzim
product
product
Kompleks enzim substart
Enzim
enzyme-substrate complex
enzyme-product complex
enzim
product
enzim
substrate
Kerja dari Enzim
Persamaan atau hipotesis Michaelis-Menten
Spesifitas stereoisomer, • Enzim –enzim pada umumnya bekerja pada
senyawa organik, hanya sebagian kecil saja senyawa anorganik,
• Senyawa organik seperti KH, enzim yang bekerja terutama pada konfigurasi D, pada asam amino bekerja pada konfigurasi L
Spesifitas ikatan kimia,• enzim yang berfungsi untuk pemecahan
molekul dengan memutuskan ikatan kovalen
Spesifitas stereoisomer, enzim –enzim ini pada umumnya bekerja pada senyawa organik
• Memecah ikatan kovalen Hidrolisis Contohnya Hidrolase, glikosidase,
amilase, esterase, fosfatase.
Spesifitas Gugus, • enzim hanya bekerja pada substrat yang
mempunyai gugus tertentu, contoh, enzim pemecah protein akan memecahkan ikatan peptida
Tingkat spesifitas• Spesifitas rendah, hanya memecah
ikatan kimia saja, sperti enzim esterase, fosfatase
• Spesifitas tinggi, enzim yang mengolah hanya satu saja substrat,
contoh : enzim-enzim metabolisme karbohidrat
Penggolongan dan Tata nama EnzimPenggolongan dan Tata nama Enzim• Berdasarkan SubstratBerdasarkan Substrat,,
– LaktaseLaktase– MaltaseMaltase– ProteaseProtease– OksigenaseOksigenase– NukleotidaseNukleotidase
Tata nama berdasarkan ikatan kimia
– Ikatan peptida peptidase (aminopeptidase, karbopeptidase)
– Ikatan ester Esterase– Ikatan nukleotida Nukleotidase
Tata Nama berdasarkan Jenis reaksi, glukosa oksidaseglukosa dehidrogenaseaminotransferase
DehidrogenaseDehidrogenase• Bekerja pada reaksi pengambilan atom
hidrogen• bekerja pada pemberian hidrogen yang
dilepas ke senyawa lain• Reaksi pembentukan alkohol menjadi
aldehid dengan menggunakan Enzim alkohol dehidrogenase
• Alkohol +NAD Aldehid + NADH + H• Glutamat dehidrogenase
Oksigenase• Dalam reaksi ini yang berfungsi menjadi
akseptor hidrogen adalah oksigen• Contoh pada reaksi oksidasi glukosa menjadi
asam glukonatGlukosa +O2 Asam glukonat + H2O2
• Xantin Oksidase, asam amino oksidase, dan glisin oksidase
• Kelas Hidrolase, Katalisis reaksi-reaksi hidrolisis dengan melakukan pemisahan ikatan kovalen dengan memecah 1 molekul air A-B A-H + B-OH HOH
Kelas HidrolaseKelas HidrolaseTerbagi atas tiga jenis,1. Memecah ikatan ester2. Memecah glikosida3. Memecah ikatan peptida Contohnya : esterase, peptidase, amilase,fosfatase, lipase,
Esterase• Memecah ikatan ester dengan
cara hidrolisis• Memecah ester yang berada
dalam hati seperti etil butirat menjadi etanol dan asam butirat
Lipase• Memecah ikatan ester pada
lemak menjadi asam lemak dan gliserol
Fosfatase• Memecah ikatan fosfat suatu senyawa
seperti glukosa 6 fosfat dipecah menjadi glukosa dan asam fosfat
Amilase• Memecah ikatan-ikatan pada amilum
menjadi maltosa
•Kelas Liase, • katalisis reaksi yang mengeluarkan suatu gugus
dari substrat bukan dengan cara hidrolisis atau sebaliknya
A B C – C C=C + A – B Contohnya , aldolase, dekarboksilase
Kelas Isomerase, • Katalis reaksi pembentukan isomer ( optik,
geometri dan posisi yang bekerja dengan mengadakan perubahan intramolekuler.
• Perubahan glukosa menjadi fruktosa, Senyawa dengan optik L menjadi D
• contohnya ribulosa fosfat epimerase, rasemase, mutase
Kelas ligase atau SintetaseKelas ligase atau Sintetase Katalis yang menyebabkan hasil produk substrat Katalis yang menyebabkan hasil produk substrat
lebih besar dari substrat awallebih besar dari substrat awal
Pusat Aktif EnzimPusat Aktif Enzim
• Enzim Mitokondria , menghasilkan energi• Enzim Ribosom, sintesis protein• Enzim mikrosom, biosintesis protein• Enzim Lisosom, pemecahan berbagai bahan yang
tidak diperlukan oleh tubuh
• Enzim mempunyai situs katalitik aktif yang merupakan Enzim mempunyai situs katalitik aktif yang merupakan residu asam aminoresidu asam amino
• Asam amino ini akan berinteraksi satu sama lain dalam Asam amino ini akan berinteraksi satu sama lain dalam suatu cara sehingga peristiwa katalisis dapat berlangsung suatu cara sehingga peristiwa katalisis dapat berlangsung (aktif site)(aktif site)
Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja Enzim
• Konsentrasi Enzim
• Konsentrasi substrat
• Pengaruh Suhu• Pengaruh pH• Pengaruh
inhibitor
Energi yang diberikan terhadap bahan yang stabil untuk memulai reaksi disebut reaksi aktivasi
1. Pengaruh kadar enzim Vs substrat *. Kecepatan reaksi bergantung pada konsentrasi enzim
*. Bila [enzim ] tetap, [substrat]dinaikkan= penambahan pertama kecepatan reaksi naik dengan cepat , selanjutnya kecepatan mulai <<<> tidak terjadi penambahan kecepatamn reaksi.
2. Pengaruh [Substrat] Vs kecepatan reaksi
Michaelis dkk = reaksi yang dikatalisis oleh enzim pada berbagai [Substrat] = 2 fase
Fase 1, jika [substrat] masih rendah , daerah aktif tidak semua terikat dengan substrat
Fase 2. jika jumlah mol subsrat meningkat = daerah aktip terikat seluruhnya pada substrat = enzim bekerja dengan kapasitas penuh
SECARA MATEMATIK ==
Persamaan Michaelis- Menten
V maks[S]
V = ----------------
Km + [S}
V = kecepatan reaksi enzim dengan kadar substrat S
Km = Tetapan Michaelis –Menten (mol/liter)
V maks = kecepatan maksimum enzim
[S] = kadar substrat
Persamaan =
k1 k3
E + S = ES < == E + P
k2 k4
Dari Persamaan Vmaks [S]
V= -------------------Km + [S]
Menghitung Km dengan persamaan linier == diubah menjadi
VmaksSVmaksKm
V111
Atau Y = aX + b === digambarkan sbb dan disebut persamaan (lineweaver-Burk)
Intersep
Dapat diterapkan untuk mikroba dengan persamaan sbb
][].[SKsSQmq
KINETIKA MIKROBA
Kecepatan reaksi enzimnya
Bila q = U/2 dan qm= Um/Y
Persamaan Monod ==
][].[SKsSm
Pengaruh PHPengaruh PH• Perubahan pH lingkungan akan Perubahan pH lingkungan akan
berpengaruh pada efektivitas berpengaruh pada efektivitas bagian aktif enzim (active site)bagian aktif enzim (active site)
• Peubahan pH yang cukup Peubahan pH yang cukup drastis dapat menyebabkan drastis dapat menyebabkan denaturasi sehingga denaturasi sehingga menurunkan efektivitas enzimmenurunkan efektivitas enzim
Efek ph terhadap enzim
2 4 6 8 10
Pepsin
Tripsin
Mekanisme Kerja Enzim
- Induced-fit-modelInduced-fit-model: The enzyme has a : The enzyme has a flexible active site that changes shape to flexible active site that changes shape to accommodate the substrate and facilitate the accommodate the substrate and facilitate the reaction.reaction.
Penghambatan enzim kompetitif
• Apa yang dipersaingkan• Ruang dan waktu yang sama• Persamaan dengan kompetitor
lain• Pebedaan dengan kompetitor
lain• Kekerapan yang dipersaingkan
Pengaruh Hambatan • Hambatan terbentuknya kompleks substrat
enzim merupakan hasil yang tidak diinginkan dalam reaksi yang dikatalisis oleh enzim
• Hambatan tidak reversibel• Hambatan reversibel
–Hambatan bersaing –Hambatan tidak bersaing
Hambatan tidak reversibel• Inhibitor tidak bereaksi
reversibel dengan bagian tertentu dari enzim sehingga enzim berubah
• Substart tidak dapat memasuki bagian aktif dari enzim
• Enzim tidak dapat berfungsi sebagai katalitik
Penghambatan Reversible thd kerja enzim
KESIMPULAN
ENZIM
Merupakan biokatalisator/katalisator organik yang dihasilkan oleh sel dan sifatnya khas.
Struktur enzim terdiri dari :
1. Apoenzim , yaitu bagian enzim yang tersusun dari protein, yang akan rusak bila suhu terlampau panas (termolabil}
2. Gugus prostetik ( Kofaktor), yaitu bagian enzim yang tidak tersusun dari protein, tetapi dari ion-ion logam atau molekul-
molekul organik yamg disebut KOENZIM
Enzim keseluruhan disebut holoenzim
Molekul gugus prostetik lebih kecil dan tahan panas (termostabil), ion-ion logam yang menjadi kofaktor berperan
sebagai stbilisator agar enzim tetap aktif.
Koenzim yang terkenal pada rantai pengangkutan elektron (respirasi sel, yaitu NAD (Nikotinamid Adenin Dinukleotida),
FAD (Flavin Adenin Dinukleotida), sitokrom.
Bagian protein(tak aktif) + non protein ==holoenzim (aktif)
(apoenzim) (gugus prostetik)
Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Walaupun enzim dibuat di dalam sel, tetapi unuk bertindak sebagai katalis tidak harus berada dalam sel reaksi yang dikendalikan oleh enzim antara lain ialah respirasi, pertumbuhan dan perembangan, kontraksi otot, fotosintesis, fiksasi, nitrogen dan pencernaan.
SIFAT-SIFAT ENZIM (8)
1. Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi
2. Thermolabil, mudah rusak, bila dipanasilebih dari sushu 60oC, karena enzim tersusun dari
protein yang mempunyai sifat thermolabil
3. Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim
4. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, rekasinya sangat cepat dan
dapat digunakan berulang-ulang.
5. Bekerjanya ada yang didalam sel(endoenzim) dan luar sel (ektoenzim), contoh ektoenzim, amilase , maltase
6. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah seperti lipase, mengkatalisis pembentukan dan
penguraian lemak === lemak + H2O ---- asam lemak + gliserol
7. Bekerjanya spesifik, enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif (permukaan tempat melekatnya substrat ) hanya setangkup dengan permukaan
subtrat tertentu
8.Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor.
Pada reaksi enzimatis terdapat zat yang mempengaruhi reaksi , yakni aktivator dan inhibitor. Aktivator dapat mempercepat reaksi enzim seperti ion Mg++, Ca++, zat organik seperti koenzim A. Inhibitor akan menghambat jalannya reaksi seperti CO, Arsen, Hg, Sianida
2. ATP ( ADENOSIN TRI PHOSPAT)
Molekul berenergi tinggi, dengan ikatan tiga molekul fosfat dengan senyawa adenosin.
Peristiwa ADP menjadi ATP reversible
Komplek enzim-substrat
E + S ===== ES---------- E + PEnzim = * khas= hanya bekerja terhadap suatu zat dan substrat ,
dan ada hubungan antara E-S
* terjadi pada bagian tertentu saja (bagian aktif= active side)
Leonor Michaelis dan Maude Menten 1913
Reaksi enzim = mula-mula reaksi kompleks ES= hasil reaksi + enzim
kembali
k1 k3
E+S= ES--- E+ P
k2
Penggolongan enzim
1. Oksido reduktase, 2. Transferase, 3. Hidrolase,
4. Liase, 5. Isomerase, 6. ligase
I. Oksidoreduktase berperan dalam reaksi oksidasi –reduksi
* dehidrogenase ( donor =pengambilan atom hidrogen )
Contoh: dehidrogenase = alhohol + NAD+ ===== aldehide + NADH + H+
* oksidase (akseptor ) = hidrogen ditrima oleh senyawa lain= enzim redoks yang oksigen bertindak sebagai elektron aseptor.
Contoh:
Alkohol dehidrogenase
Asam glutamat + NAD+ + H2O ==NH3 + As.Ketoglutarat + NADH + H+
Glutamat dehidrogenase
NH3+
IR-CH-COO-Asam L-Amino
+ Enzim --- R-C-COO- + Enzim (tereduksi)
NH2+
I
Asam amino
Glukosa + O2 ====asam glukonat + H2O2
Glukosa oksidase
•Xantin oksidase === Xantin < ====asam urat
• A.amino Oksidase
• glisin oksidase == glisin == asam glioksilat
II. Transferase= berperan di dalam reaksi pemindahan ugus tertentu, digolongkan berdasarkan sifat gugus yang dipindahkan
* metil transferase
* Amino transferase = enzim transaminase yang mengkatalis pemindahan reversible dari suatu asam amino kesuatu asam keto
Asam glutamat
+
CH3
IC=O ==== I COOH
Asam Piruvat
COOH I CH2 I CH2
I C=O ICOOH
+
CH3
I H-C-NH2
I COOH
As. Keto glutarat
alanin
III. HIDROLASE = sebagai katalis pada reaksi hidrolisis * hidrolase = -memecah ikatan ester
- memecah glukosida - memecah ikatan peptida
•Esterase == ikatan ester•Lipase === ester pada lemak•Fosfatase=== ikatan fosfat•Amilase = ikatan amilum• amino peptidase == asam amino• karboksi peptidase == HOOC-CH-NH-CO--------NH-CO-CH-NH2
I I R R
Karboksi peptidase
Amino peptidase
IV. LIASE == pemisahan suatu gugus dari suatu senyawa/substrat•Dekarboksilase• aldolase• hidratase
OCH3 –C-C ====== CH3-C-H + CO2
II OH II O O
A. Piruvat aldehid
Dehidroksi aseton fosfat ======= D Gliseraldehida-3-fosfatFruktosa 1.6 difosfat
H2O======
As. fumarat
H OH H2 I C-CCOOH COOH
As. malathidratase
V. ISOMERASE ==mengkatalisis reaksi isomerisasi Contoh: isomerisasi = reaksi yang dikatalisir oleh Alanin rasemase (dalam bakteri)
L-alanin ========= D- Alanin Alanin rasemase
VI. LIGASE = mengkataliser reaksi pembentukan ikatan dengan bantuan pemecahan ikatan dalam ATP= bekerja pada penggabungan 2 molekul.
enzim ini mengkatalisir reaksi yang membentuk ikatan kimia =
disebut Sintase = membentuk ikatan C-O; C-S; C-N ; C-CContoh: 1. Glutamat +ATP + NH4 + ===== Glutamin +ADP Panor.
2. Asam Piruvat + ATP + CO2 = ======== asam oksaloasetat + ADP + P anor.
Glutamin Sintase
Piruvat karboksilase
asetilKoa piruvat karboksilase
Spesifitas dari enzim1.Spesifitas optik
Tiap-tiap enzym hanya dapat bereaksi dengan gugus yang mempunyai keaktipan optik tertentu.Contoh : alpka maltase hanya dapat mengkatalisa alpha maltosa
enzim yang bekerja pada asam amino hanya dapat bekerja pada L asam amino dan tidak pada d-asam amino.
2. Spesifitas group (gugus) beberapa enzim hanya bekerja pada gugus-gugus tertentu yang spesifik. Contoh : enzym alkohol dehydrogenase, hanya bekerja pada alkohol primer, pepsin dan tripsin pada ikatan peptida.
carboxypeptidase hanya bekerja memecahkan asam amino dari peptida hanya pada gugusan caboxyl yang akhir dari gugusan peptida tersebut.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim
I. Konsentrasi Enzim [substrat] tertentuV reaksi >>>> dengan bertambahnya [enzim]
Pengaruh [enzim] vs kecepatan/aktivitas enzimA
ktiv
itas
enzi
m
II. Konsentrasi substrat
Konsentrasi substrat S+E <<===== ES == E + P
** <<<< + == = +
** Hampir Jenuh + == = + ** jenuh + < == === +
** Berlebih + == ==== +
Pengaruh [substrat] pada enzim. 3 dan 4 jumlah hasil reaksinya sama = V sama (Machaelis Menten)
V maks[S]
V = ----------------
Km + [S]
[S] >>>>= Km <<<< diabaikan
VmaksVSSVmaksV
).(= V sama
III. Suhu * suhu rendah === reaksi kimia lambat* suhu tinggi ==== reaksi kimia cepat
Enzim = protein = suhu >>> denaturasiAkibatnya bagian aktif enzim terganggu= [e fektif enzim]<<<< = kecepatan reaksi menurun
Hubungan antara suhu dengan kecepatan reaksi
titikO = suatu optimum = terjadinya reaksi kimia dengan kecepatan paling >>>Khewan suhu optimum = 40 s.d 50 o C tumbuhan suhu optimum = 50 s.d 60o CSebagian besar enzim terdenaturasi pada suhu diataas 60o C
Sebelum terjadi proses denaturasi= dapoat menaikkan kecepatan reaksi . Kenaikan kecepatan reaksi akibat kenaikan suhu 10o C Q10 ( koefisien suhu reaksi)
Suhu optimum suhu
Kec
epat
an
reak
si
Reaksi menggunakan enzim == Q10 berkisar 1.1 s.d 3.0 ; setiap > 10o C = V reaksi= >>> 1.1 s.d 3.0 kali.
IV. Pengaruh pH = enzim positip (+)Negatip (-)zwitterion
Enzim berpengaruh terhadap effektivitas bagiasn aktif enzim == membentuk E-S
Proses denaturasi == aktivitas enzim <<<<< disebabkan :* struktur ion pada enzim * pH <<<* pH >>>>
Sukrase pada usus halus = substrat sukrosa pH optimim 6.2 Amilase (saliva) == amilum = 5.6 s.d 7.2Lipase (pankreas) etil butirat = 7.0
Pengaruh inhibitor •Hambatan riversibel : hambatan tidak reversible• hambatan tidak reversibel• hambatan alosterik
1. Percobaan1.2.1 Uji spesifikasi Enzim Tujuan dari percobaan Spesifikasi Enzim adalah untuk
mengetahui karakteristik enzim terhadap substrat. 1.2.2 Uji konsentrasi Substrat Tujuan dari percobaan Konsentrasi Substrat adalah untuk
mengetahui seberapa aktif enzim tersebut didalam jumlah konsentrasi substrat tertentu.
1.2.3 Uji Konsentrasi Enzim Tujuan dari percobaan Konsentrasi Enzim adalah untuk
mengetahui konsentrasi enzim terhadap kecepatan reaksi.
III METODE PERCOBAAN3.1 Uji Spesifikasi Enzim
Prinsip percobaan dari Spesifikasi Enzim adalah berdasarkan oksidasi dehidrogenasi dari senyawa polifenol oksidasi yang ada didalam ekstrak kentang yang menghasilkan senyawa keton dan karbonil yang dapat diamati dengan warna coklat akibat kondensasi dari zat tersebut.
Metode Percobaan Uji Spesifikasi Enzim
1 ml urea1 ml katekol
1 ml fenol 0,01 m
Simpan di suhu kamar
Masing-masing 1 ml
A B
C
1 2 3
1 2 3
Segera tuangkan
Lakuakanbersamaan
A A A
Untuk urea tambahkan PP 1 tts
Setelah 5 menit bandingkan warna tiap tabung
Gambar 36. Metode Percobaan Spesifikasi Enzim
3.2 Uji Konsentrasi SubtratPrinsip percobaan dari Konsentrasi Substrat adalah semakin
besar konsentrasi substrat, maka enzim akan semakin aktif.Metode Percobaan Uji Konsentrasi Subtrat
25 tts
A B C
Aquadest
20 tts
10 tts
5 tts15 tts
Simpa di suhu kamar
Masing- masing 1 ml
A B
C
substrat
ekstrak
1 2 3
Segera tuangkan
Lakuakanbersamaan
A A A
Untuk urea tambahkan pp
1 tts
Amati warna tiap tabung
Gambar 37. Metode Percobaan Uji Konsentrasi Substrat
3.3 Uji Konsentrasi EnzimPrinsip percobaan dari Konsentrasi Enzim adalah berdasarkan
perbedaan reaksi enzim yang dapat mempengaruhi kecepatan reaksi.
Metode Percobaan Uji Konsentrasi Enzim
15 tts
1 2 3
Aquadest
14 tts
10 tts
1 tts5 tts
Simpa di suhu kamar
Masing- masing 1 ml
A B
C substrat
ekstrak
1 2 3
Segera tuangkan
Lakuakanbersamaan
A A A
Untuk urea tambahkan pp
1 tts
Amati warna tiap tabung
Gambar 38. Metode Percobaan Uji Konsentrasi Enzim
top related