chemnetics2_katalisis-homogen

12/29/2009

1

ChemNetics

S t a r t

By : M. MasykuriBy : M. Masykuri

ChemNeticsChemNeticsMedia Belajar Terpadu

ChemNetics Menu Utama Macam Reaksi Mekanisme Michaelis MentenInhibisi Kompetitif

Exit

Inhibisi Unkompetitif Inhibisi Non Kompetitif

Pilih salah satu kategori pada bagian atas atau salah satu

pilihan menu dengan melakukan klik

Pilihan Menu

Media belajar terpadu

12/29/2009

2


Exit


Pada permulaan abad 20 telah ditemukan sejumlah reaksi yang kecepatan reaksinya dipengaruhi oleh adanya substansi yang tidak mengalami perubahan sampai akhir proses. Contoh : konversi pati menjadi gula oleh pengaruh asam

dekomposisi alkohol dan amoniak dengan adanya platinum. Berzelius (1836) telah menulis tentang proses pemercepatan laju reaksi dan menjabarkannya sebagai adanya gaya katalisis.Sebutan gaya katalisis adalah tidak terbukti tetapi istilah katalisator tetap digunakan untuk menyebutkan pengaruh pada reaksi substansi tertentu yang ikut dalam proses tanpa mengalami perubahan. Senyawa yang menurunkan laju reaksi biasa disebut sebagai

katalisator negatif atau inhibitor. Penggolongan katalisator didasarkan pada fase-fasenya, yaitu homogen (dalam 1 fase) dan heterogen (pada antar muka dari dua fase).

Apakah katalisator itu ? Bagaimana katalisator dapat mempengaruhi laju reaksi ?


Exit


(Lanjutan)(Lanjutan)

mendefinisikan katalisator sebagai substansi yang mengubah laju suatu reaksi tanpa terdapat sebagai produk akhir reaksi. Dengan kata lain katalisator mempengaruhi laju reaksi kimia dan berperanan sebagai reaktan sekaligus produk reaksi.

menjelaskan substansi yang dapat disebut sebagai katalisator suatu reaksi adalah ketika sejumlah tertentu substansi ditambahkan maka akan mengakibatkan laju reaksi bertambah dari laju pada keadaan stoikiometri biasa.

Efektifitas katalisator dinyatakan dalam Bilangan Perubahan (Turnover Number), yaitu jumlah molekul substrat yang terdekomposisi per menit oleh 1 molekul katalisator. Contoh reaksi dekomposisi hidrogen peroksida dengan enzim katalase pada kondisi tertentu mempunyai bilangan perubahan 5.000.000. Bilangan perubahanumumnya berubah oleh suhu dan konsentrasi substrat.

12/29/2009

3


Exit


Beberapa macam reaksi terkatalisis homogen, diantaranya adalah :

Reaksi Katalisis Enzimatis

Reaksi Katalisis Asam-Basa

Pilihlah salah satu menu tersebut untuk eksplorasi lebih lanjut.


Exit


Mekanisme reaksi enzimatis menurut Michaelis-Menten :

E + S ES

ES E + P

k1

Penurunan ungkapan laju; dengan pendekatan steady state,didapat :d [ES] / dt = k1 [E] [S] - k-1 [ES] - k2 [ES] = 0[ES] = k1 [E] [S] / { k2 + k-1}d [P] / dt = r = k2 [ES]d [P] / dt = k2 k1 [E] [S] / { k2 + k-1}Persamaan di atas tidak efektif, sebab melibatkan [E] sesaat, dimana konsentrasinya sulit diukur, dan jika diukur dapat merusak sistem. Karena itu ungkapan laju tersebut tidak dapat digunakan langsung.Agar dapat digunakan, dipakai substitusi :[E] = E0 - [ES]

k2k -1

Dengan :S = substratE = enzimP = produk:

Sehingga,[ES] = k1 [E] [S] / { k2 + k-1} = k1 {E0 - [ES]} [S] / { k2 + k-1}{ k2 + k-1} [ES] = k1 E0. [S] - k1 [ES] [S] [ES] = k1 E0. [S] / { ( k2 + k-1) + k1 [S] }

12/29/2009

4


Exit


(Lanjutan)(Lanjutan)

Sehingga ungkapan laju; d [P] / dt = r = k2 [ES]d [P] / dt = k1 k2 E0. [S] / { ( k2 + k-1) + k1 [S] } d [P] / dt = k2 E0. [S] / { ( k2 + k-1) / k1 + [S] }d [P] / dt = k2 E0. [S] / { KM + [S] }

= Vs [S] / { KM + [S] }dengan Vs = k2 E0 = kecepatan maksimumKurva-nya adalah seperti gambar di samping

1/ r

1/[S]-1/KM

1/Vs

tg = KM /Vs

Jika kita amati ungkapan laju dan memperhatikan kurva tersebut, kita

mempunyai dua kasus ekstrim. Apakah itu ??

Silahkan buka halaman berikutnya.


Exit


Dari ungkapan tersebut, ada dua kasus yang muncul, yaitu :1. [S] >>, atau [S] >> KM

sehingga d [P] / dt = k2 E02. [S]

12/29/2009

5


Exit


Ada 3 tipe reaksi inhibisi enzimatis, yaitu :

Inhibisi Kompetitif

Inhibisi Unkompetitif

Inhibisi Non Kompetitif


Exit


E + S ES KME + I EI KIES P

E + S ES P+IEI

Mekanisme reaksinya : Reaksinya :

Penurunan ungkapan laju : Eo = [E] + [ES] + [EI]

E = Eo - [ES] - [EI] KI = [E] [I] / [EI] = {Eo - [ES] - [EI]} [I] / [EI]

KI [EI] = Eo [I] - [ES] [I] - [EI] [I][EI] = {Eo - [ES]} [I] / {KI + [I] }

KM = [E] [S] / [ES] KM [ES] = {Eo - [ES] - [EI]} [S] KM [ES] = Eo [S] - [ES] [S] - [EI] [S] KM [ES] = Eo [S] - [ES] [S] - {Eo - [ES]} [I] [S]/ {KI + [I] }KM [ES] KI + KM [ES] [I] = Eo [I] KI + Eo [S] [I] - [ES] [S] KI - [ES] [S] [I] - Eo [S] [I] - [ES] [S] [I] KM [ES] KI + KM [ES] [I] = Eo [I] KI - [ES] [S] KIKM [ES] + KM [ES] [I] / KI= Eo [I] - [ES] [S]


12/29/2009

6


Exit


Selanjutnya :[ES] {KM (1 + [I] / KI) + [S] } = Eo [S][ES] = Eo [S] / {KM (1 + [I] / KI) + [S] } Sehingga ungkapan laju menjadi :d [P] / dt = r = k2 [ES]

(Lanjutan)

d [P] / dt = r = k2 Eo [S] / {KM (1 + [I] / KI) + [S] }

1/ r

1/[S]-1/KM

1/Vs

tg = KM /Vs

tg = KM (1 + [I] / KI) /Vs

Normal

Inhibisi Kompetitif


Exit


E + S ES KMES + I ESI KIES P

E + S ES P+IESI

Mekanisme reaksinya :

Reaksinya :

Penurunan ungkapan laju : Eo = [E] + [ES] + [ESI]

E = Eo - [ES] - [ESI] KI = [ES] [I] / [ESI]

[ESI] = [ES] [I] / KI KM = [E] [S] / [ES]

KM [ES] = {Eo - [ES] - [ESI]} [S] KM [ES] = Eo [S] - [ES] [S] - {[ES] [I] / KI }[S] KM [ES] + [ES] [S] + {[ES] [I] / KI }[S] = Eo [S][ES] {KM + [S] {1 + [I] / KI }} = Eo [S][ES] = Eo [S] / {KM + [S] {1 + [I] / KI }}

Sehingga ungkapan lajunya :d [P] / dt = r = k2 [ES]

Bagaimana kurva 1/V terhadap 1/[S] ?


d [P] / dt = r = k2 Eo [S] / {KM + [S] {1 + [I] / KI }}= Vs [S] / {KM + [S] {1 + [I] / KI }}

12/29/2009

7


Exit


Untuk reaksi inhibisi unkompetitif, kurva 1/V terhadap 1/[S] dapat digambarkan sebagai berikut :

(Lanjutan)

1/ r

1/[S]

-1/KM-11/Vs1

tg = KM /Vs

tg = {KM + [S] (1 + [I] / KI)} /Vs

Normal Inhibisi Unkompetitif

1/Vs2

-1/KM-1

1/Vs2 =1/Vs1 (1 + [I] / KI )


Exit


E + S ES KME + I EI KIES + I ESI KIES P

E + S ES P+ +I I EI ESI

Mekanisme reaksinya :

Reaksinya :

Penurunan ungkapan laju : Eo = [E] + [ES] + [EI] + [ESI]

E = Eo - [ES] - [EI] - [ESI] KI = [ES] [I] / [ESI]

[ESI] = [ES] [I] / KI KI = [E] [I] / [EI]

KI / [I] = [E] / [EI]KI / [I] = {Eo - [ES] - [EI] - [ESI]} / [EI]

{KI / [I]} [EI] = Eo - [ES] - [EI] - [ESI]{KI / [I]} [EI] = Eo - [ES] - [EI] - [ES] [I] / KI

KM = [E] [S] / [ES]KM [ES] = {Eo - [ES] - [ESI]} [S] KM [ES] = Eo [S] - [ES] [S] - {[ES] [I] / KI }[S] KM [ES] + [ES] [S] + {[ES] [I] / KI }[S] = Eo [S][ES] {KM + [S] {1 + [I] / KI }} = Eo [S][ES] = Eo [S] / {KM + [S] {1 + [I] / KI }}

Sehingga ungkapan lajunya :d [P] / dt = r = k2 [ES]

chemnetics2_katalisis-homogen

Documents