ENZIM

Pendahuluan

• Enzim adalah protein yang mengkatalisis reaksi-reaksi biokimia.

• Enzim biasanya terdapat dalam sel dengan konsentrasi yang sangat rendah, dimana mereka dapat meningkatkan laju reaksi tanpa mengubah posisi kesetimbangan

Enzim

• Apakah yang dimaksud situs aktif dan bagaimana hubungannya dengan struktur enzim?

Degradation reactions

animation

Karakteristik Enzim• Enzim mempercepat reaksi kimia tetapi tidak

mempengaruhi keseimbangan akhir.• Enzim hanya diperlukan dalam jumlah kecil untuk

mengubah sejumlah besar molekul.• Enzim hanya akan berfungsi pada kondisi pH,

temperatur, konsentrasi substrat, kofaktor tertentu.

• Enzim bersifat spesifik (khusus) artinya enzim hanya mengkatalisis reaksi dalam skala kecil atau dalam beberapa kasus hanya mengkatalis satu reaksi.

Istilah

• Untuk aktivitasnya enzim sering memerlukan adanya gugus non protein yaitu kofaktor. Istilah gugus prostetik digunakan untuk ko-faktor yang terikat kuat oleh ikatan kovalen terhadap protein enzim, sedangkan koenzim untuk senyawa yang ikatannya kurang kuat terhadap enzim. Bagian protein dari enzim dinamakan apoenzim, sedangkan enzim yang lengkap dinamakan holoenzim.

Enzyme activity

Four Variables

Temperature

pH

Enzyme Concentration

Substrate Concentration

1. Pengaruh konsentrasi enzim

Bila jumlah enzim dalam satu reaksi menjadi dua kali lipat maka jumlah substrat yang diubah menjadi produk (hasil) adalah dua kali lipat juga.

V= kecepatan (jumlah substrat yang diubah persatuan waktu)E= Konsentrasi Enzim

2. Pengaruh konsentrasi substrat

Kecepatan sebanding dengan konsentrasi substrat. Jumlah substrat 2 kali lipat maka kecepatannya 2 kali lipat sampai waktu tertentu dengan catatan konsentrasi enzim tetap konstan.

•V sebanding S. Penggandaan S maka v dua kali lebih cepat.•Kecepatan tidak dipengaruhi S. Penggandaan S tidak mempengaruhi V

Active sites full- maximum turnover

Kompleks enzim substrat

Aktivitas enzim tidak meningkat lagi pada konsentrasi substrat tertentu, Brown (1902) menduga bahwa enzim di dalam mengikat molekul substrat mempunyai kemampuan terbatas yaitu menjadi jenuh. Michaelis menten mengusulkan suatu persamaan yang didasarkan kepada asumsi sehingga memungkinkan diadakannya pengujian hipotesis. Salah satu asumsinya yaitu:E + S ↔ ES → E + Penzim + substrat ↔ Enzim substrat → Enzim + Produk

• Namun tidak semua reaksi enzim dapat dirumuskan seperti di atas. Pada beberapa peristiwa sering terdapat lebih dari satu kompleks ES (Enzim Substrat). Skema yang paling umum dituliskan sebagai berikut:

E + S ↔ ES ↔ ES ‘↔ EP ↔ E + PDimana ES adalah bahan antara yang tidak stabil, ES’ merupakan kompleks substrat yang diaktivasi dan EP merupakan kompleks Enzim Produk (hasil).

3. Pengaruh pH

• pH ekstrim dapat mengakibatkan enzim mengalami denaturasi. Perubahan pH yang tidak ekstrim mempengaruhi enzim secara temporer. Setiap enzim mempunyai pH tertentu dimana enzim memiliki aktivitas maksimum pH tersebut disebut pH’ optimum untuk enzim tersebut

Rat

e of

Rea

ctio

n

pH

1 3 42 5 6 7 8 9

Rat

e of

Rea

ctio

n

Temperature

0 20 30 5010 40 60

Rat

e of

Rea

ctio

n

4. Temperature

0 20 30 5010 40 60

40oC - denatures

5- 40oC Increase in Activity

<5oC - inactive

Effect of heat on enzyme activtyIf you heat the protein above its optimal temperature

bonds break meaning the protein loses it secondary and tertiary structure

Effect of heat on enzyme activty

Denaturing the protein

Effect of heat on enzyme activty

Denaturing the protein

ACTIVE SITE CHANGES SHAPE SO SUBSTRATE NO LONGER FITS

Even if temperature lowered – enzyme can’t regain its correct shape

Energi Aktivasi

• Mengapa reaksi kimia yang mungkin terjadi secara termodinamis kadang-kadang tidak terjadi tanpa bantuan enzim?

Lock and Key

Perbandingan model Induce fit, kunci dan anak kunci

• Perbandingan model “induced fit” dan “kunci dan anak kunci” pada pengikatan substrat oleh enzim?

Inhibitors

• Inhibitor adalah bahan kimia yang mengurangi rata-rata reaksi enzim

• Spesifik dan bekerja pada konsentrasi rendah• Memblok kerja enzim tp biasanya tidak

merusak enzim• Banyak obat dan racun merupakan inhibitor

The effect of enzyme inhibition

• Irreversible inhibitors: bergabung dengan kelompok asam amino di aktive site, tdk dapat balik

Examples: nerve gases and pesticides, containing organophosphorus, combine with serine residues in the enzyme acetylcholine esterase

The effect of enzyme inhibition

• Reversible inhibitors: dapat balik dengan cara dialisis

There are two categories:1)Competitive2)Non Competitive

Apakah yang membedakan penghambatan kompetitif dengan penghambatan bukan kompetitif?