Enzimologi

KI-5162- Bagian ke-1Fida M. Warganegara

Pokok Bahasan

1. Klasifikasi dan penamaan enzim

2. Katalisis Reaksi enzim3. Mekanisme Molekul

reaksi enzim4. Kinetika reaksi enzim:

i. Sistem Substrat tunggalii. Sistem Substrat banyak

(multisubstrate system)iii. Sistem Allosterik

5. Pengendalian reaksi enzim6. Teknologi Enzim:

i. Enzim dalam bioteknologiii. Enzim dalam industri

7. Struktur enzimi. Holo–enzim

ii. Ko-enzim8. Isolasi dan karakterisasi

enzim

RujukanFerst, A., “Structure and Mechanism in Protein Science: a guide to enzyme catalysis and protein folding”, 3rd., W.H Feeman and Comp., USA, 2000Cornish, A. and Bowden, “Fundamentals of enzyme Kinetics”, Revised ed., Portland Press LTd., London, 1995Mathews, C. K., Van Holde, K. E., and Ahern, K. G. “Biochemistry:, 3rd ed,. Addison-Esley Publ. Comp., 2000

Lehninger, A. L., “Biochemistry”, 2nd ed,. Worth Publ. Inc., New York, 1975Mosbach, K,. “Methods in Enzymology: Immobilized Enzymes”, Vol. XLIVWisemen, A. “Handbook of Enzyme Biotechnology”Godfrey, T. and Reichelt, “Industrial Enzymology”

1. KLASIFIKASI & PENAMAAN ENZIM

Ref: NC-IUBMBDefinisi: …Penamaan enzim: Syarat Penamaan:

Harus jelas tidak berarti jamak

Memberikan informasi yang cukup

Sederhana Berakhiran “ase”

Contoh: Substrat + “ase” Substrat + reaksi +

“ase” Nomenclature

Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology (NC-IUBMB): E.C 1.2.3.4

Penggolongan Enzim (NC-IUBMB)

2. KATALISIS REAKSI ENZIM

2.1 Pengertian Apoenzim Koenzim/kofaktor Holoenzim

2.2 Perbedaan reaksi Enzim dan katalisanorganik

2.3 Katalisis Kimia

Bagian-bagian enzim

Bagian katalitik, sisi aktif: Residu katalitik:

terlibat langsung dalam proses pengikatan secara kovalen E-S

Residu spesifisitas: terlibat tidak melalui ikatan kovalen

Residu kontak: terletak pada jarak + 1 ikt (2A

Reaksi dengan katalis

2.2 Perbedaan enzim dengan katalis anorganik

Protein T?Kofaktor/koenzimpHSpesifik

2.3. KATALISIS KIMIA.

Kerja Enzim: Menurunkan energi aktivasi: 1. Terbentuknya

senyawa antara 2. Meningkatkan

entropi reaksi

2.Pengaruh entropi dan entalpi terhadap kerja enzim

Katalisis kimia (lanjutan)

1. Teori Keadaan transisi2. Prinsip katalisis3. Katalisis Kovalen

2.3.1Teori Keadaan transisi

Digunakan untuk menganalisis hubungan antara struktur dan reaktifitas.Asumsikan keadaan transisi dan keadaan dasar berada pada kesetimbangan termodinamikkonsentrasi keadaan transissi dapat dihitung dari perbedaan tingkat energinya.Untuk reaksi unimolar:

Untuk unimolar: berlaku hukum distribusi Boltzman:

#

#[ ] [ ] ........(1)dari dan

......................(2)

GRTX X e

E h E kTkTh

ν

ν

∆−

== =

=

Teori Keadaan Transisi (2)

sehingga:

Aplikasi?Postulat Hammond

[ ]

[ ]#

#

#

1

GRT

GRT

d XX

dtkTX eh

kTk eh

ν

∆−

∆−

− =

=

=

# # #

Sedangkan:G H T S∆ = ∆ − ∆

# #

1

S HR RTkTk e e

h

∆ ∆− =

Postulat Hammond

“Jika dari suatu jalur reaksi terdapat senyawa antara, maka struktur keadaan transisi akan menyerupai struktur senyawa antara tersebut” berdasarkan perbedaan energi. Dapat diterapkan terutama untuk reaksi unimolekular

2.3.2 Prinsip KatalisisAda 2 macam jenis reaksi katalisis: General-acid-base catalysis Covalent catalysis:

Efisiensi: Perlu konsentrasi efektif

gugus katalitik Untuk reaksi katalisis

asam-basa-umum:

Keadaan ionisasi katalisharus tepat: asam utk menjadi katalis

asam dan sebaliknya

Asam/basa dapat berasal dari intramolekul atau intermolekul

Entropi konsentrasi efektif gugus yang terlibat dalam proses katalsis: Pada reaksi kataslisis basa

intramolekul: kons. Efektif < krn “tegangan” keadaan transisi yang rendah. Kebalikan terjadi pada reaksi katalisis nukleofilik.

“Orbital steering” Ada katalisis elektrostatik pengaruh medium

Katalisis ion logam

2

2

katalisis basa: logkatalisis asam: log

a

a

k A pK

k A pK

β

α

= +

= −

2.3.3 Katalisis Kovalen (Fehrst hal 69-78)

Dibedakan atas : Katalisis elektrofilik dengan bantuan:

Pembentukan basa Schiff Pyridoxal phosphate Thiamine pyrophosphate

Katalisis nukleofilik

3. MEKANISME MOLEKULER REAKSI ENZIM

Model ‘Kunci & anak kunci’ : Emil Fisher (1894)Model ‘Induced-fit’: Daniel Koshland (1958)Hexokinase

4. KINETIKA REAKSI ENZIM

4.1 SISTEM SUBSTRAT TUNGGAL

Reaksi:

Pendekatan KesetimbanganPendekatan Keadaan tunak, steady state

1 2

1 2

2 2

k k

k kE S ES E P

k k− −

−

+ +

<<<<

Pendekatan Kesetimbangan

Penyusunan ulang persamaan (1) dan substitusi persamaan (3) dihasilkan:

1

1

2

2

1

2 2

[ ] ... (1)[ ][ ]

, dengan

k

k

k

k

ESE S ES KE S

ES E P k k

−

−−

→+ =←

+ <<<

2[ ] [ ] .....(2)

[ ] [ ] [ ] atau [ ] [ ] [ ] .....(3)

tot

tot

d PV k ESdt

E E ESE E ES

= =

= += −

Cara kesetimbangan (lanjutan)

1

1

12

1

2

1

max

[ ][ ][ ] .... (4)(1 [ ])

Substitusi pers (4) pada (2):[ ][ ]

(1 [ ])[ ][ ] = 1( [ ])

[ ] ....pers. Michaelis-Menten( [ ])

tot

tot

tot

M

K E SESK S

K E SV kK S

k E SSK

V SVK S

=+

= =+

+

=+

Pendekatan Keadaan tunak (steady state)

Prinsip: laju pembentukan senyawa antara sama dengan laju penguraiannya.d[ES]/dt = - d[ES]/dt[Etot]=[E]+[ES]Setelah mensubstitusi harga [E] dan dengan mengasumsikan harga tetapan laju kearah penguraian produk sangat kecil maka,akan deperoleh harga [ES]

1 2

1 2

2 2dengan

k k

k kE S ES E P

k k− −

−

+ +

<<<

1

1 2 1

[ ][ ][ ][ ]

totk E SESk k k S−

=+ +

2

max

[ ] [ ]

[ ] ..... pers. M-M [ ]

M

d PV k ESdtV SVK S

= =

=+

Steady state

Penentuan KM & Vmax

Berdasarkan pers Michaelis-Menten Kurva antara V terhadap [S] Pada saat [V] = ½[Vmax], maka: [S]= Km

Berdasarkan pers. Lineweaver-Burk

kurva 1/V thd 1/[S] Pada 1/V = 0, 1/[S]=-1/Km Pada 1/[S]=0, 1/V= 1/Vmax

Kurva antara V vs [S]

Kurva 1/V – 1/[S]

Transformasi linier lain dari data kinetika enzim

1) Eadie-Hofstee Plots:jika pers M-M dikalikan dengan (Km +[S]) di kedua suku, diperoleh:

max

max

( [ ]) [ ]Jika kedua sisi dibagi [S] dan diikuti penyusunan ulang, diperoleh:

[ ]jadi, kurva antara terhadap /[ ] akan memberikan garis lurus,dengan kemiringan

m

m

m

v K S V S

vv V KS

v v SK

+ =

= −

−

Kurva Eadie-Hofstee

Bentuk transformasi linier lain (lanj.)

2) Hanes-Wolff Plots:diperoleh dengan mengalikan pers L-B dengan [S] di kedua sisi, sehingga diperoleh:

Kurva linier antara [S]/v terhadap [S], disebut Hanes-Wolff Plot

max max

[ ] 1[ ] mKS Sv V V

= +

Kurva Hanes-Wolff

Bentuk transformasi linier (lanj.)

3) Eisenthal-Cornish-Bowden Direct Plots:Dibuat dengan menghubungkan pasangan titik-titik

dari nilai V pada sumbu Y dengan nilai –[S] pada sumbu X.

Garis-garis yang terbentuk dari pasangan titik itu diekstrapolasi dan bertemu di satu titik. Jika dari titik temu itu ditarik garis mendatar ke arah sb Y akan diperoleh nilai Vmaks, jika ditarik kearah sb X akan diperoleh nilai Km

Kurva Eisenthal-Cornish-Bowden

Arti fisik besaran-besaran: KM, kcat

dan kcat/KM

KM menyatakan : konsentrasi substrat yang diperlukan agar reaksi katalisis efektif.kcat adalah tetapan laju pada tahap penentu laju. Untuk tahapan reaksi enzim sbb:

k2 adalah kcat

Satuan kcat : s-1 → kebalikannya: waktu yang diperlukan untuk mengubah 1 molekul substrat oleh 1 molekul enzim → kcat : jumlah substrat yang dapat diubah (turned over) per detik. → turn over number

Kcat/KM = turn over number/afinitas terhadap substrat→ merupakan ukuran efisiensi suatu enzim Contoh:

Nilai KM, kcat, kcat/KM berbagai enzim

Inhibisi Enzim

Inhibisi Reversibel Kompetitif Uncompetitive Non Kompetitif

Inhibisi Irreversibel

Inhibisi Kompetitif

Inhibisi “uncompetitive”

Inhibisi Non-kompetitif- Mix Inhibition

Hukum Laju berbagai Jenis Inhibisi reversibel

Jenis Inhibisi Hukum Laju

Kompetitif

Uncompetitive

Nonkompetitif

[ ][ ] [ ][ ][ ] [ ](1 ) [ ]

cat tot cat totappMM

I

k E S k E SV I K SK SK= =

++ +

[ ](1 )[ ][ ] [ ][ ][ ] [ ]

appcat totcat totI

M M

Ik E S k E SKVK S K S

+= =

+ +

max[ ][ ](1 )[ ]M

I

V SV IK SK

=+ +

Contoh Inhibitor tak reversibel

4.2 Kinetika Enzim Sistem Substat banyak (Multisubstrate system)

1. Intro2. Terminologi:

Simbol: Substrat (A,B,C,D); Produk (P,Q,R,S); Enzim (bebas: E,F, G); inhibitor (I, J)

Kompleks transisi: EA, EB, EBA, EP,EQ,EPQ, EAP, EBQ (untuk 2 substrat, 2 produk)

Kompleks pusat: EBA, EPQ (untuk 2 substrat, 2 produk)

3. Mekanisme Kinetik: Berturutan (sequential): beraturan, acak Ping-pong

4. Efek konsentrasi substrat5. Inhibisi produk6. Inhibisi substrat7. Penentuan parameter kinetik

4.2.3Mekanisme kinetik: 4.2.3.1 Sequential mechanisms

Beraturan (ordered) Kedua subst terikat dgn

Urutan tertentu Produk terlepas juga dgn

urutan tertentu

Cleland Plot

( )( ) ( )( )

A E EAEA B EABEAB EPQEPQ EQ P

EQ E Q

++

++

4.2.3.2 Random Sequential mechanism

Urutan terikatnya substrat & terlepasnya produk acak

Cleland Plot:

4.2.3.3 Ping Pong mechanism

Mekanisme Ping-Pong atau double displacement: Sebelum semua substrat masuk, setidaknya satu produk dilepaskan Merupakan mekanisme yang umumnya terjadi, Misal: serin protease (tripsin, chimotripsin), amino transferase

Cleland Plot

4.2.4.Pengaruh konsentrasi substrat pada reaksi multisubstrat

Untuk reaksi bi bi enzyme:

Percobaan yang sama dengan substrat tunggal dapat dilakukan untuk multisubstrat: salah satu konsentrasi substrat tetap (misal B), dan yang

lain divariasikan (misal A). Selanjutnya, percobaan diulangi dengan menaikkan

konsentrasi substrat tetap (B). Dari percobaan ini akan dihasilkan kurva pada gambar

1 berikut

A B P Q+ +

Contoh Kurva pengaruh konsentrasi substrat pada reaksi multisubstrat (1)

4.2.4.1 Pengaruh [S] pada reaksi enzim multisubstrat-mekanisme sequential

Cleland plot: Mekanisme reaksi:

Pada [A] rendah: Tahap penentu laju ?

Pada [A] tinggi: Tahap penentu laju?

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

E A EA

EA B EAB

EAB EPQ

EPQ EQ P

EQ E Q

−

−

−

−

−

+

→+ ←

+

+

Kurva efek substrat

Sequential mech.

[ ][ ] [ ] [ ]

[ ] [ ] [ ]

max0

0 max max

1

1 1 1 1 1

A B A Bs M M M

A B BA M M MM

VVK K K KA B A B

K K KKV V B A V B

=+ + +

= + + +

4.2.4.2 Pengaruh [S] pada reaksi enzim multisubstrat-mekanisme Ping-Pong

Cleland PlotMekanisme reaksi:

Pada [A] rendah Tahap penentu laju?

Pada [A] tinggi Tahap penentu laju?

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

E A EA

EA FP

FP F P

F B FB

FB EQ

EQ E Q

−

−

−

−

−

−

+

+

+

+

Kurva Pengaruh [substrat] pada reaksi multisubstrat (2)

Ping-pong

[ ] [ ]

max0

0 max max

1[ ] [ ]

1 1 11

A BM M

A BM M

VVK KA B

K KV V A B V

=+ +

= + +

4.2.5 Inhibisi oleh produk pada reaksi enzim multisubstrat

Berguna untuk mengetahui lebih rinci mengenai mekanisme reaksi: Berturutan acak Berturutan teratur Urutan masukknya substrat

Review (substrat tunggal):

Jenis ihibitor dan sifat-sifat kinetiknyaJenis inhibitor Inhibisi pada L-B PlotCompetitive [S] rendah Kemiringan berubah, tidak Vmax

Non-competitive [S] rendah & tinggi kemiringan dan Vmax berubah

Uncompetitive [S] tinggi Vmax berubah, tidak kemiringan

4.2.5.1Inhibisi Produk-Ordered Sequential Mechanism

Cleland plot:Substrat berubah A, inhibitor produk Q: Keduanya dapat berikatan dengan enzim bebas pada [A] rendah: inhibisi Pada [A] tinggi: tidak mempengaruhi Vmaks Kompetitif

Substrat berubah A, inhibitor produk P P tidak dapat berikatan dengan enzim bebas, tapi dapat berikatan dengan

komplek EQ. Kelebihan produk P akan menggeser kesetimbangan kearah kebalikan.

Berlaku untuk [A] rendah & tinggi. kemiringan & Vmaks berubahNon competitive/mixed inh.

Substrat berubah B, inhibitor produk QSubstrat berubah B, inhibitor produk P

4.2.5.2 Efek substrat tetap pada inhibisi produk –Sequential

Substrat berubah B, inhibitor produk Q, [A] jenuh Tidak ada inhibisi

Substrat berubah A, inhibitor produk P, [B] jenuh uncompetitive

Tabel inhibisi produk

Variable substrate

Product inhibitor

Inhibition at normal levels of fixed substrate

Inhibition at saturating levels

of fixed substrate

A P Non-competitive

uncompetitive

A Q Competitive Competitive

B P Non-competitive

Non-competitive

B Q Non-competitive

None

4.5.2.6 Inhibisi produk-mekanisme Random Sequential

Cleland plot:

Mekanisme molekul:

Beberapa kemungkinan kompleks yang terjadi utk inh. Prod, mekanisme Random seq

Pola inhibisi:Subst. Berubah

Inh. Produk Jenis inh

A Q -Kompetitif jika…-Non kompetitif jika..

A P

B Q

B P

kompetitifkompetitifnonkompetitif

4.2.5.3 Inhibisi Produk- Ping pongCleland plot:

Substrat A & produk Q: sama-sama mengikat enzim bebas (E); sedangkan Substrat B dan produk P mengikat enzim dengan struktur yg sedang berubah selama reaksi (F)Ringkasan:

Subs berubah Inh. Produk Jenis inhibisiA P Non KompetitifA Q KompetitifB P KompetitifB Q Non Kompetitif

Inhibisi kelebihan substrat: pada Rx enzim substrat tunggal, e.g invertase, β-fruktofurano-sidase (EC 3.2.1.26)

Kurva V terhadap [S]

Kuva L-B untuk inhibisi substrat tunggal

4.2.6 Inhibisi Substrat pada reaksi enzim multisubstrat

Inhibisi oleh substrat pada ordered-sequential mech. reaksi enzim multisubstrat hanya dapat terjadi jika substrat B dapat berikatan dengan kompleks EQCleland plot :[A] tinggi inhibisi, krn[A] rendah:

A hanya dapat berikatan dgn E dengan laju yg relatif lebih cepat.

A perlu bertumbukan dgn E, yg frekuensi tumbukan makin kecil dgn berkurangnya A kehadiran EBQ tdk terasa dgn makin berkurangnya A

Inhibisi uncompetitive

EB E B+

Efek inhibisi substrat pada kurva Lineweaver-Burk

Penentuan parameter kinetik pada reaksi enzim multisubstrat

Parameter : Kmapp, Vmaksapp , Km, Vmaks

Definisi: Vmaks: laju reaksi pada saat seluruh substrat

dalam keadaan jenuh. Km: konsentrasi substrat tersebut yang

memberikan laju sama dengan setengah laju maks pada saat konsentrasi substrat lain jenuh.

Penentuan parameter kinetik pada reaksi enzim multisubstrat, lanjt

Dengan bantuan kurva LB, misal subs berubah A, subs tetap B. diperoleh kurva:

4.3 Kinetika reaksi enzim: Sistem Allosterik

Definisi: Protein allosterik: …. Contoh : Hb, enzim allosterik Cooperativity (Kooperatifitas)

Perubahan tetapan kesetimbangan (binding constant) untuk molekul kecil akibat terikatnya molekul kecil lainnya terlebih dulu.

Contoh: Ks, KI

Kooperatifitas : positif/negatif Efek: homotropik/heterotropik

4.3.1Sifat-sifat enzim allosterik

Kurva V-S sigmoidPerlu efektorMemberikan respons biphasic terhadap inhibitor kompetitifHilangnya sifat allosteri dengan denaturasiyang ringan/lemahStruktur polimerik

Kurva V-S Sigmoid

Efektor

Inhibitor: substrat cooperativity naikAktivator:… turunK-system: adanya efektor, mengubah substrat bindingV-system:…

Biphasic effect –Inhibitor Kompetitif

Positive substrate cooperativityInhibitor kompetitif:Biphasic effect: [I] << aktivator [I] >> inhibitor

Pendenaturasi

Sifat allosterik enzim sangat dipengaruhi oleh denaturant, meskipun yang sangat lemah. struktur 3 D protein sangat penting dalam

mekanisme allosterik ini, struktur 3 D protein allosterik lebih rentan

dibandingkan dengan protein non-allosterik.

Polimerik

Enzim allosterik umumnya memiliki struktur kuarterner (polimerik)lebih dari satu subunit.Dalam larutan: …Protomer: struktur terkecil yang masih mempunyai keaktifan katalisis

4.3.2 Mekanisme Allosterik

Mekanisme hipotesis simetri (concerted): Monod, Wyman, Changeux (MWC)

Mekanisme hipotesis berturutan (sequential): Koshland, Nemety, Filmer (KNF)

4.3.2.1 Hipotesis MWC

Enzim allosterik dapat ditemukan dalam 2 konformasi yang berbedaAsumsi: Tanpa ligan T Afinitas sisi aktif enzim

dalam keadaan R > T

Positive substrate cooperativity :

4.3.2.2 Hipotesis KNF

Reaksi Substrat-Enzim : induced-fitInteraksi antar subunitInhibitor dan aktivatorNegative substrate cooperativity

4.3.3 Contoh enzim allosterik: Aspartat transcarbamoylase

Reaksi enzim ATCase

Terdiri dari 12 subunit Subunit katalitik (catalytic subunit) Subunit pengendali (regulatory subunit) Subunit katalitik & pengendali berbeda ukuran dan

muatan

Reaksi enzim ATCase

Transcabamoylase

Pola sedimentasi-laju dari ATCase

A: Native 11.6S B: +p-Hydroxymercuri-benzoat: 2.8S & 5.8S

Peran p-Hydroxymercuribenzoat

Bisubstrat analog: PALA

Ilustrasi ATCase

dengan adanya inhibitor: CTP CTP berikatan pada bagian pengendali Terjadi perubahan struktur 3D

Dengan adanya substrat analog: ATP: Adanya substrat analog menyebabkan enzim

menjadi lebih menggelembung

Sigmoid plot dan Hill plot

Persamaan M-M kurva hiperobolik

Persamaan Hill: kurva sigmoid a= [S] h= tetapan Hill K0.5~ Km

Pengaruh tetapan Hill pada kurva V-S

Tetapan Hill menunjukkan derajat substrate cooperativity h= 1 tidak ada

hiperbolik h>1 makin besar h<1 negative substrate

cooperativityGambar disebelah menunjukkan K0.5 = 4 satuan dan Vmaks = 10 satuan.

Pengaruh substrate cooperativityterhadap kurva linier

Hill Plot

Persamaan Hill:

Penyusunan ulang:

Jika pers (2) diplot-kan:

( )

( )

0.5

0.5

0.5

0.5

. .................................... (1)

.

log log log ..........(2)

h

h h

h h h

h

h

V avK a

v K a V a

v aV v K

v h a h KV v

=+

+ =

=−

= − −

Keuntungan substrate cooperativity

(+): peka terhadap perubahan [S] h= 1 81x h=4 3x h=29x Mis: glikolisis--

glukosa(-): tdk 6561x Mis: koenzim

5.Pengendalian reaksi enzim

Pengendalian aktivitas enzim: Inhibitor : kompetitif, uncompetitive, non

kompetitif Enzim allosterik Inhibisi produk akhir Modifikasi kovalen Aktivasi proteolitik

Pengendalian sintesis enzim

5.1.2:Allosterik: -ATCase

Perubahan konformasi oleh ligan-ATCase

L= bentuk T/bentuk RT>>>, L>>>, kurva sigmoidc= Kr/Kt, perbandingan tetapan disosiasi kedua bentuk.

5.1.3 Inhibisi balik -ATCase

5.1.4 Modifikasi Kovalen

reversible Memerlukan 1 enzim utk modifikasi ("converter") & 1 enzym lain utk membalikkan (e.g:kinase/ phosphatase) Enzim "converter" biasanya diaktifkan (di tak aktifkan) oleh metabolit secara allosterik Enzim "converter" itu merupakan sasaran/penentu dalam proses pengaturan dengan modifikasi kovalen.

5.1.4 Modifikasi kovalen

Fosforelasi/defosforelasiMerupakan tipe yang paling umum Contoh: protein kinase mengkatalisis reaksi pemindahan gugus

fosforil dari ATP kepada gugus -OH dari serin, threonin or tyrosin

Protein defosforelasi phosphatases: memindahkan gugus fosforil.

Seringkali keadaan terfosforelasi merupakan keaadaan “teraktifasi” atau “tak aktif” Fosforelasi diperkirakan berperan untuk: menstabilkan enzim pada konformasi yang satu (weak

or strong) atau Mengganggu proses pengikatan substrat atau regulator

Modifikasi kovalen terhadap aktivitas protein

Fosforelasi, mekanisme

Consensus motif 4 PKA: Arg-Arg-X-Thr/Ser-Z

X= small aa; Z= large hidrophobic aa; R could be substituted by K

Beberapa contoh kinase

cAMP - PKA

Siklisasi ATPPada eukaryot: aktivasi protein kinase A (PKA) atau cAPK Fosforelasi –thr-ser[cAMP]=10 nM

Mekanisme aktivasi cAMP

C= 38-kd; R = 49-kdPada R : Arg-Arg-Gly-Ala-IleSubstrat:Arg-Arg-Gly-Ser-Ile

ATP & target protein pada subunit katalitik PKA

5.1.5 Proteolisis

Contoh lain: hormon, pembekuan darah, kolagen

Khimotripsinogen

Disintesis pada sel acinarDistimulasi oleh impuls saraf /hormon

Aktivasi KhimotripsinogenPemutusan awal pd res 15-16 residu 14-15 dihilangkan residu 147-148 dihilangkan 3 rantai peptide dihubungkan oleh 5 ikatan disulfida

Khimotripsin

Pemutusan antara res. 15-16 menghasilkan amino terminus (orange) baru, yang membentuk jembatan garam dengan asp 194 (green) Jembatan garam ini menyebabkan perubahan konformasi sehingga terbentuk sisi aktif

5.2 Pengendalian Sintesis enzim

Data percobaan: Lac

Pada tingkat apa expresi gen dikendalikan?

DNAPre-

mRNA mRNA mRNA

mRNA tak aktif

protein Protein tak aktif

nucleus cytosol

1Pengendalian transkripsi

2PemrosesanRNA

3TransportRNA

4Pengendaliantranslasi

5Degradasi mRNA

Aktivitas protein

6

Disemua tahap antara DNA & Protein

subject to a wide varietyof regulatory control

Kompleks represor-operator