INHIBISI ENZIM

Hambatan atau inhibisi pada suatu reaksi yang menggunakan enzim sebagai katalis

dapat terjadi apabila penggabungan substrat pada bagian enzim mengalami hambatan.

Molekul atau ion yang dapat menghambat reaksi tersebut dinamakan inhibitor. Inhibitor akan

berikatan dengan enzim membentuk kompleks enzim-inhibitor. Hambatan terhadap aktifitas

enzim dalam suatu reaksi kimia ini mempunyai arti yang penting, karena hambatan tersebut

juga merupakan mekanisme pengaturan-pengaturan reaksi yang terjadi dalam tubuh kita.

Sebagian besar obat-obatan bertindak sebagai inhibitor enzim. Contohnya adalah inhibitor

yang digunakan sebagai obat aspirin. Aspirin menginhibisi enzim COX-1 dan COX-2 yang memproduksi

pembawa pesanperadangan prostaglandin, sehingga ia dapat menekan peradangan dan rasa sakit.

Namun,banyak pula inhibitor enzim lainnya yang beracun. Sebagai contohnya, sianida yang merupakan

inhibitor enzim ireversibel, akan bergabung dengan tembaga dan besi pada tapak aktif enzim sitokrom c

oksidase dan memblok pernafasan sel.

(http://anggierestyana.blogspot.com)

Proses inhibisi reaksi enzim ada dua macam : reversible dan ireversibel. Inhibisi

ireversibel biasanya berlangsung dalam proses destruksi atau modifikasi suatu gugus fungsi

dalam molekul enzim. Inhibisi reversible ditentukan secara kuantitatif dengan menggunakan

persamaan-persamaan kinetik Michaelis-Menten. Jenis-jenis inihibitor yang diperkenalkan

oleh W.W. Cleland, antara lain :

(Wirahadikusumah,Muhammad.1989:62)

Inhibisi Irreversible (tidak dapat kembali)

Hambatan tidak reversible pada umumnya disebabkan oleh terjadinya proses destruksi

atau modifikasi sebuah gugus fungsi atau lebih yang terdapat pada molekul enzim. Hambatan

ini terjadi karena inhibitor bereaksi tidak reversible dengan bagian tertentu pada enzim,

sehingga mengakibatkan berubahnya bentuk enzim. Dengan demikian mengurangi aktivitas

katalik enzim tersebut. Sebagai contoh, adalah senyawa diisoprofilfluorofosfat (DFP), yang

menghambat enzim asetilkolinesterase, yaitu enzim yang penting di dalam transmisi impuls

syaraf. Contoh lainnya adalah efloritina, obat yang digunakan untuk mengobati penyakit yang

disebabkan oleh protozoa African trypanosomiasis. Penisilin dan Aspirin juga bekerja dengan

cara yang sama. Senyawa obat ini terikat pada tapak aktif, dan enzim kemudian mengubah

inhibitor menjadi bentuk aktif yang bereaksi secara ireversibel dengan satu atau lebih residu

asam amino.

(http://anggierestyana.blogspot.com)

Inhibitor ireversibel biasanya memodifikasi kovalen enzim, dan karena itu hambatan

tidak dapat dikembalikan. Inhibitor ireversibel sering mengandung kelompok fungsional

reaktif seperti mustard nitrogen, aldehida, haloalkanes, alkena, akseptor Michael, sulfonat

fenil, atau fluorophosphonates. Penghambatan ireversibel berbeda dari inaktivasi enzim

ireversibel. Inhibitor ireversibel umumnya spesifik untuk satu kelas dari enzim dan tidak

menonaktifkan semua protein, mereka tidak berfungsi dengan menghancurkan struktur

protein tetapi dengan secara khusus mengubah situs aktif dari target mereka. Misalnya,

ekstrim pH atau temperatur biasanya menyebabkan denaturasi dari semua struktur protein,

tapi ini merupakan efek non-spesifik.

Inhibisi reversible

Inhibitor reversible mengikat enzim dengan interaksi non-kovalen seperti ikatan

hidrogen, interaksi hidrofobik dan ikatan ion. Pada inhibitor reversible dapat ditentukan

secara kuantitatif dengan menggunakan persamaan kinetic michalles- menten. Beberapa

obligasi yang lemah antara inhibitor dan situs aktif bergabung untuk menghasilkan kuat dan

spesifik mengikat. Berbeda dengan substrat dan inhibitor ireversibel, inhibitor reversibel

umumnya tidak mengalami reaksi kimia ketika terikat enzim dan dapat dengan mudah

dihilangkan dengan pengenceran atau dialysis. inhibitor kompetitif: substrat (S) dan inhibitor

(I) bersaing untuk situs aktif. Ada dua macam inhibitor reversible enzim menurut pengaruh

variasi konsentrasi substrat, yaitu :

(http://blog.ub.ac.id/)

a. Inhibisi kompetitif

Inhibitor kompetitif memiliki struktur kimia yang mirip dengan substrat dan

mengikat enzim pada active site yang sama dengan substrat (tempat katalitik). Maka,

inhibitor dan substrat akan bersaing untuk memperebutkan tempat-tempat pengikatan

yang sama pada permukaan enzim. Pengaruh inhibitor bersaing ini tidak tergantung pada

konsentrasi inhibitor semata tetapi juga pada konsentrasi substrat. Contoh: rekasi inhibisi

asam malonat terhadap enzim terhadap enzim suksinat dehidrogenase. Malonat sebagai

inhibitor bersaing dan suksinat sebagai substrat terhadap tempat active site.

( Page,David S.1989. )

Inhibisi kompetitif disebabkan karena ada molekul mirip dengan substrat, yang

dapat pula membentuk kompleks, yaitu kompleks enzim inhibitor (EI) pembentukan

kompleks ES, yaitu melalui penggabungan inhibitor dengan enzim pada bagian aktif

enzim. Dengan demikian terjadi persaingan antara inhibitor dengan substrat terhadap

bagian aktif enzim melalui reaksi sebagai berikut :

E + S -------------- ES

E + I --------------- EI

Inhibitor ini menghalangi terbentuknya kompleks ES dengan cara membentuk kompleks

EI dan tidak dapat membentuk hasil reaksi ( P).

E + S -------------- ES ------------ E + P (membentuk hasil reaksi)

E + I -------------- EI ------------ ( tidak terbentuk hasil reaksi)

Dengan demikian adanya inhibitor bersaing dapat mengurangi peluang bagi terbentuknya

kompleks ES dan hal ini menyebabkan berkurangnya kecepatan reaksi.

Pengaruh inhibitor bersaing ini tidak tergantung pada konsentrasi inhibitor semata,

tetapi juga pada konsentrasi substrat. Pengaruh inhibitor dapat dihilangkan dengan cara

menambah sustrat dalam konsentrasi besar. Pada konsentrasi substrat yang sangat besar,

peluang terbentuknya kompleks ES juga makin besar. Kecepatan reaksi maksimum

(Vmaks) dapat tercapai pada konsentrasi substrat (s) pada reaksi yang dihambat oleh

inhibitor bersaing.

Pada inihibisi kompetitif, inhibitor dan substrat berkompetisi untuk berikatan

dengan enzim. Seringkali inhibitor kompetitif memiliki struktur yang sangat mirip

dengan substrat asli enzim. Sebagai contoh, metotreksat adalah inihibitor kompetitif

untuk enzim dihidrofolat reduktase. Kemiripan antara struktur asam folat dengan obat ini

ditunjukkan oleh gambar di samping bawah. Perhatikan bahwa pengikatan inhibitor

tidaklah perlu terjadi pada tapak pengikatan substrat apabila pengikatan inihibitor

mengubah konformasi enzim, sehingga menghalangi pengikatan substrat. Pada inhibisi

kompetitif, kelajuan maksimal reaksi tidak berubah, namun memerlukan konsentrasi

substrat yang lebih tinggi untuk mencapai kelajuan maksimal tersebut, sehingga

meningkatkan Km.

(http://anggierestyana.blogspot.com)

Koenzim asam folat (kiri) dan obat anti kanker metotreksat (kanan) memiliki

struktur yang sangat mirip. Oleh sebab itu, metotreksat adalah inhibitor kompetitif bagi

enzim yang menggunukan folat.

b. Inhibisi non-kompetitif

Inhibisi non-kompetitif tidak terdapat persaingan antara substrat dan inhibitor.

Pada reaksi ini, substrat dan inhibition masing-masing berikatan dengan enzim pada

tempat yang berbeda. Inhibitor dapat berikatan baik dengan molekul enzim bebas

maupun dengan kompleks ES. Kompleks EIS yang terbentuk kemudian menjadi tidak

aktif. Jenis inhibisi ini sangat jarang, namun dapat terjadi pada enzim-enzim multimerik.

Inhibitor nonkompetitif yang reversible menurunkan percepatan reaksi maksimal yang

diperoleh pada pemberian sejumlah tertentu enzim ( Vmaks yang lebih rendah ) tetapi

biasanya tidak mempengaruhi Km, karena I dan S berikatan pada tempat yang berlainan.

(http://rizagustia.wordpress.com)

Inhibisi non kompetitif adalah hambatan dimana inhibitor bereaksi dengan suatu

tempat diluar tempat aktif, sehingga kombinasi substrat dengan enzim tidak dihalangi

tetapi pemecahan kompleks enzim substrat di cegah. Dalam hal ini tingkat inhibisi tidak

akan bergantung pada substrat tetapi pada konsentrasi inhibitor dan konstanta disosiasi

inhibitor.

Pada penghambatan nonkompetitif, penghambat berikatan pada sisi enzim selain

sisi tempat substrat berikatan, mengubah konformasi molekul enzim, sehingga

mengakibatkan inaktifasi dapat balik sisi katalitik. Penghambatan nonkompetitif

berikatan secara dapat balik pada kedua molekul enzim bebas dan kompleks ES,

membentuk kompleks EI dan ESI yang tidak aktif :

E + I ↔ EI

ES + I ↔ ESI                                               

(Lehninger. 1982 :251-255)

Inhibisi non-kompetitif dapat mengikat enzim pada saat yang sama substrat berikatan dengan

enzim. Baik kompleks EI dan ESI tidak aktif. Karena inhibitor tidak dapat dilawan dengan

peningkatan konsentrasi substrat, Vmax reaksi berubah. Namun, karena substrat masih dapat

mengikat enzim, Km tetaplah sama.

(http://anggierestyana.blogspot.com)

Inhibisi campuran

Inhibisi jenis ini mirip dengan inhibisi non-kompetitif, kecuali kompleks EIS

memiliki aktivitas enzimatik residual.

Berikut adalah gambaran mengenai proses dari macam-macam inhibisi enzim :

Pada banyak organisme, inhibitor dapat merupakan bagian dari mekanisme umpan

balik. Jika enzim memproduksi terlalu banyak produk, produk tersebut dapat berperan

sebagai inhibitor bagi enzim tersebut. Hal ini akan menyebabkan produksi produk melambat

atau berhenti. Bentuk umpan balik ini adalah umpan balik negatif. Enzim memiliki bentuk

regulasi seperti ini sering kali multimerik dan mempunyai tapak ikat alosterik. Kurva

substrat/kelajuan enzim ini tidak berbentuk hiperbolamelainkan berbentuk S.

(http://anggierestyana.blogspot.com)

Keuntungan hambatan umpan balik adalah sebagai suatu mekanisme yang cepat dan

sensitive untuk menghindari sintetis yang berlabihan daria suatu produk akhir, karena

hambatan umpan balik ini hanya akan terjadi jika produk akhir tersebut mulai terakumulasi

karena telah melampaui tingkat kebutuhan sel, kemudian jika senyawa produk akhir ini telah

berkurang maka hambatan oleh produk akhir ini juga akan hilang dan enzim dapat aktif

kembali.

DAFTAR PUSTAKA

http://rizagustia.wordpress.com.2011. Inhibisi Reaksi Enzim. Diakses pada tanggal 16

November 2012 pukul 16.00 WIB

http://anggierestyana.blogspot.com.2009. Inhibisi Enzim. Diakses pada tanggal 16

November 2012 pukul 16.00 WIB

http://blog.ub.ac.id/ungkapanendha.2012. Inhibitor Enzim. Diakses pada tanggal 16

November 2012 pukul 16.00 WIB

Lehninger.1988.Dasar-Dasar Biokimia Jilid 1.Jakarta:Erlangga

Page,David S.1989.Prinsip-Prinsip Biokimia Edisi Kedua.Jakarta:Erlangga

Wirahadikusumah,Muhammad.1989.Biokimia.Bandung:ITB

RANGKUMAN MATERIINHIBISI ENZIMDiajukan untuk memenuhi tugas perkuliahan Biokimia

Oleh :

ANIS SETYANINGSIH (K3310008)

KARINA NURCAHYANI A. (K3310045)

SRI DEWI ULANDARI (K3310078)

SUCI TRI HIDAYAH WATI (K3310079)

KIMIA (B)

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU KEPENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2012