1

PENGANTAR BIOKIMIA &ENZIM & KOENZIM

DISUSUN OLEHDR. WIDODO S.,MKes

PENGANTAR BIOKIMIA

BIOKIMIA MERUPAKAN ILMU YANG BERHUBUNGAN DENGAN BERBAGAI MOLEKUL DIDALAM SEL ATAU ORGANISME YANG HIDUP BESERTA DENGAN REAKSI KIMIA-NYA.

BIOS CHEMIOS

HIDUP / HAYATI KIMIA ( Senyawa Kimia)

BIOLOGI KIMIA ORGANIK

ILMU KIMIA HAYATI ( BIOKIMIA )

TUJUAN ILMU BIOKIMIA : MENGURAIKAN DAN

MENJELASKAN SEMUA PROSES KIMIAWI PADA SEL HIDUP

MANFAAT ILMU BIOKIMIA ADALAH UNTUK KESEJAHTERA-

AN MANUSIA DAN PERKEMBANGAN ILMU PENGETAHUAN.

DAPAT DIKATAKAN HAMPIR SEMUA ILMU KEHIDUPAN

BERHUBUNGAN ERAT DENGAN BIOKIMIA.

PERANAN BIOKIMIA KEDOKTERAN :

• DIAGNOSTIK . REHABILITASI

• PATOFISIOLOGI . PREVENTIF

• TERAPI . FARMASI

• PROGNOSA . PERAWATAN

APA SAJA YANG DIPELAJARI ?

SELURUH REAKSI KIMIA YANG TERJADI DIDALAM TUBUH MANUSIA,

MULAI DARI MAKANAN MASUK KEDLM. MULUT, TERBENTUKNYA

ENERGI, SENYAWA PEMBANGUN,KOMPONEN SEL & JARINGAN,

SENYAWA CADANGAN …..DST… SAMPAI PENGOLAHAN DAN

EKSKRESI LIMBAH METABOLISME

5

E N Z I MPENDAHULUAN : * KATALISATOR * BIOKATALISATOR

DEFINISI ENZIM :

SUATU SENYAWA ORGANIK BERUPA

PROTEIN YANG BERFUNGSI SEBAGAI

BIOKATALISATOR.

SIFAT-SIFAT ENZIM ;

1. ENZIM ADALAH PROTEIN ENZIM PUMYA SIFAT SEPERTI PROTEIN : KONDISI

LINGKUNGAN, SUHU, Ph. kosentrasiSUBSTRAT, dsb.

2. BERFUNGSI SEBAGAI KATALIS Meningkatkan kecepatan reaksi tanpa mengubah

ProduK / hasilnya, dan Enz tidak ikut bereaksi dengan Substratnya

3. BEKERJA SECARA KHUSUS / SPESIFIK Enzim hanya bekerja mengkatalisa satu reaksi /

substrat tertentu.

4. DIBUTUHKAN DALAM JUMLAH SEDIKIT Reaksi enzimatik dalam metabolisme hanya

memerlukan sedikit sekali enzim.

7

TATA NAMA & KLASIFIKASI ENZIM :

► Nama enzim diberi akhiran ase► Berdasar nama substrat yang dikatalisa enzim tersebut, misalnya : -. Proteinase

-. Lipase ► Menurut sistem IUB, enzim dibagi dalam 6 kelas utama, berdasarkan atas jenis reaksinya : 1. KELAS OKSIDO REDUKTASE 4. KELAS LIASE 2. KELAS TRANSFERASE 5. KELAS ISOMERASE 3. KELAS HIDROLASE 6. KELAS LIGASE

8

► Menurut sistem IUB, nama enzim dapat ditulis dengan KODE ENZIM ( KODE NOMOR ENZIM ) : NAMA ENZIM TERDIRI DARI 4 ANGKA :

. ANGKA PERTAMA KELAS ENZIM . ANGKA KEDUA SUBKELAS . ANGKA KETIGA SUBSUBKELAS . ANGKA KEEMPAT NAMA SPESIFIK ENZIM

CONTOH : E.C. 2.7.1.1

KELAS ALKOHOL FOSFAT HEKSOKINASE

ATP : D-HEKSOSA-6 FOSFOTRANSFERASE (HEKSOKINASE )

ATP + D-HEKSOSA ADP + D-HEKSOSA-6 FOSFAT

9

KELAS 1 : OKSIDO REDUKTASE

YANG MENGKATALISA REAKSI OKSIDASI REDUKSI, TERMASUK TERHADAP GUGUS CH- OH, CH-CH, C=O, CH-NH2, CH=NH. SRED SOKS

e- S1 OKS S1 RED

CONTOH : 1.1.1.1. ALKOHOL : NAD OKSIDOREDUKTASE ( ALKOHOL DEHIDROGENASE ) ALKOHOL ALDEHID / KETON H+ + e- NAD+ NADH + H+

10

Contoh :

* Subkelas 1.4 : Enz yang bekerja pada gugus CH-NH2

E.C. 1.4.1.3. =Glutamat : NAD(P) oksido reduk-tase

( deaminasi )

Glutamat + H2O Ketoglutarat

NAD(P)+ NAD(P)H + H+e

•Dari Subkelas 1.11. = Enz yang bekerja pada H2O2

E.C. 1.11.1.6. = H2O2 oksidoreduktase ( Katalase )

H2O2 + H2O2 2 H2O2 + O2

11

KELAS 2 : TRANSFERASE

YANG MENGKATALISA PEMINDAHAN GUGUS G ( SELAIN HIDROGEN ) ANTARA SEPASANG SUBSTRAT, TERMASUK GUGUS ALDEHID, KETON, ASIL ( COOH ), ALKIL (-ROH ), GLIKOLSIL ( -RCHO ), FOSFAT, SULFAT S1-G S1

G S2 S2-G CONTOH : DARI SUBKELAS 2.3.- ASIL TRANSFERASE E.C. 2.3.1.6. = KOLIN 0-ASETIL TRANSFERASE (KOLIN ASIL TRANSFERASE) : Asetil-koA Asetil-Kolin koA Kolin-SH KoA-SH

CONTOH : 2.7.1.1 , ATP : D-HEKSOSA-6 FOSFOTRANS- FERASE ( HEKSOKINASE ) D- HEKSOSA D- HEKSOSA-6 P ATP ADP

12

KELAS 3 : HIDROLASE YANG MENGKATALISA PEMECAHAN SENYAWA DENGAN CARA HIDROLISIS.

CONTOH : DARI SUBKELAS 3.1. E.C 3.1.1.8. = ASIL KOLIN ASIL HIDROLASE ( Pseudokolin Este rase ) ASIL-KOLIN KOLIN + ASAM

DARI SUBKELAS 3.2. -- ikatan Glikosidik E.C. 3.2.1.23 = GALAKTOSIDASE ( GALAKTOHIDROLASE ) : D- GALAKTOSIDA ALKOHOL + D-GALAK-

TOSA

H2O

H2O

13

KELAS 4 : L I A S E YANG MENGKATALISA PELEPASAN GUGUS DARI SUBSTRAT, DENGAN MEKANISME BUKAN HIDROLISA, DAN MENIMBULKAN IKATAN RANGKAP. X Y -C—C- X-Y + -C=C-

CONTOH : DARI SUBKELAS 4.1. IKATAN ALDEHID / KETON

E.C. 4.1.2.7. = KETOSA-1P : ALDEHIDE LIASE ( ALDOLASE )

FRUKTOSA-1,6-P2 DIHIDROKSI ASETON-P +

GLISERALDEHIDE-3P

DARI SUBKELAS 4.2. :

E.C. 4.2.1.1. = MALAT HIDRO LIASE ( FUMARASE )

MALAT FUMARAT + H2O

14

KELAS 5 : ISOMERASE MENGKATALISA INTERKONVERSI OPTIK, GEOME - TRIK ATAU POSISI.

CONTOH :

DARI SUBKELAS 5.1. : RASEMASE / EPIMERASE

E.C. 5.1.1.1. ALANIN RASEMASE ;

L-ALANIN D-ALANIN

DARI SUBKELAS 5.2. : SISTRANS ISOMERASE

E.C. 5.2.1.3. = TRANSRETINEN 11 SISTRANS ISOMERASE

TRANS RETINEN 11-SIS-RETINEN

15

KELAS 6 : LIGASE YANG MENGKATALISA PENGGABUNGAN 2 SENYA - WA DISERTAI DENGAN PEMUTUSAN IKATAN PIRO - FOSFAT DARI ATP ATAU SENYAWA FOSFAT BER - ENERSI TINGGI LAINNYA.

TERMASUK PEMBENTUKAN IKATAN C-O, C-S, C-N & C-CCONTOH :

DARI SUBKELAS 6.2. : IKATAN TIOESTER

E.C. 6.2.1.4. = SUKSINAT : KoA LIGASE (GDP = SUK-

SINAT TIOKINASE )

GTP GDP

SUKSIBAT SUKSINIL-KoA

KoA-SH

DARI SUBKELAS 6.3. : IKATAN C-N

E.C. 6.3.1.2. = GLUTAMAT : AMONIA LIGASE ( ATP ) (GLUTAMIN SINTETASE )

GLUTAMAT + NH3 + ATP GLUTAMIN + ADP + Pi

16

LOKASI ENZIM :SEMUA ENZIM ( = PROTEIN ) DISINTESIS DI RIBOSOM.

EKSKRESI ENZIM SUDAH DALAM BENTUK AKTIP, SEBAGIAN ADA YG BELUM AKTIP = ZIMOGEN = PRO - ENZIM

BENTUK ZIMOGEN CONTOH PADA ENZ PENCERNAAN.

LOKASI KERJA ENZIM DI DALAM SEL ORGANEL, KECUALI

BEBERAPA ENZIM, SEPERTI ENZIM PENCERNAAN,

ENZIM KOAGULASI ( PEMBEKUAN ) DARAH.

17

BAGIAN AKTIF DARI MOL. ENZIM :

ACTIVE SITE

CATALYTIC SITE

ALLOSTERIC SITE

MENGIKAT “ S “

MENGOLAH “ S “

MEKANISME KERJA ENZIM :

1. TEORI FISHER : ( KEY & LOCK THEORY )

REAKSI : E + S [ ES ] E + P

+ +

“ S “ = SUBSTRAT

E S ES E P

18

2. TEORI INDUKSI MODEL KOSHLAND ( INDUCE FIT THEORY ) :

SEBELUM TERJADI HUBUNGAN E–S , KEDUA MOLEKUL SALING MENDEKAT KARENA ADANYA GUGUS-GUGUS AKTIF ( -NH2, -PO4, -SH, -OH, -COOH, dsb ) TERJADI “KONFORMASI” DARI MOLEKUL E. === BENTUK MOLEKUL JADI SESUAI DAN SERASI DENGAN MOLEKUL S == = TERJADI E – S COMPLEX

E

P

SH

S

MEKANISME KERJA ENZIM :

19

2. Daniel – Koshland : Induced – fit

Enzim SUBSTRAT substrat

[E-S]E S

E

E

E

E

E

S

S

S

S

S

S

S

20

FAKTOR-2 YANG MEMPENGARUHI KECEPATAN REAKSI ENZIMATIK :

1. FAKTOR SUHU :

KECEPATAN REAKSI ENZIMATIK

SUHU OPTIMUM

to C

2. FAKTOR pH :PENGARUH PERUBAHAN pH :

a. pH ASAM / SANGAT ASAM atau BASA / SANGAT BASA = DENATURASI ENZIM ==== FUNGSI HILANG.

b. PERUBAHAN pH ---- PERUBAHAN MUATAN PADA GUGUS- GUGUS DARI ENZIM---- PENGARUHI KONFORMASI E – S -- PENGARUHI PEMBENTUKAN E-S KOMPLEKS == KECEPATAN REAKSI BERUBAH.

KECEPATAN REAKSI ENZIMATIK

pH

pH OPTIMUM

21

3. FAKTOR KADAR SUBSTRAT & ENZIM :•KADAR S << KADAR E = PENAMBAHAN S AKAN MENAIKKAN

KECEPATAN REAKSI ENZIM JENUH DENGAN S =

KECEPATAN REAKSI TIDAK MENINGKAT LAGI.

• KADAR E << KADAR S = PENAMBAHAN E AKAN MENING-

KATKAN KECEPATAN REAKSI SETELAH TERJADI KESE-

TIMBANGAN = PENAMBAHAN E TIDAK AKAN MENINGKAT-KAN KECEPATAN REAKSI.

REAKSI ENZIMATIK : E + S E + P k1

k2

v1 = k1 [E] [S] v2 = k2 [E] [P]

v1 ADALAH KECEPATAN AWAL = SAAT MULAI REAKSI

v1 BERBANDING LURUS DENGAN KADAR SUBSTRAT

MAUPUN KADAR ENZIM.

22

4. PENGARUH MODIFIER : MODIFIER SENYAWA YANG MAMPU MEMPENGARUHI

AKTIVITAS / KECEPATAN REAKSI ENZIMATIK.

4.1. MODIFIER POSITIP = AKTIVATOR : ION-ION LOGAM : Mn, Mg, Ca, dll

4.2. MODIFIER NEGATIP = INHIBITOR : 4.2.a. PENGHAMBAT BERSAING = COMPETITIVE INHIBITOR 4.2.b. PENGHAMBAT TAK BERSAING = NON COMPETITIVE INHIBITOR

23

COMPETITIVE INHIBITOR :• BENTUK / STRUKTUR MIRIP DENGAN SUBSTRAT

• KERJANYA : BERSAING DENGAN S DALAM MEMPEREBUTKAN

“ ACTIVE SITE “ DARI ENZIM.

CONTOH : 1. SULFANILAMIDE -- MENGHAMBAT PERKEMBANGAN BAKTERI

2. DICOUMAROL -- MIRIP VITAMIN K

NON COMPETITIVE INHIBITOR :

A. IRREVERSIBLE NON COMPETITIVE INHIBITOR :

* MERUSAK ENZIM == ENZIM TAK DAPAT BEKERJA

B. REVERSIBLE NON COMPETITIVE INHIBITOR :

.) TIDAK MIRIP DENGAN SUBSTRAT

.) TIDAK MENEMPATI “ CATALYTIC SITE “ ,

TETAPI MENEMPATI “ ALLOSTERIC SITE “

.) KERJA ENZIM JADI TERHAMBAT ----- TIDAK MENCAPAI

KECEPATAN YANG MAKSIMAL

K O E N Z I M :

* BAGIAN NON PROTEIN DARI HOLOENZIM

* SEBAGAI SUBSTRAT KEDUA = CO SUBSTRAT :

OH O

CH O- C

H33C C H33C C O-

O O

LAKTAT PIRUVAT

NAD+ NADH + H+

LAKTAT DEHIDROGENASE

25

KLASIFIKASI KOENZIM :

1. UNTUK PEMINDAHAN GUGUS H :

. NAD+ , NADP+ . FMN , FAD

. ASAM LIPOAT . KOENZIM Q

2. UNTUK PEMNIDAHAN GUGUS-GUGUS SELAIN H :

*. KoA *. PIRIDOKSAL FOSFAT *. KOENZIM FOLAT

*. BIOTIN *. TIAMIN PIROFOSFAT *. ASAM LIPOAT

*. KOENZIM KOBAMIDA (B12 )

SEBAGIAN BESAR KOENZIM MERUPAKAN DERIVAT VITAMIN B COMPLEX

ENZIM-ENZIM KELAS 1, 2, 5 DAN 6 MEMERLUKAN KOENZIM

ENZIM-ENZIM KELAS 3 DAN 4 TIDAK MEMERLUKAN KOENZIM

26

I S O Z I M : == ENZIM YANG BERBEDA SIFAT FISIK, KIMIA dan IMMUNOKIMIA-

NYA, TETAPI MEMPUNYAI FUNGSI KATALITIK YANG SAMA.

LEBIH DARI SATU SUBUNIT / ISOMER

DAPAT DIPISAHKAN DENGAN ELEKTROFORESA

CONTOH : -. LAKTAT DEHIDROGENASE = LDH

PUNYA 4 SUB UNIT / PROTOMER, DENGAN 2 TIPE

H & M

I1 : H H H H I4 : H M M M

I2 : H H H M I5 : M M M M

I3 : H H M M

-. MALAT DEHIDROGENASE

27

ENZIM dalam DARAH :

1. FUNCTIONAL PLASMA ENZYME ( ENZIM FUNGSIONAL PLASMA ) :

-. LIPOPROTEIN LIPASE

-. PSEUDOCHOLIN ESTERASE

-. ENZIM-ENZIM PEMBEKUAN DARAH

2. NON FUNCTIONAL PLASMA ENZYME ( ENZIM NON FUNGSIONAL PLASMA ) :

PENTING UNTUK DIAGNOSA dan PROGNOSA PENYAKIT .

-. CONTOH : =. PLASMA LIPASE

=. PLASMA AMILASE

=. FOSFATASE

=. TRANSAMINASE : G O T & G P T

=. LAKTAT DEHISROGENASE = LDH

28

WD