TUGAS KIMIA BIOANORGANIK

Oleh:

Mita Manawiyah 24030112120007

Ratna Indriasari 24030112120007

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2014

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kulit merupakan suatu organ terluar dari tubuh yang dapat berperan penting sebagai pertahanan terhadap bakteri, virus, dan agen-agen toksik yang berperan lainnya. Salah satu fungsi utamanya adalah melindungi kulit dari bahaya paparan sinar UV dalam waktu yang lama dengan frekuensi yang sering dapat menyebabkan gangguan pada kulit. Sinar UV dapat meningkatkan sintesis melanin di kulit dan menyebabkan hiperpigmentasi (Mahardika, 2012).

Hiperpigmentasi merupakan suatu gangguan pada pigmen kulit wajah yang umum terjadi Karena adanya peningkatan proses melanogenesis yang dapat menyebabkan penggelapan dari warna kulit. Selain itu peningkatan sintesis melanin secara local atau tidak merata dapat menyebabkan pogmentasi local atau noda hitam pada bagian tertentu dari wilayah ( Cayce, McMichael dan Feklman, 2004).

Tirosinase merupakan enzim yang berperan dalam pembentukan pigmen kulit dari seseorang karena terlibat dalam proses melanogenesis. Tirosinase berperan sebagai katalis pada dua reaksi yang berbeda yaitu proses hidroksilasi tirosin menjadi dihidroksi-fenillalanin (L-DOPA) dan oksidasi L-DOPA menjadi DOPA quinon (Faiss, et al, 2009). Tirosinase pada jaringan kulit diaktivasi oleh radiasi sinar UV matahari sehingga mempercepat produksi melanin. Penghambatan pada aktivitas tirosinase memberikan efek yang menguntungkan pada beberapa individu, terutama pada kalangan wanita muda karena dengan adanya penghambatan tirosinase akan meningkatkan kecerahan kulit dengan mengurangi efek penggelapan kulit (Djajadsastra, 2003).

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kulit

Struktur Bagian KulitKulitadalah lapisan jaringan yang terdapat di permukaan tubuh. Pada permukaan kulit terdapat kelenjar keringat yang mengekskresi zat-zat sisa. Zat-zat sisa yang dikeluarkan melalui pori-pori kulit berupa keringat. Keringat tersusun dari air dan garam-garam mineral terutama garam dapur (NaCl) yang merupakan hasil metabolisme protein. Ekskresi melalui kulit sangat berhubungan dengan suhu dan kegiatan yang anda lakukan.

Struktur Bagian Kulit.Kulit manusia terbagi menjadi tiga bagian, yaitu kulit ari (epidermis), kulit jangat (dermis), dan jaringan ikat bawah kulit. Masing-masing lapisan tersusun dari beberapa lapisan yang mempunyai fungsi sendiri-sendiri. Perhatikan gambar berikut.

2.1.1) Kulit Ari

Kulit ari adalah kulit yang paling luar dan sangat tipis sekali. Kulit ari terdiri atas dua lapis, yaitu lapisan tanduk dan lapisan malpighi. Lapisan tanduk

Lapisan tanduk yaitu lapisan kulit ari yang paling luar dan merupakan lapisan mati sehingga mudah mengelupas, tidak memiliki inti, dan mengandung zat keratin. Lapisan ini akan selalu baru, jika mengelupas tidak akan terasa sakit atau mengeluarkan darah karena tidak terdapat pembuluh darah dan saraf.

Lapisan malpighi

Lapisan malpighi merupakan kulit ari yang berada di bawah lapisan kulit tanduk. Lapisan ini tersusun dari sel-sel hidup yang selalu membelah diri. Pada lapisan ini terdapat pembuluh kapiler yang berperan untuk penyampaian nutrisi. Sel-sel yang hidup tersebut mengandung melanin. Apakah yang dimaksud dengan melanin? Melanin adalah pigmen sel yang mewarnai kulit dan melindungi sel dari kerusakan yang disebabkan oleh sinar matahari.

Produksi melanin akan meningkat jika terlalu banyak mendapatkan sinar matahari sehingga warna kulit akan menjadi lebih gelap. Pigmen lainnya adalah keratin. Jika pigmen keratin dan melanin bergabung, maka warna kulit menjadi kekuningan. Bila lapisan malpighinya tidak mengandung pigmen, maka orang tersebut dinamakan albino. Setiap orang memiliki pigmen yang berbeda-beda sehingga ditemukan bermacam-macam warna kulit seperti warna putih, sawo matang, kuning langsat, dan hitam.

Di permukaan kulit ari terdapat pori-pori yang merupakan muara kelenjar minyak dan ditumbuhi oleh rambut, kecuali kulit ari yang ada di telapak tangan dan kaki tidak ditumbuhi rambut. Kulit ari pada telapak tangan dan kaki terdiri atas empat lapis, yaitu:

stratum korneum,

stratum granulosum,

stratum lusidum, dan

stratum germinalis.

2.1.2) Kulit jangat

Kulit jangat atau dermis merupakan lapisan kedua dari kulit. Batas dengan epidermis dilapisi oleh membran basalis. Dermis lebih tebal dari pada epidermis. Dermis mempunyai serabut elastik yang memungkinkan kulit merenggang pada saat orang bertambah gemuk, dan kulit bergelambir pada saat orang menjadi kurus.

Pada lapisan dalam dermis akan anda temui:

Pembuluh kapiler, berfungsi untuk menyampaikan nutrisi pada akar rambut dan sel kulit.

Kelenjar keringat(glandula sudorifera), tersebar diseluruh kulit dan berfungsi untuk menghasilkan keringat.

Kelenjar minyak(glandula sebaceae), berfungsi untuk menghasilkan minyak supaya kulit dan rambut tidak kering dan mengkerut.

Kantong rambut, memiliki akar dan batang rambut serta kelenjar minyak rambut. Pada saat dingin dan rasa takut, rambut yang ada di tubuh kita terasa berdiri. Hal ini disebabkan karena didekat akar rambut terdapat otot polos yang berfungsi menegakkan rambut.

Kumpulan saraf rasa nyeri, saraf rasa panas, saraf rasa dingin, dan saraf sentuhan.

2.1.3) Jaringan ikat bawah kulit

Jaringan ikat bawah kulit berada di bawah dermis. Jaringan ini tidak memiliki pembatas yang jelas dengan dermis, sebagai patokannya adalah mulainya terdapat sel lemak. Pada lapisan kulit ini banyak terdapat lemak. Apa fungsi dari lapisan lemak tersebut? Lapisan lemak berfungsi untuk melindungi tubuh terhadap benturan, menahan panas tubuh, dan sebagai sumber energi cadangan.2.2 Enzim

Enzim adalah suatubiokatalisator, yaitu suatu bahan yang berfungsi mempercepat reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi karena pada akhir reaksi terbentuk kembali. Suatu reaksi kimia yang berlangsung dengan bantuan enzim memerlukan energi yang lebih rendah. Jadi enzim juga berfungsi menurunkanenergi aktivasi.

Enzim berfungsi menurunkan energi aktivasi.

2.2.1Struktur enzim

Suatu enzim (holoenzim) tersusun atas bagian protein dan bukan protein. Bagian protein disebutapoenzim, dan bagian non protein disebutkofaktor. Kofaktor dapat berupa ion logam (Cu, Mg, K, Fe, Na), ataukoenzimyang berupa bahan organik, misalkan vitamin B (B1, B2).

2.2.2 Sifat-sifat enzim

Sebagai suatu bahan yang penting dalam metabolisme, enzim memiliki sifat-sebagai berikut:

kerja enzim bersifat spesifik/khusus, artinya bahwa satu enzim hanya dapat bekerja pada satu substrat

enzim bekerja pada suhu tertentu

enzim berkerja pada derajat keasaman (pH) tertentu

kerja enzim dapat bolak-balik, artinya selain dapat memecah substrat juga dapat membentuk substrat dari penyusunnya

2.2.3 Hal-hal yang dapat mempengaruhi kerja enzim di antaranya adalah:

suhu

derajat keasaman (pH)

konsentrasi enzim

jenis substrat

penimbunan hasil akhir

pengaruh aktivator/penggiat

pengaruh inhibitor/penghambat

2.2.4 Cara kerja enzim

Enzim bekerja berdasar prinsip kunci dan anak kunci (lock and key)

Enzim bekerja berdasar prinsipkunci dan anak kunci (lock and key). Pada salah satu sisi enzim terdapat tempat aktif yang memiliki bentuk yang dapat berpasangan tepat sama dengan bentuk permukaan substrat. Akibatnya satu enzim hanya dapat digunakan untuk satu jenis substrat.2.3 Tirosinase

Tirosinase adalah enzim yang mengandung unsur tembaga yang terdapat di mikroorganisme, tumbuhan dan hewan (Chang 2012). Tirosinase berperan penting pada proses awal pembentukan melanin yaitu saat proses hidroksilasi tirosinase menjadi DOPA dengan cara mengoksidasi monophenols menjadi o-diphenols dan saat perubahan DOPA (3,4 dihidroksil fenil alanin) menjadi dopaquinon dengan cara mengoksidasi o-diphenols menjadi o-dopaquinon (Khan 2007, Hearing dan Tsukamoto 1991).

Aktivitas enzim tirosinase sangat berpengaruh pada pembentukan melanin.Apabila aktivitas enzim tirosinase tinggi maka pembentukan melanin berjalan cepat dan dapat memproduksi melanin dalam jumlah banyak, melebihi batas normal. Jumlah melanin yang melebihi batas normal akan merubah warna kulit menjadi lebih coklat atau kehitaman (Graillet et al. 1997). Enzim tirosinase mempunyai locus albino dimana albinisme dapat terjadi diakibatkan oleh mutasi locus tersebut (Hearing dan Tsukamoto 1991).

Melanin di kulit dapat dibentuk dari reaksi lain dibawah proses regulasi aktif tubuh namun aktivitas enzim tirosinase yang menjadi faktor utama pembentuk melanin (Hearing dan Tsukamoto 1991). Enzim tirosinase menjadi faktor yang sangat penting dalam pembentukan melanin di kulit dikarenakan enzim ini dapat mengkatalisasi proses awal pembentukan melanin. Sisi aktif enzim tirosinase adalah ion Cu2+, dilambangkan dengan C (Copper) lalu O2 dan Histidin

Sisi Aktif Enzim Tirosinase2.4 Sinar UV terhadap Aktivitas Tirosinase Pada proses pembentukan melanin yang telah dijabarkan pada halaman 19, yang paling mempengaruhi gelap atau terangnya warna kulit adalah pada tahap 2 dimana vesikel melanosom berbentuk oval dan sudah terdapat filamen dan melanin sudah terbentuk berupa matriks protein. Pada tahap ini, reaksi fisis-kimiawi menggelapkan warna melanin yang belum muncul ke luar melanosit kemudian merangsangnya secara cepat untuk masuk ke keratinosit (Amila 2004). Selain itu, kecepatan sintesis melanin dalam melanosit mengalami akselerasi, sehingga meningkatkan jumlah pigmen melanin.

Reaksi kimiawi penyebab percepatan pembentukan melanin ini diakibatkan aktivitas tirosinase yang tinggi. Enzim tirosinase mempercepat reaksi hidroksilasi L-tirosin menjadi L-DOPA dan oksidasi L-DOPA menjadi dopaquinon pada proses pembentukan melanin (Hearing dan Tsukamoto 1991). Aktivitas tirosinase ini akan lebih cepat bekerja di bawah sinar ultraviolet karena radiasi UV yang masuk ke dalam kulit merupakan stimulus agar enzim tirosinase aktif bekerja (Graillet et al. 1997). Keratinosit mensekresi nitric oxide (NO) sebagai respon dari sinar UVA dan UVB yang masuk. Banyaknya NO yang dihasilkan berpengaruh pada proses melanogenesis. Melanosit merespon NO yang masuk dengan cara mengurangi pertumbuhan dan memulai proses melanogenesis karena NO yang dihasilkan keratinosit akan berasosiasi dengan tirosinase dan mempercepat melanogenesis (Graillet et al. 1997). Tirosinase berperan untuk mengkatalisis proses hidroksilasi L-tirosin yang pada awalnya lambat kemudian menjadi cepat serta dengan cepat mengoksidasi L-DOPA menjadi dopaquinon. Semakin sering kulit terkena paparan sinar UV maka semakin reaktif kerja enzim tirosinase yang menyebabkan pembentukan melanin menjadi banyak dalam waktu yang cepat (Amila 2004).H

C

H

H

O

O

H

H

H

C