TOPIK BAHASAN: ENZIM TUJUAN PEMBELAJARAN: 1. Agar mhs dapat menghafal nama-nama enzim dan fungsinya dalam tubuh 2. Agar mhs dapat mempelajari mekanisme kerja berbagai enzim dan substratnya BIOKIMIA - BAHAN KULIAH I
ENZIM DAN KO-ENZIM Enzim secara definisi adalah zat-zat yang dapat mempercepat jalannya reaksi kimia (kususnya senyawa organik) TETAPI zat itu sendiri tidak ikut bereaksi Pembuatan anggur dengan cara fermentasi Pembuatan asam cuka dg cara fermentasi Gula-Gula fermentasi alkohol Muncul anggapan bahwa proses fermentasi hanya akan terjadi dengan adanya sel yang mengandung enzim BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
ENZIM DAN KO-ENZIM Anggapan itu berubah setelah Buchner membuktikan bahwa cairan yang berasal dari ragi tanpa adanya sel hidup dapat menyebabkan terjadinya fermentasi GULA menjadi ALKOHOL Hingga sekarang kata “enzim” yang berarti “di dalam Ragi” tetap dipakai untuk nama katalis dalam proses biokimia
Enzim dikenal pertama kalinya sebagai protein oleh Summer tahun 1926 dengan mengisolasi enzim urease dari “jack bean” urease
UREA --------> CO2 dan NH3
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
ENZIM DAN KO-ENZIM Pada perkembangan selanjutnya ditemukan bahwa banyak enzim yang mempunyai gugus BUKAN protein atau termasuk golongan protein majemuk (Holoenzim) yang terdiri atas enzim protein (appoenzim) dan gugus bukan protein Contoh: enzim katalase yang terdiri atas protein dan ferriprotorfirin enzim askorbat oksidase yang terdiri dari protein dan tembaga
Gugus bukan protein ini yang disebut “Kofaktor” ada yang terikat kuat pada protein (prostetik) yaitu mudah terurai dalam larutan
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
ENZIM DAN KO-ENZIM Gugus bukan protein ini yang disebut “Kofaktor” ada yang terikat kuat pada protein (prostetik) yaitu sukar terurai dalam larutan
Sedangkan yang tidak begitu kuat ikatannya (mudah dipisahkan secara dialisis) disebut dengan “Koenzim”
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
TATA NAMA ENZIM No
Substrat
Enzim
Golongan
1
Urea
Urease
NPN
2 3 4 5 6 7 8 9
Asam urat Protein Protein Arginin Amylum Sellulosa Glycerol ?
Uricase HCl-Pepsin Tripsin Arginase Amylase Sellulase Lipase??? ?
Protein Protein Protein Protein Karbohidrat Karbohidrat Lemak Lemak BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
Oksidase
R – C – COOH + NH2 II
O Asam Keto
R – CH – COOH I NH2
Dekarboksilase
R – CH2 - NH2 + CO2
Amina
Transaminase
+ HOOC –CH2 – CO -COOH
R – C – COOH + II O HOOC – CH2 – CH – COOH I NH2 BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
SIFAT-SIFAT ENZIM 1. Holoenzim
Apoenzim Kofaktor
Koenzim Ion logam
2. Koenzim + Apoenzim Enzim Aktifator ion logam + Apoenzim Enzim 8
SIFAT-SIFAT ENZIM 3. Sebagian besar koenzim mengandung vitamin atau turunan vitamin sebagai bagian strukturnya. Contoh: Thiamin Pirifosfat, FAD, Piridoksal fosfat, NAD
9
SIFAT-SIFAT ENZIM 4. Zymogen Yaitu enzim yang disintesis dalam bentuk tidak aktif, dan akan diaktifkan oleh kondisi dan waktu yang sesuai misal : Pepsinogen, Tripsinogen, Khimotripsinogen
10
SIFAT-SIFAT ENZIM 5. Kerja enzim : mengubah suatu zat menjadi zat lain [a]. Enzim yg bekerja pada spesifisitas absolut [b]. Enzim yg bekerja pada spesifisitas kelompok [c]. Enzim yg bekerja pada spesifisitas optik
11
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH II
Bagian-bagian enzim Holoenzim adalah: Enzim aktif lengkap dengan semua komponennya Apoenzim/ apoprotein adalah: bagian enzim yang terdiri dari protein saja Koenzim adalah: molekul organik (komplek) yang dibutuhkan enzim untuk melakukan fungsinya
Kofaktor adalah: ion-ion inorganik yg dibutuhkan enzim untuk melakukan fungsinya Gugus prostetik adalah: Koenzim atau kofaktor yang terikat sangat kuat bahkan terikat dengan ikatan kovalen dengan enzim 13
Bagian-bagian enzim (lanjutan) • Seperti halnya protein lain, enzim memiliki BM antara 12,000 – 1 juta kd • Beberapa enzim tidak membutuhkan molekul kimiawi lain untuk aktifitasnya, beberapa membutuhkan kofaktor / koenzim • Kofaktor ion-ion inorganik yg dibutuhkan enzim untuk melakukan fungsinya • Koenzim molekul organik (komplek) yang dibutuhkan enzim untuk melakukan fungsinya 14
• Katalis yg paling efisien mampu mempercepat reaksi 1020 kali lbh cepat • Enzim bersifat sangat spesifik, baik jenis reaksi maupun substratnya ,
Tripsin
Trombin
15
• Koenzim atau kofaktor yang terikat sangat kuat bahkan terikat dengan ikatan kovalen dengan enzim gugus prostetik • Enzim aktif lengkap dengan semua komponennya holoenzim • Bagian yang terdiri dari protein saja pada suatu enzim Apoenzim / apoprotein • Fungsi koenzim adalah sebagai karier sementara dari gugus fungsional yg berperan dalam reaksi ensimatis tersebut. 16
17
18
BIOKIMIA - BAHAN KULIAH
PROTEIN o Bahan baku penyusun protein adalah molekul-molekul asam amino. o Struktur asam amino di alam kebanyakan merupakan struktur asam amino alfa, yaitu asam organik (alfa COOH) atau gugus karboksil yang mengandung gugus amino (-NH2) dan atom H yang diikatkan pada karbon alfa Struktur ini dalam larutan fisiologis berada dalam keadaan dipolar atau disebut zwitterion akibat gugus COOH terdeprotonasi dan bermuatan (-) serta gugus –NH2 dipolar terprotonasi dan bermuatan (+)
H
O
C
Gugus Amino
H C
H Gugus Karboksil
R
N H
Gugus Karboksil
Gugus R
STRUKTUR DASAR ASAM AMINO
Di alam ada sekitar 300 jenis asam amino, tetapi hanya ada 20 jenis asam amino yang digunakan sebagai penyusun protein
Asam amino tersusun atas atom C, H, O dan N, Beberapa ada yang mengandung S dan P Di alam asam amino mengalami perubahan baik karena sintesis maupun degradasi
BIOKIMIA PROTEIN Protein merupakan biomolekul yang bisa berfungsi sebagai katalisator (enzim), pengangkut dan penyimpanan, penyebab gerakan, pendukung sistem kekebalan, pembentuk transmisi impuls saraf, pengontrol pertumbuhan dan diferensiasi Monomoer pembentuk protein, asam amino, mempunyai peran dalam metabolisme sel hidup yaitu: sebagai substrat untuk sintesis protein, pemasok nitrogen untuk sintesis senyawa yang mengandung nitrogen lain dan sumber energi bila dikatabolisme
Berdasarkan komposisi kimia gugus R asam amino dapat digolongkan menjadi: -Asam amino alifatik (glisin=Gly=G, alanin-Ala=A, valin=Val=V, leusin=Leu=L, isoleusin=Ile=I) - Asam amino hidroksil (serin=Ser=S, treonin=Thr=T) - Asam amino sulfur (sistein=Cys=C, metionin=Met=M) - Asam amino aromatik (fenilalanin=Phe=F, tirosin=Tyr=Y, triptofan=Trp=W) - Asam amino asam (asidik=amida netral, asam aspartat=Asp=D, asparagin=Asn=N, asam glutamat=Glu=E, glutamin=Gln=Q) - Asam amino basa (arginin=Arg=R, histidin=His=H, lisin=Lys=K) - Asam amino imino (prolin=Pro=P)
PROTEIN MAKANAN
ASAM AMINO PENCERNAAN ABSORPSI
AS.AMINO DALAM DARAH
AS.AMINO DALAM DARAH
AS.AMINO HATI (EKSTRASEL)
AS.AMINO HATI (INTRA SEL PROTEIN
AS.AMINO EKSTRASEL
SENYAWA NITROGEN
AS.KETO AS.AMINO INTRASEL
PROTEIN
SIKLUS KREB
AS.LEMAK ASAM KETO
NH3
SIKLUS UREA
KARBOMIL FOSFAT Pi
Mitochondria
ORNITIN
SITRULIN
SIKLUS UREA SITRULIN
ORNITIN
2NH3+CO2+3ATP--->Urea+2ADP+AMP+2Pi+PPi
NH2—C—NH2 II O UREA
Sitosol
ATP ARGININ
H2O FUMARAT
ASPARTAT ARGINOSUKSINAT
AMP, PPi
