An a lisis D a t a Kin e t ik

© 2003 Digit ized by USU digit al library 8

B. An a lisis D a t a Kin e t ik

Ada beberapa metode untuk menentukan nilai-nilai dari parameter- parameter persamaan Michaelis Menten. Ga m ba r 4 . Su a t u Plot r e sipr ok ga n da Lin e w e a v e r – Bu r k de n ga n ga r is- ga r is k e sa la h a n ± 0 ,0 5 V m a x . Tit ik - t it ik t e r se bu t sa m a de n ga n Ga m ba r 3 . pe r h a t ik a n ba h w a pe n ga r u h ya n g be sa r da r i k e sa la h a n k e cil pa da [ S] k e cil 1 [ S] be sa r da n k u m pu la n pa da t t it ik - t it ik [ S] be sa r . Pada harga [S] yang besar, kecepatan awal V o secara asimtot mendekati V max . Dalam prakteknya, namun, sangat sukar untuk memperoleh V max secara akurat dari plot-plot V o versus [S] secara langsung seperti pada Gambar 4. Bahkan pada konsentrasi substrat yang tinggi seperti [S] = 10.K M , persamaan [1.9] mengindikasikan bahwa V o hanya 91 dari V max sehingga nilai terekstrapolasi dan asimtot tersebut akan hampir tidak dapat diestimasi secara pasti. Metode yang lebih baik untuk menentukan nilai-nilai V max dan K M yang disusun oleh Hans Lineweaver dan Dean Burk, menggunakan resiprokal persamaan [1.9]. max max M o V I ] S [ I V K V I + +     [1.11] Ini merupakan persamaan linear dalam o V I dan ] S [ I . Apabila kuantitas-kuantitas ini di plotkan, yang disebut dengan plot resiprok ganda atau Lineweaver – Burk, slop dari garis tersebut adalah K M V max , Interep IV o adalah IV max dan intersep ekstrapolasi 1[S] adalah M K 1 − Gambar 4. Kerugian dari plot ini adalah kebanyakan pengukuran-pengukuran eksperimen dalam [S] besar sehingga sangat padat pada sisi kiri dari grafik. Lebih lanjut untuk nilai [S] yang kecil, kesalahan-kesalahan kecil dalam V o akan mengakibatkan kesalahan-kesalahan besar dalam IV o dan tentu juga kesalahan-kesalahan besar pada K M dan V max . Beberapa tipe plot yang lain masing-masing dengan keuntungan dan kerugiannya telah disusun untuk menentukan V max dan K M dari data kinetik. Dengan dukungan kecanggihan komputer, data-data kinetik pada umumnya dianalisa secara perlakuan-perlakuan statistika matematika yang rumit. Terlepas dari itu, plot Linearweaver – Burk adalah baik untuk presentasi visual data kinetik sejalan © 2003 Digit ized by USU digit al library 9 dengan kegunaannya dalam analisa data kinetik dari enzim yang memerlukan lebih dari satu substrat. K CAT K M a da la h u k u r a n e fisie n si k a t a lit ik Suatu parameter kinetika enzim merupakan suatu ukuran dari efisiensi katalitiknya. Konstanta katalitik dari suatu enzim dapat didefenisikan sebagai: T max CAT ] E [ v K = [1.12] Jumlah kuantitas ini dikenal juga dengan angka turn over dari suatu enzim karena merupakan nilai proses reaksi turn over dimana tiap daerah aktif dapat mengkatalisis persatuan waktu. Angka turn over ini untuk enzim-enzim tertentu diberikan pada Tabel 1-1. Perhatikan bahwa kuantitas-kuantitas ini bervariasi hampir pada delapan bagian dari magnitudo tergantung pada identitas enzim dan juga substratnya. Persamaan ini [1.8] mengindikasikan bahwa untuk model Michaelis Menten, k CAT = k 2 . Untuk enzim-enzim dengan mekanisme yang lebih rumit, k CAT dapat berupa fungsi dari beberapa tingkat reaksi. Bila [S] K M, sangat sedikit [ES] dibentuk. Akibatnya [E] ≈ [E] T sehingga persamaan [13.22] berubah membentuk persamaan tingkat reaksi orde dua. V o ≈ ] S [ ] E [ K k ] S [ ] E [ K k M CAT T M 2         [1.13] K CAT K M adalah konstanta tingkat reaksi orde dua dari reaksi enzimatis, tingkat reaksi bervariasi secara langsung terhadap seberapa sering enzim dan substrat bergabung satu sama lain dalam larutan. Kuantitas k CAT K M untuk itu merupakan ukuran efisiensi katalistik enzim. Be be r a pa En z im M e m ilik i Ke se m pu r n a a n Ke r j a Ka t a lit ik Apakah ada batas teratas dari efisiensi katalitik enzim ? Dari persamaan [1.6] ditemukan 2 1 2 1 M 2 M CAT k k k k K k K k + = = [1.14] Ratio perbandingan ini adalah maksimal bila k 2 k -1 ; yaitu, ketika pembentukan produk dari Michaelis kompleks [ES] adalah lebih cepat daripada dekomposisi kembali menjadi substrat dan enzim. Maka k CAT K M = k 1 , konstanta kecepatan orde kedua untuk pembentukan ES. K 1 tentunya tidak boleh lebih besar daripada frekuensi dimana enzim dan substrat bertubrukan satu sama lain dalam larutan. Batas kontrol difusi ini berkisar dari 10 8 sampai 10 9 M -1 s -1 . Sehingga enzim-enzim dengan nilai-nilai seperti itu dari k CAT K M harus mengkatalisa suatu reaksi yang hampir setiap waktu enzim tersebut bergabung dengan molekul substrat.Tabel 1-1 mengindikasikan beberapa enzim seperti katalase, asetil kolinesterase, fumarase dan kemungkinan karbonik anhidrase telah mencapai kesempurnaan tingkat katalitik. Oleh karena daerah aktif suatu enzim secara umum hanya mengikat suatu fraksi kecil dari total permukaan daerah, bagaimana suatu enzim mengkatalisa suatu reaksi tiap waktu bila bergabung dengan molekul substrat?. Walaupun jawaban ini belum jelas, bukti struktural dan teoritical telah dikumpulkan untuk menduga bahwa pengaturan grup-grup bermuatan pada permukaan enzim berhubungan dengan petunjuk substrat polar secara elektrostatistik terhadap daerah-daerah aktif enzim..

C. R e a k si Ba l i k