© 2003 Digit ized by USU digit al library
1
BI OKI M I A M .T. SI M AN JUN TAK
J. SI LALAH I Fa k u lt a s M a t e m a t ik a da n I lm u Pe n ge t a h u a n Ala m
Ju r u sa n Fa r m a si U n i v e r si t a s Su m a t e r a U t a r a
1 . En z i m
Enzim dikatakan sebagai suatu kelompok protein yang berperan penting di dalam aktifitas biologi. Enzim berfungsi sebagai katalisator di dalam sel dan
sifatnya sangat khas. Didalam jumlah sangat kecil, enzim dapat mengatur reaksi tertentu sehingga di dalam keadaan normal tidak terjadi penyimpangan-
penyimpangan hasil akhir reaksinya. Di dalam sel terdapat banyak jenis enzim yang berlainan kekhasannya. Artinya suatu enzim hanya mampu menjadi
katalisator untuk reaksi tertentu saja . Ada enzim yang dapat mengkatalisa suatu kelompok substrat , adapula yang hanya satu substrat saja , dan ada pula yang
bersifat stereospesifik. Karena enzim mengkataliser reaksi-reaksi di dalam sistim biologis, maka enzim juga disebut sebagai
Biokat alisat or. Beberapa enzim mempunyai aktifitas diantaranya spesifik untuk D dan L
isomer optik . Enzim L- asam amino oksidase hanya pada L- asam amino oksidase tidak bereaksi terhadap isomer D- asam amino . Beberapa enzim
memerlukan suatu ko-faktor yang bukan protein dan biasanya agak longgar berikatan dengan enzim. Ko-faktor itu disebut
gugus prost et ik . Banyak juga
enzim yang memerlukan ko-faktor logam seperti Mn++, Fe ++,Mg++, dll. Di dalam proses isolasi kadang-kadang ko-faktor yang berikatan longgar pada enzim
terlepas sehingga menyebabkan aktifitas enzim menurun atau bahkan hilang. Bagian protein dari enzim disebut
apo- enzim , sedangkan enzim keseluruhannya
disebut holoenzim .
Bagian protein tak aktif + non – protein = holoenzim akktif apoenzim gugus protestik
A. Kla sifik a si e n z im Penamaan enzim secara trivial , yaitu secara non –sistematik misalnya
pepsin , tripsin , katalase tidak menerangkan sifat dan macam reaksi yang terjadi . Penamaan dan klasifikasi enzim secara sistematik telah ditentukan oleh
suatu badan internasional bernama : Commission on Enzim of the international union of Biochemistry CEIUB. Dalam sistim yang baru ini enzim dibagi menjadi
sub bagian. Dalam beberapa hal tertentu , penanaman trivial masih dipakai , yaitu bila nama sistematiknya terlalu panjang.
Klasifikasi enzim CEIUB meliputi nama golongan , nomor kode dan cara reaksi yang dikatalisernya dan tiap golongan utama terbagi menjadi kelompok –
kelompok enzim berdasarkan gugus substrat yang diserangnya . Sistim CEIUB atau International Enzym Commision IEC adalah sebagai berikut.
1 . Ok sido- r e du k t a se
Berperan didalam reaksi reaksi oksidasi - reduksi . Oksido –reduktase berada antara bentuk- bentuk oksidasi dan reduksinya jika molekul-molekul
subtrat secara berturut-turut dioksidasi. Sifat aseptor elektron menentukan nama dari dua jenis oksido – reduktase yang kita tinjau dehidrogenase atau oksidase.
Dehidrogenase adalah enzim redoks yang tidak menggunakan oksigen sebagai suatu elektron aseptor elektron .Oksidasi biologik biasanya melibatkan
pengambilan dua elektron dari substrat oleh suatu proses yang disebut dehirogenase .
Contoh :
© 2003 Digit ized by USU digit al library
2
CH
3
– CHOH – COO
-
+ enzim ---- CH
3
-CO-COO
-
+ 2H
+
+ 2e + enzim Substrat hasil oksidasi tereduksi
Oksidase adalah enzim redoks yang oksigen bertindak sebagai electron aseptor. Contoh :
NH
3 +
NH
2 +
R – CH - COO
-
+ Enzim ------------ R – C – COO
-
+ Enzim Asam L – amino asam imino tereduksi
Jenis lain dari oksido-reduktase meliputi Oksigenase yang menyatukan diri dengan oksigen secara langsung kedalam molekul substrat ,dan peroksidase yang
menggunakan H
2
O
2
sebagai suatu aseptor elektron
2 . Tr a n sfe r a se
Berperan di dalam reaksi pemindahan gugus tertentu . Digolongkan berdasarkan sifat gugus yang di pindahkan.
Contoh : Enzim
t ransam inase amino transferase yang mengkatalis pemindahan
reversible dari suatu asam amino kesuatu asam keto . X– CO – CO
2 -
+ Z - CHNH
3 +
- CO
2 -
X - CHNH
3 +
- CO
2 -
+ Z – CO - CO
2 -
α -asam keto
α -asam amino
Kinase merupakan enzim tranferase yang penting di dalam pemindahan
energi dari suatu sistim ke sistim yang lain dalam bentuk “ikatan fosfat berenergi tinggi”.Molekul Adenosin Trifosfat ATP bekerja sebagai suatu “medium
pertukaran’’ untuk energi ikatan fosfat dalam sistim hidup. 3 . H idr ola se
Berperan dalam reaksi hidrolis. Biasanya digolongkan atas dasar ikatan yang dihidrolisis.
R – CO - OR
,
+ H
2
O
esterase
R – COO
-
+ R
,
OH R – CO – NH – R
,
+ H
2
O
peptidase
R-COO
-
+ H
3
– N
+
- R
,
O R – O – P – O
-
+ H
2
O
Fosfotase
R – OH + HPO
4 =
O
-
4 . Lia se Mengkatalisis reaksi addisi atau pemecahan ikatan rangkap dan suatu
contoh dari liase adalah hidrasi dari ikatan asam fumarat oleh enzim fumarase. CO
2 -
H H
2
O + C ==C
Fumarase
CO
2 -
- CH
2
– CHOH – CO
2 -
H CO
2 -
asam malat Dekarboksilase asam piruvat merupakan liase.
CH
3
– CO – COO
-
--------------- CH
3
– COH + CO
2
© 2003 Digit ized by USU digit al library
3
5 . I som e r a si
Mengkatalisis reaksi isomerisasi. Contoh dari suatu isomerisasi adalah reaksi yang dikataliser oleh
alanin rasem ase , enzim yang ditemukan dalam
bakteri : Alanin rasemase
L – alanin D – Alanin
6 . Liga se
Mengkataliser reaksi pembentukan ikatan dengan bantuan pemecahan ikatan dalam ATP. Enzim ini mengkatalisir reaksi yang membentuk ikatan kimia,
sehingga sering disebut sintase. Misalnya , pembentukan suatu ikatan peptida adalah suatu proses yang memerlukan energi. Daya pendorong untuk reaksi –
reaksi yang dikataliser ligase pada umumnya adalah pengambilan eksergenik pelepasan energi gugus fosforil atau pirofosforil dari ATP.
PEN GARUH KAD AR EN ZI M D AN SUBSTRAT
Kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi enzim yang berperan sebagai katalisator di dalam suatu reaksi. Hubungan antara konsentrasi enzim
dengan kecepatan reaksi jika konsentrasi substrat berlebihan lihat gambar 1.
Gambar 1 Pengaruh enzim terhadap kecepatan reaksi
KI N ET I KA EN Z I M
Reaksi-reaksi kimia dalam tubuh secara tidak langsung dipengaruhi oleh enzim. Katalis-katalis ini, adalah spesifik untuk reaksi-reaksi tertentu. Akan
tetapi, katalis-katalis ini sering berubah-ubah tidak tetap, pada beberapa ribu enzim yang sekarang dikenal dapat berperan dalam beberapa reaksi seperti
hidrolisis, polimerisasi, pemindahan gugus fungsi, oksidasi reduksi, dehidrasi dan isomerisasi, untuk menjelaskan hanya beberapa kelompok umum dari reaksi yang
dipengaruhi enzim. Enzim-enzim bukanlah merupakan permukaan pasif pada mana reaksi berlangsung tetapi merupakan mesin molekul kompleks yang terus
bekerja melalui rasikan mekanisme reaksi yang berbeda beda. Sebagai contoh, beberapa enzim hanya bekerja pada molekul-molekul substrat tunggal; lainnya
bekerja pada dua atau lebih molekul-molekul substrat yang berbeda yang akan mengatur terjadi atau tidaknya suatu ikatan. Beberapa enzim membentuk ikatan
kovalen yang menjadi perantara untuk membentuk kompleks dengan substrat- substratnya, tetapi ada juga yang tidak.
Pengukuran kinet ik dari reaksi- reaksi kat alis enzim at ik m erupakan t eknik- t eknik yang sangat pent ing unt uk m enerangkan m ekanism e kat alis enzim .
Pada bahagian ini sebagian besar akan menguraikan mengenai perkembangan parameter-parameter kinetik yang sangat berguna pada
© 2003 Digit ized by USU digit al library
4
penentuan mekanisme-mekanisme enzimatik. Sebagai pendahuluan akan diuraikan tentang teori dasar dari kinetika enzim.
A. Pe r sa m a a n M ich a e lis – M e n t e n