VITAMIN DAN UNSUR MIKRO DI DALAM FUNGSI ENZIM

‫بسم ا الرحمن الرحيم‬

‫السلم عليكم ورحمها وبركاته‬
VITAMIN DAN UNSUR MIKRO DI
DALAM FUNGSI ENZIM
Oleh :
Hendri Wasito, S. Farm., Apt.

PROGRAM STUDI FARMASI
FAKULTAS MIPA
UNIVERSITAS ISLAM BANDUNG

Tinjauan Umum
enzim membutuhkan kofaktor non-protein (koenzim atau ion logam)
dalam fungsi katalitiknya.

kofaktor ikut serta dalam proses katalitik serta berfungsi sebagai
pembawa sementara beberapa gugus fungsional tertentu yang
diturunkan dari substrat

kofaktor enzim terdapat dalam jumlah kecil didalam sel namun sangat

esensial dalam bagi kerja beberapa enzim dan memegang peranan
penting dalam metabolisme sal

contoh kofaktor : Berbagai vitamin (A, B, C, D, E, K) dan unsur mikro
lainnya (besi, iodium, tembaga, mangan, seng, kobalt, molibdenum,
selenium, vanadium, nikel, kromium, timah, fluor, silikon, arsenikum)

Apa itu Vitamin ???
vitamin adalah senyawa organik dalam jumlah mikro yang esensial
di dalam fungsi kehidupan yang tidak dapat disintesis oleh
beberapa organisme dan harus diperoleh dari luar tubuh.
istilah ‘vitamine’ berawal dari istilah amine yang esensial dalam
penyembuhan beri-beri (Casimir Frunk, Biokimiawan Polandia),
kemudian huruf ‘e’ ditiadakan karena tidak semua vitamin
merupakan amine.
Vitamin merupakan komponen esensial pada koenzim dan
merupakan gugus prostetik enzim.
koenzim berfungsi mengkatalisis dan terdapat dalam jumlah kecil
dalam sel.
Pada saat ini terdapat 13 jenis vitamin yang dibutuhkan dalam diet

manusia dan spesies hewan lainnya.

Pengelompokan Vitamin
VITAMIN

BENTUK KOENZIM (AKTIF)

JENIS REAKSI/ PROSES YANG
DIKATALISIS

Tiamin (Vit. B1)

Tiamin pirofosfat

Dekarboksilasi asam a-keto

Riboflavin (Vit. B2)

Flavin mononukleotida, flavin adenin
dinuleotida


Reaksi oksidasi-reduksi

Asam Nikotinat

Nikotinamid adenin dinukeotida, nikotin
amida adenin dinukleotida fosfat

Reaksi oksidasi-reduksi

Asam pentotenat

Koenzim A

Transfer gugus asil

Piridoksin (Vit. B6)

Piridoksal fosfat


Transfer gugus amino

Biotin

Biositin

Transfer CO2

Asam folat

Asam tetrahidrofolat

Transfer gugus 1-karbon

Sianokobalamin (Vit.B12)

Deoksi adenosil kobalamin

Pemindahan 1,2 hidrogen


Asam askorbat (Vit. C)

Tidak diketahui

Kofaktor pada reaksi hidroksilasi

Vit. A

Retinal

Siklus penglihatan

Vit. D

1,25-dihidroksilkolekalsiferol

Regulasi metabolisme CO2+

Vit. E


Tidak diketahui

Perlindungan lipida membran

Vit. K

Tidak diketahui

Kofaktor pada reaksi karboksilasi

Larut dalam air

Larut dalam lemak

Tiamin (Vitamin B1)
• Tiamin mengandung sistem dua
cincin ( pirimidin dan tiazol) yang
merupakan bentuk koenzimnya.
• Bentuk aktifnya tiamin pirofosfat
yang berfungsi sebagai koenzim

pada reaksi enzimatik yang
melibatkan pemindahan gugus
aldehida dari molekul donor
menjadi molekul penerima.
• Tiamin pirofosfat berperan
sebagai senyawa perantara yang
membawa gugus aldehida yang
terikat secara kovalen dengan
cincin tiazol.
• selain itu juga berperan sebagai
koenzim dehidrogenase piruvat
dan dehidrogenase aketoglutarat yang kompleks.

Riboflavin (Vitamin B2)
• Riboflavin pertamakali diisolasi dari
susu.
• Memiliki sistem cincin isoaloksasin
yang kompleks (warna kning pekat)
• Komponen koenzim flavin
mononuleotida (FMN) dan flavin

adenin dinukleotida (FAD).
• Berfungsi sebagai gugus prostetik
yang terikat kuat (flavoprotein/
dehidrogenase flavin)
• cincin isoaliksin flavin nukleotida
berfungsi sebagai pembawa
sementara sepasang atom
hidrogen yang dipindahkan dari
molekul substrat.
• beberapa dehidrogenase flavin
mengandung besi atau logam
lainnya sebagai sisi aktif enzim.

Nikotinamida / niasin (Vitamin B3)
• koenzim terdapat dalam
bentuk teroksidasi (NAD+ dan
NADP+) dan bentuk tereduksi
(NADH dan NADPH).
• berperan sebagai pembawa
sementara ion hidrida yang

dipindahkan secara enzimatik
dari molekul substrat oleh kerja
dehidrogenase tertentu.
• asam nikotinat maupun
amidanya (nikotinamida)
bersifat aktif dalam mencegah
dan menyembuhkan pellagra
(kulit kasar).
• Contoh reaksi :
L-Malat + NAD++  oksaloasetat + NADH + H++

Asam Pantotenat
• asam pantotenat adalah
komponen utama koenzim
A (KoA atau KoA-SH)
pembawa sementara
gugus asil.
• Molekul Koenzim A
mengandung gugus tiol (SH) yang reaktif, tempat
gugus asil berikatan secara

kovalen membentuk
tioester selama reaksi
pemindahan gugus asil.
• Asetil KoA dibentuk selama
dekarboksilase oksidatif
piruvat oleh kompeks
dehidrogenase piruvat.

Piridoksin (Vitamin B6)
• Golongan Vit B6 terdiri dari tiga
senyawa (piridoksin, piridoksal,
piridoksamin) yang segera
saling bertukar di dalam tubuh.
• Bentuk aktivnya piridoksal
fosfat dalam bentuk
piridoksamin fosfat yang
berfungsi sebagai gugus
prostetik enzim (transaminase/
aminotransferase) yang
mengkatalisa reaksi asam

amino.
• piridoksal fosfat berfungsi
sebagai pembawa sementara
gugus amino dari senyawa
donor (asam a-amino) menuju
senyawa penerima gugus
amino (asam a-keto).

Biotin
• Biotin adalah pembawa
sementara gugus karboksil (COO-) pada sejumlah reaksi
karboksilasi enzimatik yang
memerlukan ATP
• biotin komponen aktif Biositin
(gugus prostetik beberapa
enzim karboksilase)
• Enzim yang kerjanya
bergantung pada biotin,
molekul biotin berikatan
secara kovalen dengan
protein enzim melalui ikatan
amida dengan gugus eamino dari residu lisin
spesifik pada sisi aktif enzim.

Asam folat
• Molekulnya terdiri dari 3
• Molekulnya terdiri dari 3
komponen utama (asam
komponen utama (asam
glutamat, asam p-aminobenzoat,
glutamat, asam p-aminobenzoat,
dan suatu turunan senyawa
dan suatu turunan senyawa
heterosiklik dengan cincin yang
heterosiklik dengan cincin yang
berdifusi (pteridin)).
berdifusi (pteridin)).
• Kekurangan asam folat (asam
• Kekurangan asam folat (asam
pteroilglutamat) menyebabkan
pteroilglutamat) menyebabkan
sejenis anemia dengan sel
sejenis anemia dengan sel
darah merah yang tidak cukup
darah merah yang tidak cukup
matang sebagaimana mestinya.
matang sebagaimana mestinya.
• bentuk koenzim aktifnya asam
• bentuk koenzim aktifnya asam
tetrahidrofolat (FH4) yang
tetrahidrofolat (FH4) yang
berfungsi sebagai pembawa
berfungsi sebagai pembawa
sementara gugus 1-karbon di
sementara gugus 1-karbon di
dalam sejumlah reaksi kompleks
dalam sejumlah reaksi kompleks
enzimatik.
enzimatik.

Sianokobalamin (Vitamin B12)
• Vitamin paling kompleks dibandingkan
vitamin lainnya.
• Vitamin B12 selain mengandung molekul
organik kmpleks juga ada unsur kobalt.
• Kompleks cincin korin Vit. B12 tempat
kobalt terkoordinasi serupa dengan
sistem cincin porfirin pada heme dan
protein heme.
• Vit B12 dibutuhkan dalam jumlah sedikit
(3 nanogram) per hari dan berperan
dalam penyembuhan anemia
pernisiosa.
• Enzim yang memerlukan koenzim Vit
B12 memiliki kemampuan memindahkan
atom hidrogen dari satu atom karbon ke
atom berikutnya sebagai ganti alkil,
karboksil, hidroksil, atau gugus amino.

Asam askorbat (Vitamin C)

• Asam askorbat
nampaknya
berfungsi sebagai
kofaktor dalam
hidroksilasi
enzimatik residu
prolin pada
kolagen dari
jaringan pengikat
vertebrata
membentuk
residu 4hidroksiprolin

Vitamin A
• terdapat dua bentuk alamiah,
retinol (A1) yang diperoleh dari
hati ikan air laut dan Vitamin A2
dari ikan aiir tawar.
• Vitamin A terdiri dari alkohol
dengan 20 karbon yang
terbentuk dari unit-unit isopren.
• kekurangan vitamin A
menyebabkan kulit kering, mata
kering (seroftalmia), membran
mukosa engering,
penghambatan pertumbuhan dan
perkembangan, buta malam.
• Pada siklus visual, bentuk
teroksidasi retinol (retinal/
vitamin A aldehid) merupakan
komponen aktif yang terikat oleh
protein (opsin).
• Kompleks retinal-opsin disebut
sebagai rodopsin.

Vitamin D

• Kolekalsiferol (Vit. D3) dibuat
pada kulit manusia dan hewan
melalui prekursor inaktif (7dehidrokolesterol) melalui reaksi
yang ditimbulkan oleh
penyinaran komponen ultraviolet.
• Vitamin D3 merupakan prekursor
1,25-dihidroksikolekalsiferol
(hormon yang mengatur aktifitas
biologis jaringan)
• Ergokalsiferol (Vit. D2) dibuat
oleh iradiasi ultraviolet terhadap
ergosterol khamir.
• kekurangan Vitamin D
menyebabkan metabolisme
kalsium dan fosfor tidak normal
dan terhambatnya pembentukan
tulang.

Vitamin E
• Vitamin E terdiri dari jenis
molekul a,b,g-tokoferol.
• Tokoferol mengandung
cincin aromatik tersubtitusi
dan rantai panjang
isoprenoid sebagai rantai
samping.
• Aktivitas Vitamin E
diprediksikan ikut serta
dalam mencegah pengaruh
merusak oksigen terhadap
lemak pada membran sel.
• Kekurangan Vitamin E
menyebabkan kulit bersisik,
lemah otot, degenerasi hati,
perubahan fungsi membran.

Vitamin K
• Bentuk utamanya : Vitamin K1
dan Vitamin K2.
• Merupakan naftokuinon dengan
rantai sisi isoprenoid yang
berbeda-beda panjangnya.
• Vitamin K diperlukan untuk
pembentukan protein plasma
darah (protrombin) yang
merupakan prekursor inaktif
trombin yang merupakan enzim
yang mengubah protein
fibrinogen plasma darah
menjadi fibrin.
• Vitamin K berfungsi sebagai
kofaktor didalam pembentukan
residu g-karboksiglutamat pada
protrombin dan protein lain.

Unsur Anorganik
unsur anorganik yang dibutuhkan tubuh terdiri dari unsur makro dan
unsur mikro.
Unsur makro : kalsium, magnesium, sodium, kalium, fosfor, sulfur, dan
klor.
Unsur mikro : terdapat 15 jenis yang telah diketahui.

Unsur mikro lebih berkaitan langsung dengan aktivitas enzim.

Unsur mikro berfungsi sebagai kofaktor/ gugus prostetik pada enzim.
Enzim yang memerlukan ion logam bagi aktivitasnya seringkali disebut
metaloenzim.
memiliki aktivitas
dalam enzim itu
sendiri.

Proses
fungsi yang
terjadi :
membentuk
kompleks
senyawa penarik kuat
dengan substrat dan
elektron
sisi aktif enzim

Unsur mikro dan fungsi biologisnya
unsur

fungsi
Fungsi sudah terlihat jelas

Besi

Gugus prostetik enzim heme

Iodium

Diperlukan pada struktur hormon tiroid

Tembaga

Gugus prostetik pada oksidase sitokrom

Mangan

Kofaktor arginase dan enzim lain

Seng

Kofaktor pada dehidrogenase,
polimerase DNA, anhidrase karbonik

Kobalt

Komponen vitamin B12

Molibdenum

Kofaktor oksidase xantin

Selenium

Kofaktor peroksidase glutation dan
enzim lain

Vanadium

Kofaktor reduktase nitrat

Nikel

Kofaktor urease

unsur

peran

Peran yang tepat belum diketahui
Kromium

Pemanfaatan
glukosa daah yang
baik

Timah

Pembentukan tulang

Fluor

Pembentukan tulang

Silikon

Pembentukan
jaringan pengkat dan
tulang

Arsenikum

Tidak diketahui

Carilah jawaban atas pertanyaan
berikut melalui literatur atau sumber
lainnya
• Carilah sumber-sumber makanan untuk
memperoleh vitamin dan unsur mikro
lainnya yang dibutuhkan oleh manusia ?
• carilah kebutuhan per hari dari tiap vitamin
dan unsur mikro lainnya yang dibutuhkan
oleh manusia ?
• Apa yang akan terjadi apabila kita
kekurangan unsur-unsur mikro dalam
tubuh kita ?