Enzim enzim yang berperan dalam metaboli

MAKALAH BIOKIMIA
“ ENZIM – ENZIM YANG BERPERAN
DALAM
METABOLISME ASAM AMINO DAN PROTEIN “

Oleh :
LUQMAN NUR HAKIM
D1A140890

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS AL GHIFARI
BANDUNG
2016

KATA PENGANTAR
Asallamualikum Wr. Wb

Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahNya sehingga
kami dapat menyelesaikan makalah tentang Enzim – Enzim yang Berperan Dalam Metabolisme
Asam Amino dan Protein.
Makalah ini berisi tentang Enzim – Enzim yang Berperan Dalam Metabolisme Asam

Amino dan Protein yang barkaitan dengan Mata Kuliah Biokimia. Hal-hal yang kami bahas
dalam makalah ini menyangkut pengertian Metabolisme Asam Amino dan Protein, EnzimEnzim yang berperan didalamnya, Kekurangan dan Kelebihan enzim dalam Proses tersebut.
Kami berharap makalah ini dapat memberi manfaat bagi orang banyak.
Kami menyadari bahwa makalah ini banyak kekurangan. Oleh karena itu, kami siap
menerima dan membangun kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan makalah ini.

Bandung, Januari 2016

Tim Penulis

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.....................................................................................................................i
DAFTAR ISI..................................................................................................................................ii
BAB I PENDAHULUAN..............................................................................................................3
1.1 Latar Belakang Masalah.........................................................................................................3
1.2 Indentifikasi Masalah.............................................................................................................4
BAB II PEMBAHSASAN.............................................................................................................5

2.1 Metabolisme Asam Amino dan Protein.................................................................................5
2.2 Proses Metabolisme Asam Amino dan Protein......................................................................5
2.3 Proses Pencernaan Protein.....................................................................................................5
2.4 . Enzim – Enzim yang berperan dalam Metabolisme Asam Amino dan Protein...................6
2.4.1 Aminopeptidase...............................................................................................................7
2.4.2 Ubiquitin-Conjungating Enzyme..................................................................................10
2.4.3 Karboksipeptidase A......................................................................................................11
2.5 Efek Kekurangan Enzim yang Berperan Dalam Metabolisme Protein dan Asam Amino...12
2.6 Efek Kelibihan Enzim yang Berperan Dalam Metabolisme Protein dan Asam Amino.......13
BAB III KESIMPULAN.............................................................................................................14
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................................................15

ii

BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang Masalah
Suatu organisme hidup adalah rakitan menakjubkan dari reaksi kimia. Masing-masing
reaksi seolah berjalan sendiri tapi memberi sumbangan untuk kehidupann organisme sebagai
suatu kesatuan. Sel dalam tubuh tumbuhan mampu mengatur lintasan – lintasan metabolik yang

dikendalikannnya agar terjadi dan dapat mengatur kecepatan reaksi tersebut dengan cara
memproduksi suatu katalisator dalam jumlah yang sesuai dan tepat pada saat dibutuhkan.
Katalisator inilah yang disebut dengan enzim.
Sebagai contoh proses metabolisme saat pembentukan urea yang nyatanya membutuhkan
suhu tinggi yang tidak mungkin manusia miliki. Namun, karena adanya enzim yang merupakan
katalisator biologis menyebabkan reaksi-reaksi tersebut berjalan dalam suhu fisiologis tubuh
manusia, sebab enzim berperan dalam menurunkan energi aktivasi menjadi lebih rendah dari
yang semestinya dicapai dengan pemberian panas dari luar. Kerja enzim dengan cara
menurunkan energi aktivasi sama sekali tidak mengubah ΔG reaksi (selisih antara energi bebas
produk dan reaktan), sehingga dengan demikian kerja enzim tidak berlawanan dengan Hukum
Hess 1 mengenai kekekalan energi. Selain itu, enzim menimbulkan pengaruh yang besar pada
kecepatan reaksi kimia yang berlangsung dalam organisme. Reaksi-reaksi yang berlangsung
selama beberapa minggu atau bulan di bawah kondisi laboratorium normal dapat terjadi hanya
dalam beberapa detik di bawah pengaruh enzim di dalam tubuh.
Peran enzim sebagai biokatalisator sangat berpengaruh terhadap peristiwa-peristiwa
dalam tubuh. Hal ini karena enzim sebagai determinan yang menentukan kecepatan
berlangsungnya suatu peristiwa fisiologik, yang memainkan peranan sentral dalam masalah
kesehatan dan penyakit. Sehingga, dalam keadaan-keadaan tertentu kerja enzim akan mengalami
perubahan. Dalam keadaan tubuh yang kurang seimbang, atau tubuh yang kurang sehat, reaksireaksi yang terjadi di dalam tubuh menjadi tidak seimbang. Hal ini disebabkan kerja enzim tidak
terkoordinasi dengan cermat. Sementara dalam keadaan sehat , semua proses fisiologis akan

berlangsung dengan baik serta teratur.

3

Enzim sendiri merupakan polimer biologik yang mengatalisis lebih dari satu proses dinamik
yang memungkinkan kehidupan seperti yang kita kenal sekarang.

I.2 Indentifikasi Masalah
1.
2.
3.
4.

Apakah pengertian Metabolisme Asam Amino dan Protein ?
Enzim – Enzim apa saja yang berperan dalam Metabolisme Asam Amoni dan Protein?
Bagaimanakah efek dari kekuranagan enzim dalam Metabolisme Protein dan Asam Amoni?
Bagaimanakah efek dari kelebihan enzim dalam proses Metabolisme Protein dan Asam
Amino?

4

BAB II
PEMBAHSASAN
I.3 Metabolisme Asam Amino dan Protein
Metabolisme adalah Hasil reaksi biokimia yang terjadi dalam sel atau tubuh makhluk
hidup yang muncul dari interaksi antara molekul-molekul dalam lingkungan sel yang teratur.
Asam Amino dalam biokimia, istilah “asam amino” umumnya mengacu pada salah satu dari 20
jenis unit monomer yang paling umum digunakan untuk membangun protein. Protein
adalah senyawa organik komplek berbobot molekul besar yang terdiri dari asam amino yang
dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida.

I.4 Proses Metabolisme Asam Amino dan Protein
Sebagian besar zat makanan harus dipecahkan menjadi molekul-molekul yang lebih kecil
terlebih dahulu sebelum diabsorpsi dari saluran pencernaan. Mekanisme ini disebut Proses
Pencernaan.
Perubahan kimia dalam proses pencernaan dilakukan dengan bantuan enzim-enzim
saluran pencernaan yang mengkatalisis hidrolisis :




Protein menjadi asam amino;
Pati menjadi monosakarida;
Triasilgliserol menjadi monoasilgliserol, gliserol dan asam lemak.

I.5 Proses Pencernaan Protein
Proses Mengunyah :
1. Zat makanan yang mengandung protein masuk ke dalam mulut,
2. Masuk ke dalam lambung: Enzim pepsin bersama HCl mengubah protein asli menjadi
proteosa dan pepton yang masih merupakan derivat protein yang agak besar,
3. Isi lambung (kimus) yang konsistensinya kental seperti rum susu, secara intermitten
masuk ke dalam duodenum melalui spinkter pylorus: Sekresi pankreas dan empedu yang

5

sangat basa menetralkan asam dalam kimus → pH menjadi alkali (perlu untuk aktivitas
enzim berikutnya),
4. Getah pankreas yang mengandung enzim tripsin & kimotripsin → mengubah protein asli,
proteosa dan pepton menjadi polipeptida, Getah pankreas yang juga mengandung enzim
peptidase:

 Karboksipeptidase → menghidrolisis ikatan peptida terminal pada ujung karboksil


rantai polipeptida.
Aminopeptidase & Dipeptidase → memecahkan ikatan peptida terminal pada

ujung amino bebas rantai polipeptida.
5. Isi duodenum terus masuk ke dalam usus: Getah usus yang disekresi oleh kelenjar
6.

Brunner & Lieberkuhn juga mengandung enzim aminopeptidase & dipeptidase,
Proses hidrolisis peptida akan terus berlanjut sampai protein makanan hampir seluruhnya

berubah menjadi asam amino penyusunnya,
7. Asam amino di absorpsi oleh mukosa usus halus dan,
8. Asam amino masuk ke dalam sirkulasi darah.
I.6 . Enzim – Enzim yang berperan dalam Metabolisme Asam Amino dan Protein
Ada banyak enzim yang berperan dalam metabolisme asam amino dan protein, diantaranya :











Pepsin
Tripsin
Kimotripsin
Karboksi peptidase
Amino peptidase
Tripeptidase
Dipeptidase
Ubiquitin-Conjugating Enzyme
Dan lain sebagainya.

I.6.1 Aminopeptidase
A. Nama Enzim

 Enzim aminopeptidase termasuk kedalam kelas hydrolases dengan nomor EC


3.4.11.9.
Aminopeptidase merupakan enzim yang mengkatalisis reaksi hidrolisis atau
pemutusan asam amino terminal dari protein atau peptide.
6




Aminopeptidase banyak ditemukan pada kingdom hewan dan tanaman.
Fungsi esensial dari Aminopeptidase yaitu untuk protein maturation serta degradasi



peptida hormonal dan non-hormonal.
Dalam reaksi enzimatis ini, akan terjadi reaksi pemutusan peptida menjadi peptida
yang lebih pendek.

B. Klasikikasi Enzim
Aminopeptidase dapat diklasifikasikan berdasarkan :
 Jumlah asam amino yang diputus dari NH2 terminal substrat. co/ aminopeptidase,


diaminopeptidase .
Efisiensi dari asam amino yang diputus dari suatu protein atau peptida. co/ Leucine




aminopeptidase, prolin aminopeptidase.
pH optimum untuk aktivitasnya (basa, asam, atau netral).
Ion atau logam yang diikat pada enzim.

C. Struktur Kimia Enzim





4 sub unit : A, B, C, D
Kofaktor enzim adalah Ion Mn2+
440 residu asam amino.

Struktur 3D Aminopeptida

7

D. Karakteristik Enzim

E. Mekanisme Kerja
 Menghidrolisis atau memutuskan suatu asam amino dari peptida.
 Berat molekul enzim ini adalah 49.65 kDa.
 Residu yang berperan penting dalam katalisis adalah E383 dan H361.
 Mekanisme reaksinya sebagai berikut :




Inhibitor dari senyawa ini adalah bestatin.
Enzim ini berkompetisi dengan substrat untuk terikat pada sisi aktif enzim.

8

I.6.2 Ubiquitin-Conjungating Enzyme
A. Nama Enzim


Ubiquitin-berasal dari bahasa Latin yang berarti ditemui di mana-mana-juga suatu
protein.



Ubiquitin mampu mengenali molekul protein yang siap dihancurkan.



Ubiquitin-Conjugating Enzyme (EC. 6.3.2.19).

B. Klasifikasi Enzim


Ubiquitin Conjugating Enzymes(E2) tergolong kedalam keluarga ubiquitinconjugating enzyme family.



Enzim ini diklasifikasikan kedalam kelompok ligase dan hanya ditemukan pada
kelompok eukariot.



E2 berperan penting dalam jalur ubiquitilasi pada proses proteolitik.

C. Struktur Kimia

9

ubiquitin mengikat lysine



Berdasarkan strukturnya enzim ini tersusun dari 4 buah α heliks; 4 antiparalel β
sheet; 3 buah loop.



Residu katalitik pada E2 adalah Cys 89 yang berada pada a-helix 1 dan a-helix 2



Sedangkan yang berfungsi menstabilkan bentuk E2 saat berinteraksi dengan substrat
dengan membentuk kompleks E1-ubiquitin adalah Asn 77.

D. Karakteristik Enzim


Ubiquitin merupakan protein kecil yang ada di semua sel eukariot.



Ubiquitin terdiri dari 76 asam amino dan mempunyai masa molekul hanya 8,5 kDa.



Ubiquitin adalah sebuah marker/penanda pada protein yang akan dihidrolisis oleh
proteosom.

E. Mekanisme Kerja


Mekanisme katalitik E2 adalah ping pong, dengan substrat pertama adalah kompleks
E1-ubiquitin dan substrat kedua adalah E3.



Aminophenylarsenoxide dan N-ethylmaleimide adalah inhibitor untuk enzim ini.



Inhibitor ini akan terikat cukup kuat pada Cys 89 pada residu katalitiknya.

I.6.3 Karboksipeptidase A
10

A. Nama Enzim
Karboksipeptidase

A (bahasa

Inggris: carboxypolypeptidase;

pancreatic

carboxypeptidase A; tissue carboxypeptidase A, carboxypeptidase A, CPA, EC 3.4.17.1).

B. Klasifikasi Enzim


CPA terbagi menjadi CPA-1 sampai CPA-6



CPA-1 eksopeptidase monomerik yang berperan serta menghambat zimogen,



CPA-2 bekerja pada atom C dari residu dengan gugus aromatik.



CPA-3 yang terdapat pada mastosit dan membentuk kompleks dengan proproteinase
E untuk kemudian berfungsi sebagai metalloeksopeptidase pada granula sekretori.



CPA-4 yang dapat berperan pada lintasan hiperasetilasi histon dan merupakan
indikasi kanker prostat.



CPA-5 dan CPA-6 yang memiliki banyak peranan dari pencernaan makananhingga
beberapa biosintesis peptida neuroendokrin.

C. Struktur Kimia


Karboksipeptidase dapat melepas asam amino yang memiliki gugus –COOH bebas
pada ujung molekul protein.



Enzim karboksipeptidase A adalah enzim karbokpeptidase yang melepaskan atom C
dari gugus

asam

amino,

namun

sedikit

atau

tidak

bereaksi

dengan Asp, Glu, Arg, Lys dan Pro.
D. Karakteristik dan Mekanisme Kerja Enzim

11



Karboksipeptidase adalah enzim yang disintesis di pankreas dan disekresi ke dalam
usus kecil.



Enzim karboksipeptidase menghidrolisis peptida pertama atau ikatan amida pada
karboksil atau C-terminal akhir protein dan peptida.



Enzim karboksipeptidase memiliki kecenderungan kuat untuk asam-asam amino
yang memiliki rantai hidrokarbon aromatik atau rantai bercabang.

I.7 Efek Kekurangan Enzim yang Berperan Dalam Metabolisme Protein dan Asam Amino
Efek Kekurangan enzim :


Menyebabkan gangguan pencernaan, yang selanjutnya akan terjadi gangguan penyerapan
(mal absorbsi ).



Jika seseorang kekurangan enzim protease ( enzim yang mengubahn protein menjadi
asam amino ), orang tersebut mungkin akan mengalami perubahan suasana hati, sifat
lekas marah atau kecemasan,



Penyakit yang berhubungan dengan metabolisme asam amino ; Alkaptonuria (penyebab
tidak adanya enzim homogentisat dioksigenase), Phenilketonuria ( tidak adanya enzim
fenilalanin 4-monooksigenase atau fenilalanin hidroksilase ), Albino (tidak adanya enzim
tirosin 3-monooksigenase )

I.8 Efek Kelibihan Enzim yang Berperan Dalam Metabolisme Protein dan Asam Amino

12

Apabila enzim yang berperan dalam metabolisme protein dan asam amino berlebih maka
akan menyebabkan jumlah dari protein meningkat. Hal tersebut dapat mengakibatkan berbagai
macam gangguan, diantaranya :





Menimbulkan beban yang sangat berat bagi hati dan ginjal
Kekurangan kalsium
Kelebihan protein dapat menyebabkan kekurangan energi
Pankreasitis akut.

BAB II
KESIMPULAN
Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsisebagai katalis (senyawa
mempercepat

proses

reaksi

tanpa

habis

bereaksi)

dalam

yang
suatu reaksi

kimia organik. Molekul awal yang disebut substrat akan dipercepat perubahannya menjadi
13

molekul lain yang disebut produk. Karena enzim itu suatu protein, konsekuensinya karakteristik
biokimia enzim sama seperti karakteristik protein, yang disintesis oleh sel memerlukan DNA,
bila rusak oleh lingkungan yang tidak mendukung seperti akibat suhu dan pH enzim dapat
menurunkan barier energi aktivasi, sehingga reaksi dapat berlangsung dalam kondisi normal
yang ada pada sel hidup. Enzim dapat mempercepat tingkat reaksi yang sebenarnya terjadi, tapi
jauh lebih lambat.

14

DAFTAR PUSTAKA
Kusuma, W. (1985). Metabolisme Energi, KArbohidrat dan Lipid. Bandung: ITB.
Murray Rk, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW,. (2003). Biokimia Harper, edisi XXV,
Penerjemah Hartono Andry. Jakarta: EGC.
Poedjiadi, A., & F.M, T. (1994). Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: Universitas Indonesia
(UI-Press).

BAB II

15