BAB V
ENZIM, KOENZIM DAN ANTI BODI
Enzim
Model komputer enzim nukleosida purin fosforilase
n Enzimology → diagnosis & terapi
n Asal kata : En – Zyme
n Definisi : Protein
biokatalisator
Enzim adalah satu atau beberapa gugus polipeptida (protein) yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses
reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Enzim bekerja dengan cara menempel
pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi dan dengan demikian mempercepat proses reaksi.
Percepatan terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan
mempermudah terjadinya reaksi. Sebagian besar enzim bekerja secara khas, yang
artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan
struktur kimia tiap enzim yang bersifat
tetap
Sebagai contoh, enzim α-amilase hanya dapat digunakan pada
proses perombakan pati menjadi glukosa.
SIFAT
UMUM
n Disintesis di sel
n Selektifitas & spesifisitas tinggi
n Mengalami denaturasi → inaktif
n Disimpan dalam bentuk bekuan
n Proenzim = Zimogen
n Apo Enzim + Koenzim
→ Holo Enzim
Sifat
enzim
1.
Enzim bersifat koloid, luas
permukaan besar, bersifat hidrofil
2.
Dapat bereaksi dengan senyawa asam maupun basa, kation maupun anion
3.
Enzim sangat peka terhadap faktor-faktor yang menyebabkan denaturasi
protein misalnya suhu, pH dll
4.
Enzim dapat dipacu maupun dihambat aktifitasnya
5.
Enzim merupakan biokatalisator yang dalam jumlah sedikit memacu laju
reaksi tanpa merubah keseimbangan reaksi
6.
Enzim tidak ikut terlibat dalam reaksi, struktur enzim tetap baik sebelum
maupun setelah reaksi berlangsung
7.
Enzim bermolekul besar
8.
Enzim bersifat khas/spesifik
9.
Suhu: optimum 300C, minimum 0 0C,
maksimum 400C
10. Logam, memacu aktifitas enzim: Mg, Mn, Co, Fe
11.
Logam berat, menghambat aktivitas enzim: Pb, Cu, Zn, Cd, Ag
12.
pH, tergantung pada jenis enzimnya (pepsin aktif kondisi masam, amilase
kondisi netral, tripsin kondisi basa)
13. Konsentrasi substrat, substrat yang banyak mula-mula memacu aktifitas
enzim, tetapi kemudian menghambat karena: penumpukan produk (feed back
effect)
14.
Konsentrasi enzim, peningkatan konsentrasi enzim memacu aktifitasnya
15. Air, memacu aktifitas enzim
16. Vitamin, memacu aktifitas enzim
KLASIFIKASI & NOMENKLATUR
n Dahulu : -
Substrat + ase
- Trivial name
n Sekarang : IUB
Tata nama
enzim
•
Enzim diberi nama sesuai dengan nama substrat dan reaksi yang dikatalisis
•
Biasanya ditambah akhiran ase
•
Enzim dibagi ke dalam 7 golongan besar
Klas
|
Tipe
reaksi
|
Oksidoreduktase
(nitrat
reduktase)
|
memisahkan dan menambahkan elektron atau
hidrogen
|
Transferase
(Kinase)
|
memindahkan
gugus senyawa kimia
|
Hidrolase
(protease,
lipase, amilase)
|
memutuskan
ikatan kimia dengan penambahan air
|
Liase
(fumarase)
|
membentuk
ikatan rangkap dengan melepaskan satu gugus kimia
|
Isomerase
(epimerase)
|
mengkatalisir
perubahan isomer
|
Ligase/sintetase
(tiokinase)
|
menggabungkan
dua molekul yang disertai dengan hidrolisis ATP
|
Polimerase
(tiokinase)
|
menggabungkan monomer-monomer sehingga
terbentuk polimer
|
KLASIFIKASI
n OKSIDOREDUKTASE
n TRANSFERASE
n HIDROLASE
n LIASE
n ISOMERASE
MEKANISME KERJA
n
E + S → ES → E
+ P
n Memiliki 2 situs:
n
Situs Katalitik
n
Situs Allosterik
n
Susunan enzim
•
Komponen utama enzim adalah protein Protein yang sifatnya fungsional,
bukan protein struktural
•
Tidak semua protein bertindak
sebagai enzim
1. Model Kaku (Fisher)
KOFAKTOR
1. Molekul
organic 2. Ion anorganik
(Aktivator)
1.
Koenzim
2.
Kelompok prostetik
KOENZIM
Contoh koenzim
1.
NAD (koenzim 1)
2.
NADP (koenzim 2)
3.
FMN dan FAD
4.
Cytokrom: cytokrom a, a3, b, b6,
c, dan f
5.
Plastoquinon, plastosianin,
feredoksin
6. ATP: senyawa organik berenergi
tinggi, mengandung 3 gugus P dan adenin ribose
n Peranan
1.
Akseptor sementara
2.
Substrat kedua (Kosubstrat)
AKTIVATOR
n Ion logam : Mg, Ca,
Fe, Cu, Zn, Mo, Mn
Klasifikasi :
A. Menurut
kekuatan ikatan : 1. Metaloenzim
2.
Metal activated enzim
B. Menurut
bentuk ikatan : 1. Kompleks
jembatan substrat
2.
Kompleks jembatan enzim
3.
Kompleks jembatan mineral sederhana
4.
Kompleks jembatan mineral siklis
Fungsi:
n
Ikut reaksi katalisis secara
langsung
n
Membentuk kompleks metal substrat
n
Membentuk metaloenzim
n
Mengubah konstanta equilibrium
n
Merubah konformasi protein →
aktif
INHIBITOR
E ES E + P
EI EIS EI + P
Penghambatan
aktifitas enzim ada dua tipe:
1.
Kompetitif: zat penghambat
mempunyai struktur yang mirip dengan substrat sehingga dapat bergabung dengan
sisi aktif enzim. Terjadi kompetisi antara substrat dengan inhibitor untuk
bergabung dengan sisi aktif enzim (misal feed back effect)
2.
Non kompetitif: zat penghambat
menyebabkan struktur enzim rusak sehingga sisi aktifnya tidak cocok lagi dengan
substrat
Spesifik: hanya cocok untuk satu macam substrat saja atau sekelompok
kecil substrat yang susunanya hampir sama dan fungsinya sama.
ISOZIM (ISOENZIM)
n Mempunyai aktivitas katalitik
sama tapi sifat kimia, fisik & imunologis berbeda
n
Contoh: LDH, Alkalin fosfatase, CK, Ceruloplasmin,
Amilase, Aspartat, G6PD transaminase
1. Laktat Dehidrogenase
n Sifat : - Tetramerik
-
2 tipe protomer (H & M)
n
Macam : 1. Isozim anodal : LDH1
(H4) & LDH2 (H3M)
→
pada sel jantung dan SDM
2. Isozim katodal : LDH4 (HM3) & LDH5 (M4)
→ pada sel
hati dan tulang
3. Bukan keduanya: LDH3
(H2M2)
→ pada sel
paru dan limpa
2. Creatin Kinase
n Sifat : - 2 protomer (B & M)
n Macam : 1. CK1 (BB):
Otak, klj. Tiroid, prostat, ginjal, vesika urinaria, paru, usus halus,
vertebra
2. CK2 (MB): Jantung, diafragma, lidah
3. CK3 (MM): Otot
3. Alkalin Fosfatase
n 
Kecepatan: Liver > Skeletal > Intestinum >
ginjal
Plasenta
KECEPATAN REAKSI
n Faktor yang berpengaruh:
1.
[ Enzim ]
2.
[ Substrat ]
3.
[ Koenzim ]
4.
Suhu: 2 x / 10 °C ↑
5.
pH optimum 5,0 – 9,0 kecuali
Pepsin
6.
Inhibitor dan aktivator
7.
Perusak enzim: oksidator &
radiasi
REGULATOR
1.
Pembentukan proenzim
2.
Pengaturan situs allosterik
3.
Umpan balik inhibisi
4.
Modifikasi kovalen
1. Untuk Diagnosis : -
Biasanya dipakai serum
- Biasanya tidak memakai anti koagulan
-
Tidak terjadi hemolisis
2. Untuk Terapi :
1. Anti Radang
-
Propase = Papase
-
Fibrinolisin = Elase
-
Kimotripsin = Chymomed
-
Lisozim = Neuzym
2.
Gangguan Gastro – Intestinal
-
Pepsin = Panzynorm, Lybrozim
-
Lipase = Nutrizym, Enzyplex
-
Amilase = Primperan Compositum
-
Bromelain = Nutrizym, Mexase
3. Anemia =
Koenzim B12
4. Menghancurkan trombin/fibrin = Sterptokinase
5. Anti kanker =
Asparaginase
Antibodi
Tiap antibodi mengikat pada antigen spesifik.
Antibodi adalah protein yang dapat ditemukan pada
darah atau kelenjar tubuh vertebrata lainnya, dan digunakan oleh sistem
kekebalan tubuh untuk mengidentifikasikan dan menetralisasikan benda asing
seperti bakteri dan virus. Mereka terbuat dari sedikit struktur dasar yang
disebut rantai. Tiap antibodi memiliki dua rantai berat besar dan dua [[rantai
ringan]. Antibodi diproduksi oleh tipe sel darah yang disebut sel B. Terdapat
beberapa tiper yang berbeda dari rantai berat antibodi, dan beberapa tipe
antibodi yang berbeda, yang dimasukan kedalam isotype yang berbeda berdasarkan
pada tiap rantai berat mereka masuki. Lima isotype antibodi yang berbeda
diketahui berada pada tubuh mamalia, yang memainkan peran yang berbeda dan
menolong mengarahkan respon imun yang tepat untuk tiap tipe benda asing yang
berbeda yang ditemui.[1]
hnRNA à
heterogeonous nuclear RNA à merupakan hasil transkripsi langsung dr DNA
u mRNA à telah mengalami proses posttranskripsi à menghilangkan intron
à informasi genetik à dlm btk codon
(urutan
3 nukleotida)
u rRNA à Komponen ribosom dimana translasi berlangsung
u
tRNA à
– Menerjemahkan
kode genetik
– Menghubungkan
antara asam nukleat dengan asam amino à protein
u
snRNA à Small nuclear RNA à membantu proses
splicing dalam post transkripsi proses
Fungsi biologis
u
DNA sebagai pembawa informasi genetik
– DNA
à
komponen dr kromosom
u
Fungsi
yang lain:
– Nukleotida
sbg pembawa energi
– Nukleotida
sebagi koensim
– enzim
BAB VI
ASAM NUKLEAT
u
Merupakan bagian organisme hidup yg sangat
penting
u
Membawa
informasi genetika yang akan diturunkan / ditransfer dr generasi ke generasi. Semua
informasi yg ada dlm sel à DNA
u
Ada
2 macam:
– Asam
deoksiribonukleat : AND / DNA
– Asam
ribonukleat : ARN / RNA
u
Asam nukleat mrpk polimer nukleotida yg
dihubungkan dgn ikatan fosfodiester
Asam nukleat
(bahasa Inggris: nucleic acid) adalah makromolekul biokimia yang kompleks,
berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung
informasi genetik. Asam nukleat yang paling umum adalah Asam deoksiribonukleat
(DNA) and Asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup
serta pada virus.
Asam nukleat dinamai demikian karena keberadaan
umumnya di dalam inti (nukleus) sel. Asam nukleat merupakan biopolimer, dan
monomer penyusunnya adalah nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari tiga
komponen, yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin atau pirimidin),
sebuah gula pentosa, dan sebuah gugus fosfat. Jenis asam nukleat dibedakan oleh
jenis gula yang terdapat pada rantai asam nukleat tersebut (misalnya, DNA atau
asam deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa).
Selain itu, basa nitrogen yang ditemukan pada
kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki perbedaan: adenin, sitosin, dan
guanin dapat ditemukan pada RNA maupun DNA, sedangkan timin dapat ditemukan
hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.
DNA (DeoxyriboNucleic Acid )
u
Dikenal sebagai materi genetik
u
Merupakan komponen kromosom
u
Merupakan polimer deoksiribonukleotida yg
dihubungkan dengan ikatan fosfodiester
u
Backbone (rangka) terdiri dr: gugus fosfat dan
gula yg saling berseling
u Memiliki orientasi 5’ à 3’ jk gugus fosfat dr C5 berikatan dgn OH
C3
u
Didalam sel à dalam jalin ganda
(double helix)
u Dimana gugus fosfat berada di luar dan
basa nitrogennya di dalam
u
Jalin ganda yg terbentuk bersifat anti parallel è
Susunan basa nitrogen pada jalin
ganda DNA à
tidak random
Guanin (G) –
Sitosin (C)
Adenin (A) - Timin (T)
Antara basa nitrogen satu
dengan yang lain
dihubungkan dengan ikatan hidrogen
u
Watson and Crick : replikasi à
sangat mungkin untuk suatu DNA diperbanyak dg informasi yg sama
u DNA di dalam sel ditemukan à 3 bntk utama
– Bentuk
B
– Bentuk
A
– Bentuk
Z
u seperti halnya protein, asam nukleat juga
mempunyai struktur primer, sekunder dan tersier
– asam
nukleat mempunyai arah sense
–
Mempunyai individualitas à ditentukan dari urutan
basa nitrogennya à
disebut sebagai struktur primer
–
Informasi
genetik ada pada struktur
primer
Struktur sekunder
Double helix
– Watson
n Crick à
menjawab struktur 3D DNA dgn X-ray diffraction pattern : hsl penelitian
Rosalind Franklin
– Mampu
menyimpulkan bahwa :
u
mempunyai struktur double helix
u
dengan 10
basa setiap putaran
u
putaran
360°,
u basa Nitrogen A-T , G – C
u
cekukan mayor and minor
u
double
helix memutar ke kanan
u
self
replication
Semikonservatif pd Replikasi DNA
Mekanisme
pengkopian DNA à
melibatkan pembukaan double helix
Setiap rantai menjadi pola / templat untuk pita
baru
Semi konservatif à apa beda dengan konservatif dan dispersive?
u
X-ray diffraction : ada 2 macam
u Yg telah diterjemahkan struktur 3 D nya :
B form
u Bentuk yang umum adalah B form
u
A form à RNA double helix
– Gugus
OH pd RNA à
tidak memungkinkan melipat lebih dekat è membentuk A form yang
lebih lebar
Dalam kondisi normal (kondisi fisiologis) à DNA relatif stabil
Kadang menjadi
tidak stabil à
krn proses2 replikasi, transkripsi
u
Disosiasi double helix DNA à
denaturasi
– apabila DNA dipanaskan diatas melting
temperaturnya (Tm) maka double helix akan terbuka
– Tm à tergantung pada rasio (G+C)/(A+T)
– G/C
content dapat dihitung dengan (G+C) / (Total Basa N) x 100%
RNA
Ada 4 mcm
u
Hn RNA
u
mRNA
u
rRNA
u
tRNA
u
snRNA
Ada 4 mcm
u
Hn RNA
u
mRNA
u
rRNA
u
tRNA
u
snRNA
u
hnRNA à heterogeonous nuclear
RNA à
merupakan hasil transkripsi langsung dr DNA
u mRNA à telah mengalami proses posttranskripsi à menghilangkan intron
à informasi genetik à dlm btk codon
(urutan 3 nukleotida)
u rRNA à Komponen ribosom dimana translasi berlangsung
u
tRNA à
– Menerjemahkan
kode genetik
– Menghubungkan
antara asam nukleat dengan asam amino à protein
u
snRNA à Small nuclear RNA à membantu proses
splicing dalam post transkripsi proses
