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