MAKALAH BIOKIMIA ENZIM INHIBITOR
Disusun oleh: Ketua Akbar Saitama
115040201111037 115040201111037 Anggota
Listia Nur Afifi
115040201111028 115040201111 028
Regina Pramitha Putri
115040201111030 115040201111 030
Lifatin Nur Ida L
115040201111029 115040201111 029
Ayu Aisyah
115040201111031 115040201111 031
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2011
KATA PENGANTAR
Puji
syukur
kepada
Allah
swt
.Tuhan
semesta
alam
yang
telah
melimpahkan rahmat serta berkahnya kepada kita semua. Tidak lupa saya ucapkan kepada dosen pembimbing dan teman-teman yang telah memberikan dukungan dalam menyelesaikan makalah ini.
Makalah ini kami beri judul ” ENZIM INHIBITOR” sebagai salah satu
kewajinan kami sebagai mahsiswa yang harus mengerjakan tugas mata kuliah BIOKIMIA. Tahun akademik 2011/2012. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini masih banyak kekurangan, oleh sebab itu penulis angat mengharapkan kritik dan saran yang membangun.
Harapan kami, supaya kami semua dengan mengerjakan makalah ini bisa menambah ilmu bagi kami yang membuatnya dan juga bermanfaat bagi yang membacanya.
Tim Penulis
DAFTAR ISI
Kata Pengantar............................................................................. i Daftar Isi..................................................................................... ii BAB I Pendahuluan 1.1
Latar Belakang............................................................ 1
1.2
Tujuan Penulisan......................................................... 2
BAB II Pembahasan 2.1
Pengertian Inhibitor.................................................... 3
2.2
Tipe inhibitor.............................................................. 4 2.2.1 Ireversible Inhibitor............................................ 4 2.2.2 Reversible Inhibitor............................................. 5 a. Competitive Reversible................................... 5 b. Noncompetitive Reversible.............................. 9 c. Uncompetitive Reversible................................ 9
2.3
Feedback Inhibitor....................................................... 9
BAB III Penutup 3.1
Kesimpulan................................................................ 11
Daftar Pustaka.............................................................................. 12
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik. Molekul awal yang disebut substrat akan dipercepat perubahannya menjadi molekul lain yang disebut produk. Jenis produk yang akan dihasilkan bergantung pada suatu kondisi/zat, yang disebut promoter. Semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat dalam suatu arah lintasan metabolisme yang ditentukan oleh hormon sebagai promoter. 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. Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama adalah substrat, suhu, keasaman, kofaktor dan inhibitor. Tiap enzim memerlukan suhu dan pH (tingkat keasaman) optimum yang berbeda-beda karena enzim adalah protein, yang dapat mengalami perubahan bentuk jika suhu dan keasaman berubah. Di luar suhu atau pH yang sesuai, enzim tidak dapat bekerja secara optimal atau strukturnya akan mengalami kerusakan. Hal ini akan menyebabkan enzim kehilangan fungsinya sama sekali. Kerja enzim juga dipengaruhi oleh molekul lain. N amun dalam kerja enzim juga dikenal degan istilah inhibitor. Inhibitor enzim adalah molekul yang mengikat enzim dan menurunkan aktivitas mereka. Sejak menghalangi aktivitas enzim yang dapat membunuh patogen atau memperbaiki ketidakseimbangan metabolisme, banyak obat yang merupakan inhibitor enzim. Mereka juga digunakan sebagai herbisida dan pestisida. Tidak semua molekul yang mengikat enzim inhibitor; aktivator enzim mengikat enzim dan meningkatkan aktivitas enzimatik, sedangkan substrat enzim mengikat dan dikonversi ke produk dalam siklus katalitik normal enzim.
1.2
Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan makaah ini ialah untuk mengetahui dan memahami 1. Pengertian inhibitor. 2. Fungsi dari inhibitor. 3. Tipe-tipe inhibitor: -
Irreversible inhibitor
-
Reversible inhibitor.
-
Inhibitor umpan balik.
BAB II INHIBITOR
2.1
Pengertian Inhibitor
Sifat inhibitor berlawanan dengan katalis, yang mempercepat laju reaksi. Zat inhibitor atau yang biasa disebut inhibitor saja adalah suatu molekul atau zat yang menghambat kerja enzim. Inhibitor enzim adalah molekul yang mengikat enzim dan menurunkan aktivitas mereka. Sejak menghalangi aktivitas enzim yang dapat membunuh metabolisme,
patogen banyak
atau obat
memperbaiki yang
ketidakseimbangan
merupakan
inhibitor
enzim.
Mereka juga digunakan sebagai herbisida dan pestisida. Tidak semua molekul yang mengikat enzim inhibitor; aktivator enzim mengikat enzim dan meningkatkan aktivitas enzimatik, sedangkan substrat enzim mengikat dan dikonversi ke produk dalam siklus katalitik normal enzim. Pengikatan inhibitor dapat menghentikan substrat memasuki situs aktif enzim dan / atau menghalangi enzim dari catalysing reaksinya. Mengikat inhibitor adalah baik reversibel atau ireversibel. Inhibitor ireversibel biasanya bereaksi dengan enzim
dan
mengubahnya
secara
kimia
(misalnya
melalui
pembentukan ikatan kovalen). Inhibitor ini mengubah residu asam amino
kunci
yang
dibutuhkan
untuk
aktivitas
enzimatik.
Sebaliknya, inhibitor reversibel mengikat jenis non-kovalen dan berbeda inhibisi yang dihasilkan tergantung pada apakah inhibitor mengikat enzim, kompleks enzim-substrat, atau keduanya. Molekul obat Banyak inhibitor enzim, sehingga penemuan mereka dan perbaikan adalah bidang penelitian aktif dalam biokimia dan farmakologi. Sebuah inhibitor enzim obat sering dinilai oleh kekhususan (kurangnya mengikat protein lain) dan potensinya
(disosiasi
konstan,
yang
menunjukkan
konsentrasi
yang
dibutuhkan untuk menghambat enzim). Sebuah kekhususan tinggi dan potensi memastikan bahwa obat yang akan memiliki sedikit efek samping dan dengan. Kegunaan inhibitor, oleh karena inhibitor menghambat fungsi enzim, inhibitor sering digunakan sebagai obat. Contohnya adalah inhibitor yang digunakan sebagai obat aspirin. Aspirin menginhibisi enzim COX-1 dan
COX-2 yang
memproduksi
pembawa
pesan
peradangan
prostaglandin, sehingga ia dapat menekan peradangan dan rasa sakit. Namun, banyak pula inhibitor enzim lainnya yang beracun. Sebagai
contohnya, sianida
yang
merupakan
inhibitor
enzim
ireversibel, akan bergabung dengan tembaga dan besi pada tapak aktif enzim sitokrom c oksidase dan memblok pernapasan sel.
2.2
Tipe Inhibitor
Aktivitas suatu enzim dapat dihambat oleh suatu senyawa yang dikenal sebagai inhibitor. Inhibitor digolongkan menjadi 2 jenis utama,
yaitu:
a)
yang
bekerja
secara
tidak
dapat
balik
(irreversible), b) yang bekerja secara dapat balik (reversible).
2.2.1 Irreversible Inhibitor (Inhibitor yang tidak dapat dibalik)
Inhibitor ini berikatan dengan sisi aktif enzim secara kuat sehingga tidak dapat terlepas. Penghambat tak dapat balik adalah golongan yang bereaksi dengan, atau merusakkan suatu gugus fungsional pada molekul enzim yang penting bagi aktivitas katalitiknya.
Irreversible Inhibition E + S
ES
E + P
KS
+ I KI
EI
Gambar 1. Inhibitor Irreversible Enzim menjadi tidak aktif dan tidak dapat kembali seperti semula (irreversibel).
Contohnya,
diisopropil-fluorofosfat
(DFT)
yang
menghambat kerja asetilkolinesterase. Enzim asetilkolinesterase adalah
enzim
yang
penting
dalam
transmisi
implus
saraf.
Penghambatan asetilkolinesterase menyebabkan kekejangan otot. Diisoprofilfluorofosfat ini digunakan sebagai insektisida.
2.2.2 Reversible Inhibitor (Inhibitor yang dapat dibalik)
Inhibitor reversibel adalah penghambat yang tidak berikatan secara kuat dengan enzim. Oleh sebab itu, penghambatan ini dapat dibalikkan. Penghambat enzim dapat balik juga telah memberikan banyak informasi penting mengenai struktur sisi aktif berbagai enzim. Penghambatan reversibel melibatkan mengikat noncovalent inhibitor dan selalu dapat dibalik, setidaknya pada prinsipnya, dengan menghilangkan inhibitor. Inhibitor reversibel dibedakan menjadi competitive reversible (penghambatan kompetitif), non competitive
reversible
(penghambatan
non
kompetitif),
dan
uncompetitive reversible (penghambatan un-kompetitif).
a. Competitive Reversible (Penghambat kompetitif)
Suatu penghambat kompetitif berlomba dengan substrat untuk berikatan dengan sisi aktif enzim tetapi, sekali terikat tidak dapat
diubah oleh enzim tersebut. Ciri penghambat kompetitif adalah penghambatan ini dapat dibalikkan atau diatasi hanya dengan meningkatkan konsentrasi substrat. Sebagai contoh, jika suatu enzim 50% dihambat pada konsentrasi tertentu dari substrat dan penghambat
kompetitif,
kita
dapat
mengurangi
persentase
penghambat dengan meningkatkan konsentrasi substrat. E + S
↔
ES
E + S + I
↔
→
E + P
(produk)
EI + S (enzim inaktif)
Gambar 2. Inhibitor kompetitif secara reversibel.
Penghambat kompetitif biasanya menyerupai substrat normal pada struktur tiga dimensinya. Karena persamaan ini, penghambat kompetitif
"menipu"
Sebenarnya,
enzim
penghambatan
untuk
kompetitif
berikatan dapat
dengannya.
dianalisa
secara
kuantitatif oleh teori Michaelis-Menton.
Contoh
jenis
kompetitif
penghambatan
kompetitif
dehidrogenase suksinat
adalah
oleh anion
penghambatan malonat
dan
oksaloasetat. Dehidrogenase suksinat adalah anggota golongan enzim
yang
mengkalatisis
siklus
asam
sitrat
yang
dapat
membebaskan 2 atom hidrogen dari suksinat. Dehidrogenase suksinat dihambat oleh malonat yang struktur molekulnya mirip suksinat.
Gambar 3. Teori Enzim Inhibitor oleh Michaelis-Menton
Gambar 4. Macam Inhibitor Reversible
b. Non Competitive Reversible (Penghambat non-kompetitif)
Inhibitor nonkompetitif biasanya berupa senyawa kimia yang tidak mirip dengan substrat dan berikatan pada sisi selain sisi aktif enzim. Ikatan ini menyebabkan perubahan bentuk enzim sehingga sisi aktif enzim tidak sesuai lagi dengan substratnya. Contohnya, antibiotik penisilin menghambat kerja enzim penyusun dinding sel bakteri.
Inhibitor
ini
bersifat
reversibel,
tetapi
tidak
dihilangkan dengan menambahkan konsentrasi substrat.
Noncompetitive Inhibition E+S
ES KS
+ I
E+P
+ I
KI
EI + S
KI KS
EIS
Gambar 5. Penghambat Nonkompetitif.
dapat
c. Uncompetitive Reversible (Penghambat unkompetitif)
Pada inhibisi tak kompetitif, inhibitor tidak dapat berikatan dengan enzim bebas, namun hanya dapat dengan komples ES. Kompleks EIS yang terbentuk kemudian menjadi tidak aktif. Jenis inhibisi ini sangat jarang, namun dapat terjadi pada enzim-enzim multimerik.
Uncompetitive Inhibition E+S
ES KS
E+P
+ I KI
EIS Gambar 6. Penghambat unkompetitif.
2.3
Feedback Inhibitor (Penghambat umpan balik)
Dalam sistem biologis, kecepatan kerja enzim dapat dipengaruhi oleh kehadiran suatu molekul lain yang dapat berperan sebagai pemicu (activator ) atau penghambat (inhibitor ), keduanya biasanya disebut
secara
bersama-sama
sebagai
efektor.
Pola
umum
pengontrolan jalur metabolisme biasanya terjadi ketika enzim pertama pada jalur metabolisme tersebut dihambat kerjanya oleh hasil akhir dari jalur metabolisme tersebut. Penghambatan ini biasanya dinamakan feedback inhibition.
A
B E1
C E2
D E3
Z E4
En
E1 dihambat oleh produk (Z) Gambar 7. Mekanisasi penghambat umpan balik Pengontrolan
model feedback inhibition,
dimana
enzim
yang
bekerja pada tahap awal (E1) dihambat kerjanya oleh produk akhir (Z), memberikan keuntungan pada sel, yaitu organisme tersebut dapat mengatur supply energi, dan mencegah menumpuknya senyawa intermediet (B-C-D
…)
selama
proses
metabolisme
terjadi.
E3 dihambat oleh Y
D E3 A
B
E1
Y E4
En
C
E2
E3 E
E1 dihambat oleh C
Z E4
En
E3 dihambat oleh Z Gambar 8. Mekanisme Sequential Feedback Inhibition.
Banyak jalur metabolisme dalam tubuh organisme berbentuk cabang, sehingga proses feedback inhibition yang terjadi dapat berlangsung di beberapa lokasi. Mekanisme penghambatan ini dinamakan sequential feedback inhibition .
BAB III PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Inhibitor
enzim
adalah
molekul
yang
mengikat
enzim
dan
menurunkan aktivitas mereka. Sejak menghalangi aktivitas enzim yang
dapat
membunuh
patogen
atau
memperbaiki
ketidakseimbangan metabolisme, banyak obat yang merupakan inhibitor enzim. Mereka juga digunakan sebagai herbisida dan pestisida. Kegunaan inhibitor, oleh karena inhibitor menghambat fungsi enzim, inhibitor sering digunakan sebagai obat. Contohnya adalah inhibitor yang digunakan sebagai obat aspirin. Aspirin menginhibisi enzim COX-1 dan COX-2 yang memproduksi pembawa pesan peradangan prostaglandin, sehingga ia dapat menekan peradangan dan rasa sakit. Namun, banyak pula inhibitor enzim lainnya yang beracun. Sebagai contohnya, sianida yang merupakan inhibitor enzim ireversibel, akan bergabung dengan tembaga dan besi pada tapak aktif enzim sitokrom c oksidase dan memblok pernapasan sel.
Aktivitas suatu enzim dapat dihambat oleh suatu senyawa yang dikenal sebagai inhibitor. Inhibitor digolongkan menjadi 2 jenis utama,
yaitu:
a)
yang
bekerja
secara
tidak
dapat
balik
(irreversible), b) yang bekerja secara dapat balik (reversible) Pola
umum pengontrolan jalur metabolisme biasanya terjadi ketika enzim pertama pada jalur metabolisme tersebut dihambat kerjanya oleh hasil akhir dari jalur metabolisme tersebut. Penghambatan ini biasanya dinamakan feedback inhibition..