karbohidrat dan enzim

7/24/2019 Karbohidrat Dan Enzim

1/20

I. KARBOHIDRAT

1.1 Susunan Kimia

Molekul karbohidrat terdiri atas atom-atom karbon, hidrogen dan oksigen.

Jumlah atom hidrogen dan oksigen merupakan perbandingan 2:1 seperti pada molekul

air. Ada beberapa senyawa yang mempunyai rumus empiris seperti karbohidrat, tetapi

bukan karbohidrat, misalnya C2H!2 adalah asam asetat atau hidroksiasetaldehida.

"engan demikian senyawa yang termasuk karbohidrat tidak hanya ditin#au dari rumus

empirisnya sa#a, tetapi yang penting ialah rumus strukturnya. $erdasarkan gugus yang

ada pada molekul karbohidrat, maka karbohidrat dapat dide%inisikan sebagai

polihidroksialdehida atau polihidroksiketon serta senyawa yang menghasilkannya pada

proses hidrolisis.

1.2 Penulisan Struktur

1 &royeksi 'is(her

Molekul karbohidrat terbentuk dari rantai atom karbon dan tiap atom karbon

mengikat atom atau gugus tertentu. Apabila atom karbon mengikat empat atom atau

gugus yang berlainan, maka atom karbon tersebut dinamakan atom karbon asimetrik,

karena pada molekul tersebut tidak terdapat bidang simetri.

)umus struktur gliseraldehida dapat digambarkan dengan model bola dan

batang maupun dengan rumus proyeksi

"ari rumus tersebut tampak bahwa gliseraldehida terdapat dalam dua bentuk

atau kon%igurasi *+ dan ++ yang saling merupakan bayangan (ermin. "engan demikian

bentuk + dan ++ merupakan pasangan enansiomer.

&erbedaan si%at antara kedua enansiomer ialah pada pemutaran bidang getar

(ahaya terpolarisasi. Apabila (ahaya terpolarisasi dilewatkan pada larutan salah satu

enansiomer, maka bidang getarnya akan mengalami perubahan posisi, yaitu berputar ke

arah kanan atau kiri. &roses pemutaran bidang getar (ahaya terpolarisasi disebut

pemutaran (ahaya terpolarisasi, dinamakan #uga rotasi optik, sedangkan senyawa yang

dapat menyebabkan ter#adinya pemutaran (ahaya terpolarisasi dikatakan mempunyai

si%at optik. !leh karena itu kedua enansiomer ini #uga disebut isomer optik.

nansiomer yang memutar (ahaya terpolarisasi ke kanan diberi tanda * atau d

*dekstro, sedangkan yang memutar ke kiri diberi tanda *- atau l *le/o. Jadi *

gliseraldehida atau d-gliseraldehida artinya gliseraldehida yang memutar (ahaya


2/20

terpolarisasi ke kanan sedangkan *- asam gliserat berarti asam gliserat yang memutar

(ahaya terpolarisasi ke kiri.

Asam gliserat yang mempunyai kon%igurasi sama dengan * gliseraldehida

ternyata memutar (ahaya terpolarisasi ke kiri. !leh karena itu kon%igurasi molekul *

gliseraldehida di#adikan patokan dengan diberi tanda ". nansiomer *- gliseraldehida

diberi tanda 0.

"alam hal ini yang men#adi patokan adalah atom C asimetrik yang ter#auh dari

gugus %ungsi. &ada bentuk " atom C tersebut mengikat gugus !H di sebelah kanan

dan atom H di sebelah kiri, sedangkan pada bentuk 0 atom C asimetrik yang ter#auh

dari gugus %ungsi mengikat gugus !H di sebelah kiri dan atom H di sebelah kanan.

2 &royeksi Haworth

Jika kristal glukosa murni dilarutkan dalam air, maka larutannya akan memutar

(ahaya terpolarisasi ke arah kanan. amun bila larutan itu dibiarkan beberapa waktu

dan diamati putarannya, terlihat bahwa sudut putaran berubah men#adi makin ke(il,

hingga lama-kelamaan men#adi tetap. &eristiwa ini disebut mutarotasi, yang berarti

perubahan rotasi. $eberapa #enis karbohidrat #uga menun#ukkan adanya si%at ini.

&ada peristiwa mutarotasi, glukosa yang larut air berubah men#adi bentuk lain

yang mempunyai rotasi spesi%ik yang berbeda. "engan demikian sudut putarannya akan

berubah pula. 0ama-kelamaan sudut putaran men(apai harga tetap karena telah ter(apai

keseimbangan antara kedua bentuk glukosa tersebut.

Adanya dua ma(am bentuk molekul glukosa ini disebabkan oleh ter#adinya

reaksi antara gugus aldehida dengan gugus !H yang membentuk hemiasetal, seperti

reaksi antara aldehida dan alkohol

Aldehida alkohol hemiasetal

3ugus aldehida pada molekul glukosa bereaksi dengan gugus !H yang terikat

pada atom C nomor 4, sehingga terbentuk dua ma(am hemiasetal siklik yang disebut

anomer 5 dan anomer 6.

Anomer 5-"-glukosa dan anomer 6-"-glukosa memiliki perbedaan pada letak

gugus !H dan atom H yang terikat pada atom C nomor 1. &ada molekul 5-"-glukosa


3/20

gugus !H terletak di sebelah kanan *rumus proyeksi, sedangkan pada 6-"-glukosa

gugus !H terletak di sebelah kiri. Atom C nomor 1 men#adi atom C asimetrik dan

dengan demikian pada molekul tersebut terdapat 4 atom C asimetrik.

7ir 8alter orman Haworth *199-1;4


4/20

'ruktosa adalah suatu ketoheksosa yang mempunyai si%at memutar (ahaya

terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut #uga le/ulosa. 'ruktosa mempunyai rasa

lebih manis daripada glukosa, #uga lebih manis daripada sukrosa.

( 3alaktosa

3alaktosa merupakan monosakarida yang tidak terdapat bebas di alam.

>mumnya berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat

dalam susu. 3alaktosa mempunyai rasa kurang manis daripada glukosa dan kurang

larut dalam air. 3alaktosa mempunyai si%at memutar bidang (ahay terpolarisasi ke

kanan

&ada proses oksidasi oleh asam nitrat pekat dan dalam keadaan panas galaktosa

menghasilkan asam musat yang kurang larut dalam air bila dibandingkan dengan asam

sakarat yang dihasilkan oleh oksidasi glukosa.

d &entosaMerupakan aldopentosa dan tidak terdapat dalam keadaan bebas di alam.

Merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat ke(il,

sehingga tidak penting sebagai sumber energy. )ibosa dan deoksiribosa merupakan

bagian asam nukleat dalam inti sel. ?arena dapat disintesis oleh semua hewan, ribose

dan deoksiribosa tidak merupakan @at gi@i esensial.

2 !ligosakarida

!ligosakarida merupakan gabungan dari molekul-molekul monosakarida yang

#umlahnya antara 2 sampai dengan 1< molekul monosakarida. 7ehingga oligosakarida

dapat berupa disakarida, trisakarida, ra%inosa, dan stakiosa.

a )a%inosa

)a%inosa adalah suatu trisakarida yang terdiri atas tiga molekul monosakarida

yang berikatan, yaitu galaktosa-glukosa-%ruktosa. Atom karbon 1 pada galaktosa

berikatan dengan atom karbon pada glukosa, selan#utnya atom karbon 1 pada glukosa

berikatan dengan atom karbon 2 pada %ruktosa. !leh karenanya pada molekul ra%inosa

tidak terdapat gugus !H.b 7takiosa

7takiosa adalah suatu tetrasakarida. "engan #alan hidrolisis sempurna, stakiosa

menghasilkan 2 molekul galaktosa, 1 molekul glukosa, dan 1 molekul %ruktosa. &ada

hidrolisis parsial dapat dihasilkan %ruktosa dan manotriosa suatu trisakarida. 7takiosa

tidak mempunyai si%at mereduksi.

"isakarida

"isakarida merupakan suatu molekul yang dibentuk dua molekul monosakaridayang berikatan satu sama lain. "isakarida merupakan #enis karbohidrat yang banyak


5/20

dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupan sehari-hari. 7etiap molekul disakarida

akan terbentuk dari gabungan 2 molekul monosakarida. Ada tiga #enis disakarida, yaitu

sukrosa, maltosa, dan laktosa.

a 7ukrosa

7ukrosa terbentuk dari ikatan glikosida antara karbon nomor 1 pada glukosa

dengan karbon nomor 2 pada %ruktosa.kedua atom tersebut adalah atom karbon yang

mempunyai gugus !H glikosidik, atau atom karbon yang merupakan gugus aldehida

pada glukosa dan gugus keton pada %ruktosa. !leh karena itu molekul sukrosa tidak

mempunyai gugus aldehida atau keton bebas, atau tidak mempunyai gugus !H

glikosidik. 7ukrosa mempunyai si%at memutar (ahaya terpolarisasi ke kanan.

7ukrosa

*5-"-glukopiranosil-6-"-%rukto%uranosida

b 0aktosa

"engan hidrolisis laktosa akan menghasilkan "-galaktosa dan "-glukosa,

karena itu laktosa adalah suatu disakarida. +katan galaktosa dan glukosa ter#adi antara

atom karbon nomor 1 pada galaktosa dan atom karbon nomor pada glukosa. !leh

karenanya molekul laktosa masih mempunyai gugus !H glikosidik. "engan demikian

laktosa mempunyai si%at mereduksi dan mutarotasi.

0aktosa *bentuk 5

*6-"-galaktopiranosil-5-"-glukopiranosa

( Maltosa

Maltosa adalah suatu disakarida yang terbentuk dari dua molekul glukosa.

+katan yang ter#adi ialah antara atom karbon nomor 1 dan atom karbon nomor , oleh

karenanya masih mempunyai gugus !H glikosidik dan dengan demikian masih

mempunyai si%at mereduksi.


6/20

Maltose *bentuk 5

*5-"-glukopiranosil-5-"-glukopiranosa

&olisakarida

?arbohidrat kompleks ini dapat mengandung sampai


7/20

Apabila monosakarida dipanaskan dengan asam kuat yang pekat akan

menghasilkan %ur%ural atau deri/atnya. )eaksi pembentukan %ur%ural ini adalah reaksi

dehidrasi atau pelepasan molekul air dari suatu senyawa.

&entosa-pentosa hampir se(ara kuantitati% semua terdehidrasi men#adi %ur%ural.

"engan dehidrasi heksosa-heksosa menghasilkan hidroksimetil%ur%ural. !leh karena

%ur%ural atau deri/atnya dapat membentuk senyawa yang berwarna apabila direaksikan

dengan 5 na%tol atau timol. )eaksi ini dapat di#adikan reaksi pengenal untuk

karbohidrat.

&embentukan !sa@on

7emua karbohidrat yang mempunyai gugus aldehida atau keton bebas akan

membentuk osa@on bila dipanaskan bersama %enilhidra@in berlebih. !sa@on yang ter#adi

mempunyai bentuk kristal dan titik lebur yang khas bagi masing-masing karbohidrat.

Hal ini sangat penting artinya karena dapat digunakan untuk mengidenti%ikasi

karbohidrat dan merupakan salah satu (ara untuk membedakan beberapa monosakarida.

&ada reaksi antara glukosa dengan %enilhidra@in, mula-mula terbentuk "-

glukosa%enilhidra@on, kemudian reaksi berlan#ut hingga terbentuk "-glukosa@on.

&embentukan ster

Adanya gugus hidroksil pada karbohidrat memungkinkan ter#adinya ester

apabila direaksikan dengan asam. Monosakarida mempunyai beberapa gugus !H dan

dengan asam %os%at dapat menghasilkan ester asam %os%at. &roses esteri%ikasi dengan

asam %os%at yang berlangsung dalam tubuh kita disebut #uga proses %os%orilasi.

4 +somerisasi

3lukosa dalam larutan basa en(er akan berubah sebagian men#adi %ruktosa dan

manosa. ?etiga monosakarida ini ada dalam keadaan keseimbangan. "emikian pula,

apabila yang dilarutkan itu %riktosa atau manosa, keseimbangan antara ketiga

monosakarida akan ter(apai #uga . reaksi ini dikenal sebagai trans%ormasi 0obry de

$ruin.

&embentukan 3likosida

Apabila glukosa direaksikan dengan metilalkohol, menghasilkan dua senyawa.?edua senyawa ini dapat dipisahkan satu dari yang lain dan keduanya tidak memiliki


8/20

si%at aldehida. ?eadaan ini membuktikan bahwa yang men#adi pusat reaksi adalah

gugus !H yang terikat pada atom karbon nomor 1. 7enyawa yang terbentuk adalah

suatu asetal dan disebut glikosida. +katan yang ter#adi antara gugus metil dengan

monosakarida disebut ikatan glikosida dan gugus !H yang bereaksi disebut gugus

!H glikosidik.

1.#. Deri$at Karbohirat

1 Asam-asam

!ksidasi terhadap monosakarida dapat menghasilkan beberapa ma(am asam.

7ebagai (ontoh oksidasi glukosa menghasilkan asam glukonat, asam glukarat dan asam

glukuronat. "-asam glukarat dapat ter#adi pada oksidasi glukosa dengan asam kuat.

2 3ula Amino

Ada tiga senyawa yang penting dalam kelompok ini, yaitu "-glukosamina, "-

galaktosamina. &ada umumnya senyawa-senyawa ini berikatan dengan asam uronat dan

merupakan bagian dari mukopolisakarida. Asam hialuronat adalah suatu polimer yang

terdiri atas unit-unit disakarida.

Alkohol

$aik gugus aldehida maupun gugus keton pada monosakarida dapat direduksi

men#adi gugus alkohol dan senyawa yang terbentuk adalah polihidroksi alkohol.

II. %&'I(2.1. n@im

Pengaruh Inhibitor

Hambatan Re$ersibel.

=elah di#elaskan bahwa mekanisme en@im dalam suatu reaksi ialah melalui

pembentukan kompleks en@im-substrat, 7. !leh karena itu hambatan atau inhibisi

pada suatu reaksi yang menggunakan en@im sebagai katalis dapat ter#adi apabila

penggabungan substrat pada bagian akti% en@im mengalami hambatan. Molekul atau ion

yang dapat menghambat reaksi tersebut dinamakan inhibitor. Hambatan terhadap

akti/itas en@im dalamsuatu reaksi kimia ini mempunyai arti yang penting, karena


9/20

hambatan tersebut #uga merupakan mekanisme pengaturan reaksi-reaksi yang ter#adi

dalam tubuh kita. "i samping itu, hambatan ini dapat memberikan gambaran lebih #elas

tentang mekanisme ker#a en@im.

Hambatan yang dilakukan oleh inhibitor dapat berupa hambatan tidak re/ersibel

atau hambatan re/ersibel. Hambatan tidak re/ersibel pada umumnya disebabkan oleh

ter#adinya proses destruksi atau modi%ikasi sebuah gugus %ungsi atau lebih yang

terdapat pada molekul en@im. Hambatan re/ersibel dapat berupa hambatan bersaing

atau hambatan tidak bersaing.

Hambatan bersaing. Hambatan bersaing disebabkan karena ada molekul yang

mirip dengan substrat, yang dapat pula membentuk kompleks, yaitu kompleks en@im

inhibitor *+. &embentukan kompleks + ini sama dengan pembentukan kompleks 7,

yaitu melalui penggabungan inhibitor dengan en@im pada bagian akti% en@im. "engan

demikian ter#adi persaingan antara inhibitor dengan substrat terhadap bagian akti%

en@im melalui reaksi sebagai berikut:

7 7

+ +

+nhibitor yang menyebabkan hambatan bersaing disebut inhibitor bersaing. Asam

malonat, oksalat dan oksaloasetat dapat menghambat ker#a en@im suksinat

dehidrogenase dalam reaksi dehidrogenase asam suksinat.

Asam malonat, oksalat dan oksaloasetat mempunyai struktur yang mirip dengan

rumus asam suksinat.

C!!H C!!H

CH2 -2H CH

CH2 CH

C!!H C!!H

Asam suksinat asam %umarat

C!!H C!!H C!!H

CH2 C!!H CH2


10/20

C!!H C B !

C!!H

Asam malonat asam oksalat asam oksaloasetat

+nhibitor bersaing menghalangi terbentuknya kompleks 7 dengan (ara

membentuk komplek +. $erbeda dengan kompleks 7, kompleks + ini tidak dapat

membentuk hasil reaksi &.

7 7 & * membentuk hasil reaksi

+ + *tidak terbentuk hasil reaksi

"engan demikian adanya inhibitor bersaing dapat mengurangi peluang bagi

terbentuknya kompleks 7 dan hal ini menyebabkan berkurangnya ke(epatan reaksi.

&engaruh inhibitor bersaing ini tidak tergantung pada konsentrasi inhibitor sa#a,

tetapi #uga pada konsentrasi substrat. &engaruh inhibitor dapat dihilangkan dengan (ara

menambah substrat dalam konsentrasi besar. &ada konsentrasi substrat yang sangat

besar, peluang terbentuknya kompleks 7 #uga makin besar. ?e(epatan reaksi

maksimum * maks dapat ter(apai pada konsentrasi substrat yang besar. Hubungan

antara ke(epatan reaksi dengan konsentrasi substrat D7E pada reaksi yang dihambat

oleh inhibitor bersaing terlihat pada gambar di bawah ini.

)A(BAR

Hubungan antara 1F dengan 1FDsE pada reaksi yang dihambat oleh inhibitor

bersaing di#elaskan dengan persamaan 0inewea/er $urk sebagai berikut

1

V=

1

Vmaks

+ Km

Vmaks

(1+[I]K1) 1[S]

"alam persamaan tersebut, D+E adalah konsentrasi inhibitor, dan ?1 ialah konstanta

penguraian kompleks en@im inhibitor +.

+ +

K1=

[E ][I][EI]

&ersamaan 0inewea/er-$urk tersebut menun#ukkan hubungan linear +F terhadap

+FD7E sebagaimana tampak pada gambar

)ambar


11/20

"ari gra%ik di atas tampak bahwa harga makstidak berubah.

?emiringan garis pada reaksi dengan inhibitor bersaing adalah:

Km

Vmaks

(1+[I]K1)

Jadi makin besar konsentrasi inhibitor, makin besar pula sudut kemiringan garis

gra%ik tersebut dan bila D+E B ntuk reaksi tanpa inhibitor atau D+E B ntuk memperoleh gra%ik 0inewea/er-$urk tersebut dapat dilakukan

serangkaian eksperimen dengan D+E yang sama dengan harga D7E yang berbeda-beda.

>ntuk membandingkan suatu hasil eksperimen, dapat pula dilakukan serangkaian

eksperimen lagi dengan harga D+E lain yang tetap dan harga D7E yang berbeda-beda.Hambatan tidak bersaing. Hambatan tidak bersaing ini *non competitive

inhibition tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi substrat dan inhibitor yang

melakukannya disebut inhibitor tidak bersaing. "alam hal ini inhibitor dapat bergabung

dengan en@im pada suatu bagian en@im di luar bagian akti%. &enggabungan antara

inhibitor dengan en@im ini ter#adi pada en@im bebas, atau pada en@im yang telah

mengikat substrat yaitu kompleks en@im-substrat.

+ +

7 + 7+

&enggabungan inhibitor dengan en@im bebas menghasilkan kompleks +,

sedangkan penggabungan dengan kompleks 7 menghasilkan kompleks 7+. $aik

kompleks + maupun 7+ bersi%at inakti%. +ni berarti bahwa kedua kompleks tersebut

tidak dapat menghasilkan hasil reaksi yang diharapkan.

Hambatan tidak bersaing ini dapat pula diketahui dari gra%ik yang

menggambarkan hubungan antara dengan D7E, atau hubungan antara 1F dengan 1F


12/20

D7E. $ila digambarkan hubungan antara dengan D7E maka akan ter#adi gra%ik seperti

pada gambar

)A(BAR hubungan antara $ engan S

Adanya inhibitor akan memperke(il harga maks, sedangkan harga ?m tidak

berubah. 3ra%ik yang ter#adi bila digambarkan hubungan antara 1F terhadap 1FD7E

seperti pada gambarI

"ari gambarI tampak bahwa gra%ik reaksi tanpa inhibitor maupun dengan

inhibitor memotong sumbu pada titik yang sama, yaitu pada harga -1F?m. titik

potong gra%ik dengan sumbu y untuk reaksi tanpa inhibitor terdapat pada harga 1Fmaks

sedangkan untuk reaksi dengan inhibitor tidak bersaing terdapat pada harga.

1

Vmaks

=(1+

[I]

K1)

Jadi, makin besar harga D+E makin besar harga 1F atau harga men#adi semakin

ke(il.

)A(BAR gra"ik *ine+ea$er,Burk

$aik dari gra%ik Mi(haelis-Menten maupun gra%ik 0inewea/er-$urk tampak

bahwa pada harga D7E yang sangat besar pun harga maksuntuk reaksi dengan inhibitor

atau dengan kata lain hambatan tidak bersaing pada suatu reaksi tidak dapat diatasidengan #alanmemperbesar konsentrasi substrat.

Contoh inhibitor tidak bersaing yang banyak dikenal ialah ion-ion logam berat

*Cu, Hg, dan Ag yang dapat berhubungan dengan gugus 7H yang terdapat pada

sistein dalam en@im.

en@im7H Ag en@im7Ag H

"engan (ara berikatan dengan ion logam berat maka gugus 7H tidak lagi

mempunyai akti/itas katalitik bagi en@im tersebut. $eberapa #enis en@im yang

membutuhkan ion logam sebagai a(ti/ator dapat pula mengalami hambatan tidak

bersaing dengan ion yang dapat mengikat a(ti/ator tersebut. +on C-dapat mengambat

en@im yang menggunakan inon 'e atau 'e, karena terbentuknya ion kompleks

%erosianida atau %erisianida yang bersi%at inakti%. "emikian pula etilen diamida tetra

asetat *"=A dapat mengikat ion-ion ber/alensi dua misalnya Mgsehingga dapat

pula menghambat en@im yang menggunakan ion tersebut sebagai akti/atornya.

Hambatan Tiak Re$ersibel


13/20

Hambatan tidak re/ersibel ini dapat ter#adi karena inhibitor bereaksi tidak

re/ersibel dengan bagian tertentu pada en@im, sehingga mengakibatkan berubahnya

bentuk en@im. "engan demikian mengurangi akti/itas katalitik en@im tersebut. 7ebagai

(ontoh inhibitor dalam hal ini ialah molekul iodoase-tamida yang dapat bereaksi

dengan gugus 7H suatu en@im tertentu.

n@im 7H +CH2C!H2 en@im 7 CH2C!H H+

)eaksi ini berlangsung tidak re/ersibel sehingga menghasilkan produk reaksi

dengan sempurna. +nhibitor lain ialah diisopropil %os%o%luoridat. +nhibitor ini termasuk

senyawa %os%or organi( yang bersi%at ra(un, karena dapat berkaitan dengan asetilkolin

esterase yang terdapat dan ber%ungsi pada sistem syara% pusat.

3AM$A) diisopropil%os%o%luoridat dan ester diisipropil%os%at

"engan terbentuknya ester ini maka en@im tidak dapat ber%ungsi sebagaimana

mestinya, sehingga dapat mengganggu ker#a sel syara% pusat. ster yang terbentuk

bersi%at stabil dan tidak mudah terhidrolisis. "engan demikian hambatan yang

diakibatkan oleh diisopropil%os%o%luoridat ini merupakan hambatan tidak re/ersibel.

Hambatan Alosterik

Ada beberapa en@im yang si%at kinetiknya tidak dapat diterangkan dengan model

Mi(haelis-Menten. 7ebagai (ontoh bila dibuat gra%ik ke(epatan reaksi terhadap

konsentrasi substrat, maka untuk beberapa en@im tersebut tidak terbentuk hiperbola,

tetapi akan ter#adi gra%ik yang berbentuk sigmoida.

Hambatan yang ter#adi pada en@im alosetrik dinamakan hambatan alosetrik,

sedangkan inhibitor yang menghambat dinamakan inhibitor alosetrik.

$entuk molekul inhibitor alosetrik ini berbeda dengan molekul sustrat. +nhibitor

alosetrik berikatan dengan en@im pada tempat di luar bagian akti% en@im. "engan

demikian hambatan ini tidak akan dapat diatasi dengan penambahan se#umlah besar

substrat. =erbentuknya ikatan antara en@im dengan inhibitor mempengaruhi kon%ormasi

en@im, sehingga bagian akti% mengalami perubahan bentuk. Akibatnya ialah

penggabungan substrat pada bagian akti% en@im terhambat.

=reonin sebagai substrat tidak dapat bergabung dengan en@im karena bentuk

bagian akti% en@im berubah setelah en@im berikatan dengan isoleusin sebagai inhibitor.

&ada tahun 1;4 suatu model untuk en@im alosetrik dikemukakan oleh Ja(ues-

Monod, Je%%ries 8yman dan Jean &iere Changeu. Mereka mengadakan pendekatan

bahwa en@im alosetrik terdiri atas dua buah subunit yang identik. 7etiap subunit


14/20

mempunyai bagian akti%, #adi tiap subunit dapat mengikat molekul substrat. Mereka

mengembangkan model, bahwa ada dua bentuk atau kon%ormasi untuk tiap subunit

yang mereka sebut bentuk = dan bentuk ). bentuk = mempunyai a%initas rendah

terhadap substrat, sebaliknya bentuk ) mempunyai a%initas tinggi terhadap

substrat.bentuk = dapat berubah men#adi bentuk ) dan begitu pula sebaliknya.

3ambar bentuk = dan bentuk )

Asumsi penting yang dikemukakan tentang model ini ialah bahwa kedua subunit

harus dalam keadaan atau kon%ormasi yang sama. Jadi bentuk )) atau == adalah

kon%ormasi yang diperbolehkan, sedangkan bentuk )= tidak ada. "alam keadaan tanpa

substrat, en@im alosetrik terdapat dalam dua bentuk yang satu dengan yang lain dalam

keadaan keseimbangan. )o dan =o ialah lambing en@im tersebut tanpa substrat,

sedangkan 0 adalah perbandingan #umlah en@im dalam bentuk = dengan bentuk ).

)o =o

0 B =oF)o

&embentukan kompleks en@im substrat dengan model tersebut digambarkan sebagai

berikut:

3ambar model penggabungan substrat alosetrik

"alam keadaan tanpa substrat en@im lebih banyak terdapat dalam bentuk =. Harga

0 dapat men(apai 1


15/20

a. Hanya ada dua bentuk ) dan = terdapat pada subunit manapun.

b. Adanya substrat yang terikat pada salah satu subunit, akan mengubah bentuk subunit

tersebut, sedangkan subunit yang lain dalam en@im tidak berubah.

(. &erubahan bentuk pada satu subunit dapat memperbesar atau memperke(il a%initas

subunit lain dalam satu unit en@im.

&enggabungan substrat pada en@im menurut asumsi tersebut dapat dinyatakan

pada gambarI

3ambar model sekuensi penggabungan substrat pada en@im alosetrik

Hambatan alosetrik ini dapat diakibatkan oleh hasil akhir dari serangkaian reaksi

kimia.

n@im a n@im b n@im ( n@im d

A $ C " KK menghambat en@im a

&ada (ontoh di atas reaksi A $ dapat mengalami hambatan oleh K

yang merupakan hasil akhir serangkaian reaksi. Hambatan sema(am ini disebut

hambatan umpan balik dan ber%ungsi sebagai mekanisme pengatur reaksi-reaksi kimia

dalam tubuh, misalnya reaksi pembentukan asam-asam amino. +soleusin dapat

dihasilkan dari treonin melalui lima tahapan reaksi. n@im treonin deaminase yang

beker#a pada tahap pertama dihambat oleh isoleusin yang ter#adi pada tahap akhir

apabila konsentrasi isoleusin (ukup besar. !leh karena reaksi ini merupakan reaksi

re/ersibel, maka apabila konsentrasi isoleusin berkurang, treonin deaminase men#adi

akti% kembali dan dengan demikian isoleusin terbentuk lagi. Molekul sitidintri%os%at

dapat dihasilkan dari reaksi asam aspartat dengan karbamil%os%at melalui beberapa

tahap reaksi sebagai berikut.

aspartat karbamil%os%at karbamil%os%at %os%at

hambatan umpan balik

sitidintri%os%at

*C=&


16/20

penggunaan metaboli(

"ari bagan di atas terlihat bahwa apabila C=& tidak banyak digunakan untuk

proses metabolisme., maka reaksi pembentukan C=& akan dihambat oleh molekul C=&

itu sendiri *hambatan umpan balik. 7ebaliknya apabila #umlah C=& yang digunakan

untuk proses metabolism banyak, berarti #umlah C=& bebas sedikit, maka hambatan

umpan balik men#adi berkurang dan dengan demikian reaksi pembentukan C=&

berlangsung dengan lebih (epat. Jadi hambatan umpan balik dalam reaksi pembentukan

C=& ini #uga merupakan mekanisme pengendalian sendiri.

2.2. ?oen@im

7e#umlah besar en@im membutuhkan suatu komponen lain untuk dapat

ber%ungsi sebagai katalis. ?omponen ini se(ara umum disebut ko%aktor. ?o%aktor ini

dapat dibagi dalam tiga kelompok , yaitu gugus prostetik, koen@im dan a(ti/ator.

3ugus prostetik ialah kelompok ko%aktor yang terikat pada en@im dan tidak

mudah terlepas dari en@imnya. 7ebagai (ontoh %la/in adenine dinukleotida adalah

gugus prostetik yang terikat pada en@im suksinat dehidrogenase. ?oen@im adalah

molekul organik ke(il, tahan terhadap panas, yang mudah terdisosiasi dan dapat

dipisahkan dari en@imnya dengan (ara dialisis. Contoh koen@im yaitu A", A"&,

asam tetra hidro%os%at, tiamin piro%os%at, dan A=&. A(ti/ator pada umumnya ialah ion-

ion logam yang dapat terikat atau mudah terlepas dari en@im. Contoh a(ti/ator logam

ialah ?,Mn. Mg.

itamin ialah golongan senyawa kimia yang terdapat dalam #umlah ke(il

makanan tetapi mempunyai arti yang penting. $eberapa koen@im mempunyai struktur

yang mirip dengan /itamin tertentu. &ada koen@im tertentu, molekul /itamin men#adi

bagian dari molekul tersebut. Hubungan antara /itamin dengan koen@im tampak pada

(ontoh berikut ini.

1 iasin adalah nama /itamin yang berupa molekul nikotinamida atau asam nikotinat.iasin terdapat dalam #aringan hewan maupun tumbuhan. "aging adalah makanan yang

banyak mengandung niasin. Molekul nikotinamida terdapat sebagai bagian dari

molekul A"atau A"&.

3ambar nikotinamida asam nikotinat

?oen@im A" dan A"& dikenal sebagai koen@im untuk en@im

dehidrogenase yang merupakan katalis pada reaksi oksidasi reduksi. Misalnya alkohol

dehidrogenase adalah en@im yang banyak terdapat dan merupakan katalis pada reaksi

oksidasi alkohol. A"

ner%ungsi sebagai koen@im dalam reaksi ini.CHCH2!H A"

CHCH! A"H H.


17/20

?arena reaksi ini menghasilkan ion H, maka akan ber#alan baik pada *H rendah atau

pada suasana basa.

Molekul A" atau A"&adalah bentuk teroksidasi nikotinamida adenine

dinukleotida, sedangkan bentuk tereduksinya ialah A"H atau A"&H.

3ambar koen@im 1 dan kon@im 2)eaksi oksidasi reduksi yang menggunakan koen@im A" atau A"& pada

umumnyaa adalah reaksi re/ersibel, #adi A" atau A"&dapat terbentuk kembali

dari A"H dan A"&H pada reaksi yang sama. A" atau A"& dapat #uga

terbentuk kembali melalui reaksi lain yang menggunakan A"H atau A"&H.

7ebagai (ontoh reaksi oksidasi gliseraldehida--%os%at dengan en@im triose%os%at

dehidrogenase telah menggunakan koen@im A" yang diubah men#adi A"H.

Molekul A"H ini diubah kembali men#adi A"melalui reaksi reduksi asetaldehida

oleh en@im alkohol dehidrogenase.

2 Molekul ribo%la/in atau /itamin $2 terdiri atas " ribitol yang terikat pada (in(in

isoalloksa@in yang tersubsitusi.

3ambar ribo%la/in

itamin ini dikenal sebagai %aktor pertmbuhan. Molekul ribo%la/in merupakan bagian

dari molekul 'A".

3ambar %la/inmononukleotida

7alah satu (ontoh reaksi yang menggunakan en@im dengan gugus prostetik 'A" ialah

reaksi pembentukan asam %umarat dari asam suksinat dengan en@im suksinat

dehidrogenase.

3ambar

3ugus prostetik 'A" atau 'A"H2terikat pada en@im suksinat dehidrogenase.

Asam lipoat adalah suatu /itamin yang #uga merupakan %aktor pertumbuhan dan

terdapat dalam hati. Asam ini terdapat dalam dua bentuk yaitu bentuk teroksidasi dan

bentuk tereduksi, ber%ungsi sebagai ko%aktor pada en@im piru/at dehidrogenase dan

ketoglutarat dehidrogenase, berperan dalam reaksi pemiahan gugus asil.

$iotin adalah /itamin yang terdapat banyak dalam hati dan berkaitan dengan suatu

protein. $iositin adalah senyawa yang terdiri atas biotin yang berkaitan dengan lisin

dan dapat diperoleh dari hidrolisis protein yang mengandung biotin. $iotin ber%ungsi

sebagai koen@im pada reaksi karboksilasi. "alam reaksi ini biotin terikat pada suatu

protein dengan $M kira-kira 2


18/20

$iotin sangat mudah berkaitan dengan a/idin, yaitu suatu protein basa yang terdapat

pada bagian putih dalam telur. !leh karena a%initasnya sangat tinggi, maka a/idin dapat

merupakan inhibitor e%ekti% bagi reaksi-reaksi yang menggunakan biotin.

4 =iamin atau /itamin $1 umumnya terdapat dalam keadaan bebas dalam beras atau

gandum.

tiamin

?oen@im yang berasal dari /itamin $1 ialah tiaminpiro%os%at *=&& dan berperan dalam

reaksi yang menggunakan en@im 5 keto dekarboksilase, asam 5 keto oksidase,

transketolase, dan %os%o ketolase.

tiaminpiro%os%at

itamin $ terdiri dari tiga senyawa piridoksal, piridoksin dan piridoksamin. ?etiga

bentuk /itamin $ ini terdapat dalam tumbuhan maupun hewan, terutama pada beras

atau gandum.

?oen@im dari /itamin $ ialah piridoksal%os%at dan piridoksamina%os%at


19/20

&iridoksal%os%at ber%ungsi sebagai koen@im reaksi-reaksi metabolisme asam amino,

seperti transaminasi, dekarboksilase dan rasemisasi. $erikut ini adalah (ontoh reaksi

transaminasi.

3ambar asam glutamatasam oksaloasetat, asam ketoglutaratasam aspartat

n@im yang beker#a sebagai katalis ialah glutamate-aspartat transaminase. "i bawah ini

(ontoh reaksi dekarboksilasi:

3ambar asam glutamate, asam aminobutirat

n@im yang beker#a sebagai katalis dalam reaksi ini ialah glutamate dekarboksilase.

Contoh reaksi rasemisasi adalah sebagai berikut:

n@im yang beker#a sebagai katalis dalam reaksi rasemisasi ini ialah glutamate

rasemase.

?etiga reaksi ini memperlihatkan bahwa en@im yang dipergunakan berbeda-beda,

namun yang berperan sebagai koen@im pada tiap reaksi adalah piridoksal%os%at.

L Asam %olat dan deri/atnya terdapat banyak dalam alam. $akteri dalam usus

memproduksi asam %olat dalam #umlah ke(il. ?oen@im yang berasal dari /itamin ini

ialah asam tetrahidro%olat.7enyawa ini dibentuk dari asam %olat yang direduksi men#adi

asam dihidro%olat *'H2, kemudian senyawa ini direduksi lebih lan#ut men#adi asam

tetrahidro%olat *'H

%olat reduktase

Asam %olat A"&H H 'H2 A"&

dihidro%olat reduktase

'H2 A"&H H 'H A"&

&eranan 'H ialah sebagai pembawa unit senyawa satu atom karbon yang berguna

dalam biosintesis purin, serin, dan glisin.

9 itamin $12 sebagaimana diisolasi dari hati adalah sianokobalamina. itamin ini

merupakan bagian dari koen@im $12. ?oen@im $12 relati% tidak stabil dan bila dikenai

(haya terurai men#adi hidroksikobalamin, sedangkan dengan sianida koen@im $12

terurai men#adi sianokobalamin atau /itamin $12. 'ungsi /itamin $12 adalah beker#a

pada beberapa reaksi antara lain reaksi peme(ahan ikatan C-C, ikatan C-! dan ikatan

C- dengan en@im mutase dan dehidrase.

; Asam pantotenat terdapat dalam alam sebagai komponen dalam molekul koen@im A.

?oen@im A atau ?oA7H diisolasi dan strukturnya ditentukan pada tahun 1;< oleh '.

0ipmann. ang penting dalam molekul koen@im A ini gugus sul%hidril *-7H. ?oen@im

A memegang peranan penting sebagai pembawa gugus asetil, khususnya dalam

biosintesis asam lemak.


20/20

"i samping koen@im yang mempunyai hubungan struktural dengan /itamin, ada

pula koen@im yang tidak berhubungan dengan /itamin, yaitu A=&.

?oen@im ini termasuk golongan senyawa berenergi tinggi. A=& ber%ungsi sebagai

koen@im yang memindahkan gugus %os%at. $ila A=& melepaskan 1 gugus %os%at, maka

A=& akan berubah men#adi A"&.

A=& A"& &1 energi

"i samping melepaskan %os%at, reaksi ini berlangsung dengan melepaskan se#umlah

energy, yang digunakan untuk keperluan reaksi yang lain. A=& memegang peranan

sangat penting dalam reaksi metabolisme karbohidrat. "alam hal ini A=& merupakan

koen@im yang menyertai en@im kinase, misalnya heksokinase dan piru/atkinase.

karbohidrat dan enzim

Documents