Trigger 3 : Proporsi gen enzim didalam Genome manusia

          “Dari majalah ( Venter et al., Scince 291:1335,2001 ), dilaporkan bahwa diperkirakan ¼ bagian dari seluruh gen yang ada didalam Genome manusia adalah untuk mengkode semua enzim dalam tubuh. Dari seluruh gen yang ada pada manusia, jumlah gen ( prosentase didalam kurung ) sebagai berikut : Kelompok : (1) E. Transferase 610 ( 2,0 % ), (2) E. sintase & sintetase 313 ( 1,0% ), (3) E. oksidoreduktase 656 (2,1%), (4) E. Lyase 117 (0,4%), (5) E. Ligase 56 (0,2%), (6) E. Isomerase 163 (0,5%), (7) E. Hydrolase 1227 (4,0%), (8) E. Kinase 868 (2,8%), (9) E. Nucleic acid anzyme, 2308 (7,5%). Enzim sebagai produk utama bimolekul polipeptida mempunyai klasifikasi, kharakteristik dan fungsi khusus yang unik. Enzim juga dibantu kerjanya oleh koenzim, kofaktor ataupun prostetik group. Bagaimana anda memahami fungsi enzim sebagai salah satu biomolekul protein yang sangat penting.

STEP 1 :

1. Proforsi : hubungan satu bagian terhadap seluruh bagian.
2. Genome : informasi genetic lengkap yang dikode oleh rangkaian.
3. Enzim : biomolekul yang berfungsi sebagai katalis ( senyawa yang mempercepat reaksi tanpa habis bereaksi )
4. Koenzim : bagian enzim yang tahan panas larut dalam air, bersatu dengan apoenzim membentuk holoenzim.
5. Kofaktor : elemen atau senyawa yang diperlukan oleh senyawa lain untuk dapat berfungsi.
6. Polipeptida : polimer yang tersusun dari beberapa peptide hasil pengikatan gugus karboksil (COOH) dengan asam amino.
7. E. transferase : mentransfer gugus fungsi.
8. E. oksidoreduktor : mengkatalis reaksi oksidasi atau reduksi.
9. E. Lyase : mengkatalis pemecahan C-C, C-O, C-N dan ikatan lain tanpa hidrolisis / oksidasi untuk membentuk satu molekul paling tidak satu diantaranya mengandung ikatan ganda.
10. E. hydrolase : mengkatalis hidrolisis berbagai ikatan melalui gugus H.
11. E. isomerase : golongan enzim yang mengkatalis perubahan geometric / structural dalam suatu molekul untuk membentuk hasil tunggal.
12. E. ligase : golongan enzim yang berfungsi melepaskan asam firofosfat dari molekul induknya berupa isomer asam triphospat.
13. E. sintetase : penggabungan 2 molekul.
14. E. kinase : golongan yang mengkatalis pemindahan gugus fosfat energy tinggi. Enzim ini termasuk kedalam golongan enzim transferase.
15. E. nucleic acid : polimer nukleutida dengan berat molekul tinggi.
16. Prostetik group : gugus yang bersifat meningkatkan fungsi.

STEP 2 :

1. Berapa bagian dari genome manusia yang dapat mengkode semua enzim dalma tubuh ?
2. Darimana diketahui perkiraan banyak gen yang dapat mengkode semua enzim dalam tubuh pada trigger ini ?
3. Apa fungsi dari koenzim dalam membantu kerja enzim ?
4. Apa fungsi dari kofaktor dalam membantu kerja enzim ?
5. Berdasarkan apa enzim dklasifikasikan ?
6. Bagaimana menentukan karakteristik dan fungsi enzim ?
7. Apa saja yang termasuk kedalam koenzim ?
8. Apa saja yang termasuk kedalam kofaktor ?

STEP 3 :

1. Kurang lebih ¼ bagian dari seluruh gen dalam tubuh.
2. Dari majalah scince, edisi 291 halaman 1335 tahun 2001 oleh venter dan kawan-kawan.
3. Fungsinya untuk memperbesar kemampuan katalik enzim.
4. Untuk melancarkan kerja enzim.
5. a. berdasarkan reaksi yang dikatalisir.
6. b. berdasarkan produk yang dihasilkan.
7. L.O
8. L.O
9. L.O

STEP 4 :

STEP 5 :

1. Defenisi enzim
2. Klasifikasi enzim
3. Karakteristik enzim
4. Fungsi khusus enzim
5. Mekanisme kerja enzim
6. Defenisi koenzim dan kofaktor
7. Bahan-bahan yang termasuk kedalam koenzim dan kofaktor
8. Peranan koenzim dan kofaktor
9. Apa yang dimaksud dengan gen dan kromosom
10. Sintesa enzim dan protein

STEP 6 :

    Enzim merupakan polimer biologik yang mengatalisis lebih dari satu proses dinamik yang memungkinkan kehidupan seperti yang kita kenal sekarang. Sebagai determinan yang menentukan kecepatan berlangsungnya berbagai peristiwa fisiologik, enzim memainkan peranan sentral dalam masalah kesehatan dan penyakit. Pemecahan makanan untuk memasok energi serta unsur-unsur kimia pembangunan tubuh (building blocks); perakitan building blocks tersebut menjadi protein, membran sel, serta DNA yang mengkodekan informasi genetik; dan akhirnya penggunaan energi untuk menghasilkan gerakan sel, semua ini dimungkinkan dengan adanya kerja enzim-enzim yang terkoordinasi secara cermat. Sementara dalam keadaan sehat semua proses fisiologis akan berlangsung dalam cara yang tersusun rapi serta teratur dan homeostatis tetap dipertahankan, homeostatis dapat mengalami gangguan berat pada keadaan patologis. Sebagai contoh, cedera jaringan hebat yang mencirikan penyakit sirosis hepatis dapat menimbulkan gangguan berat pada kemampuan sel membentuk enzim-enzim yang mengatalisis berbagai proses metabolisme penting seperti sintesis ureum. Ketidakmampuan mengubah ammonia yang toksik menjadi ureum yang nontoksik sebagai akibat dari penyakit tersebut akan diikuti dengan intoksikasi ammonia, dan akhirnya koma hepatikum. Suatu spektrum penyakit genetik langka tetapi yang sering sangat menurunkan keadaan umum penderitanya dan kerap fatal, memberi contoh-contoh tambahan dramatis tentang konsekuensi fisiologis drastis yang dapat menyertai gangguan terhadap aktivitas bahkan hanya satu enzim. 

http://id.wikipedia.org/

http://id.wikipedia.org/

Klasifikasi Enzim

• Oksidoredukfase (mengatalisis oksidasi dan reduksi)
• Transferase  (mengatalisis pemindahan gugus seperti gugus glikosil, metil, atau fosforil)
• Hidrolase (mengatalisis pemindahan hidrolik C-C, C-O, C-N, dan ikatan lain)
• Liase (mengatalisis pemutusan C-C, C-O, C-N, dan ikatan lain dengan eliminasi atom yang menghasilkan ikatan rangkap)
• Isomerase (mengatalisis perubahan geometric atau structural di dalam suatu molekul)
• Ligase (mengatalisis penyatuan dua molekul yang dikaitkan dengan hidrolisis ATP)

Karakteristik Enzim

• Kimiawi, enzim protein umumnya berbentuk bulat.
• Enzim katalisator yang rusak / mensintesis senyawa kimia yang lebih kompleks.
• Enzim dalam jumlah kecil dalam sel karena enzim tidak berubah selama reaksi.
• Enzim sangat spesifik untuk substratnya.

Fungsi Khusus Enzim

• Mengeluarkan kolesterol, lemak dalam darah pemurnian darah, menguraikan racun dan kuman dalam tubuh.
• Mencegah kekurangan gizi anemia, penawar mabuk, memperlambat penuaan.
• Mengeluarkan logam dan air raksa.
• Mengurangi flek hitam pada wajah.
• Menjaga seluruh tubuh agar tetap sehat.

Mekanisme Kerja Enzim

1. Kofaktor memiliki fungsi serupa dengan gugus prostetik tapi berikatan secara transien dan mudah terlepas dengan enzim/substrat (mis: ATP)
2. Koenzim berfungsi sebagai pengangkat/bahan pemindahan gugs yang dapat didaur ulang yang memindahkan banyak substrat dari tempat pembentukannya ke tempat pemakaiannya.
3. Koenzim merupakan sebuah kofaktor yang dikenal karena berperan dalam sintesis dan oksidasi asam lemak serta oksidasi asam piruvat dalam siklus asam sitrat.
4. Kofaktor merupakan no protein senyawa kimia yang terikat ke protein dan diperlukan untuk aktivitas Biologis protein.

Enzim dapat bekerja dengan beberapa cara, yang kesemuaannya menurunkan ΔG‡:

1. Menurunkan energi aktivasi dengan menciptakan suatu lingkungan yang mana keadaan transisi terstabilisasi (contohnya mengubah bentuk substrat menjadi konformasi keadaan transisi ketika ia terikat dengan enzim.)
2. Menurunkan energi keadaan transisi tanpa mengubah bentuk substrat dengan menciptakan lingkungan yang memiliki distribusi muatan yang berlawanan dengan keadaan transisi.
3. Menyediakan lintasan reaksi alternatif. Contohnya bereaksi dengan substrat sementara waktu untuk membentuk kompleks Enzim-Substrat antara.
4. Menurunkan perubahan entropi reaksi dengan menggiring substrat bersama pada orientasi yang tepat untuk bereaksi. Menariknya, efek entropi ini melibatkan destabilisasi keadaan dasar, dan kontribusinya terhadap katalis relatif kecil

http://id.wikipedia.org/

STEP 7 :

    Koenzim adalah kofaktor berupa molekul organik kecil yang mentranspor gugus kimia atau elektron dari satu enzim ke enzim lainnya. Contoh koenzim mencakup NADH, NADPH dan adenosina trifosfat. Gugus kimiawi yang dibawa mencakup ion hidrida (H–) yang dibawa oleh NAD atau NADP+, gugus asetil yang dibawa oleh koenzim A, formil, metenil, ataupun gugus metil yang dibawa oleh asam folat, dan gugus metil yang dibawa oleh S-adenosilmetionina. Beberapa koenzim seperti riboflavin, tiamina, dan asam folat adalah vitamin.

    Oleh karena koenzim secara kimiawi berubah oleh aksi enzim, adalah dapat dikatakan koenzim merupakan substrat yang khusus, ataupun substrat sekunder. Sebagai contoh, sekitar 700 enzim diketahui menggunakan koenzim NADH.

    Regenerasi serta pemeliharaan konsentrasi koenzim terjadi dalam sel. Contohnya, NADPH diregenerasi melalui lintasan pentosa fosfat, dan S-adenosilmetionina melalui metionina adenosiltransferase.

http://id.wikipedia.org/

Kofaktor

    Beberapa enzim tidak memerlukan komponen tambahan untuk mencapai aktivitas penuhnya. Namun beberapa memerlukan pula molekul non-protein yang disebut kofaktor untuk berikatan dengan enzim dan menjadi aktif. Kofaktor dapat berupa zat anorganik (contohnya ion logam) ataupun zat organik (contohnya flavin dan heme). Kofaktor dapat berupa gugus prostetik yang mengikat dengan kuat, ataupun koenzim, yang akan melepaskan diri dari tapak aktif enzim semasa reaksi.

    Enzim yang memerlukan kofaktor namun tidak terdapat kofaktor yang terikat dengannya disebut sebagai apoenzim ataupun apoprotein. Apoenzim beserta dengan kofaktornya disebut holoenzim (bentuk aktif). Kebanyakan kofaktor tidak terikat secara kovalen dengan enzim, tetapi terikat dengan kuat. Namun, gugus prostetik organik dapat pula terikat secara kovalen (contohnya tiamina pirofosfat pada enzim piruvat dehidrogenase). Istilah holoenzim juga dapat digunakan untuk merujuk pada enzim yang mengandung subunit protein berganda, seperti DNA polimerase. Pada kasus ini, holoenzim adalah kompleks lengkap yang mengandung seluruh subunit yang diperlukan agar menjadi aktif.

    Contoh enzim yang mengandung kofaktor adalah karbonat anhidrase, dengan kofaktor seng terikat sebagai bagian dari tapak aktifnya.

Bahan-bahan yang Termasuk ke dalam Koenzim dan Kofaktor

Bahan-bahan koenzim terdiri dari :

• NADH
• PH
• Adenosina Triphospat
• Asam folat
• S-Adenosil metiomina
• Riboflavin
• Tiamina

Bahan-bahan Kofaktor :

• Non logam
• Flavin
• Tiamina Triphospat
• Piruvat
• Karbonat anhidrase
• Dehidrogenase

Yang dimaksud dengan :

• Gen : suatu segmen pada DNA yang ditransmisikan sebagai suatu unit tunggal untuk mengkode 1/lebih produk fungsional yang saling berkaitan.
• Kromosom : struktur benang dalam inti sel yang bertanggung jawab dalam hal sifat keturunan.

Sintesa Enzim

• Anchoring Enzim di membrane
• Precursor tidak aktif
• Komentar inhibisi
• Precursor aktivasi
  

Kesimpulan

Enzim merupakan jenis protein yang membantu mempercepat terjadinya katalisis dalam suatu reaksi. Enzim ini disintesis di dalam proses kerja enzim yang dibantu oleh koenzim dan kofaktor. Enzim ini juga bisa di pengaruhi cara kerja oleh beberapa factor yang dapat menghambat maupun mempercepat kerja enzim. Jadi manfaat enzim dalam bidang Biomedis/kedokteran adalah dalam proses menentukan penyakit yang diderita seseorang terutama penyakit turunan.

DAFTAR PUSTAKA

Champe P C PhD , Harvey R A PhD. Lippincott’s Illustrated Reviews: Biochemistry 2^nd .1994

Lehninger A, Nelson D , Cox M M .Principles of Biochemistry 2^nd 1993 : 198-236

Murray R K, et al. Harper’s Biochemistry 25^th ed. Appleton & Lange. America 2000

Stryer L .1995. Biochemistry 4^th : 181-237