Kinetika reaksienzimatis
Shinta Rosalia Dewi, M.Sc
• Enzim : protein yg mengkatalisis prosesbiokimia dalam sel hayati yang spesifikproduksi biomassa atau metabolit, produkpangan, pakan, dll
• Reaksi enzimatis :
Sistem homogen atau heterogen
Satu substrat atau lebih
Dasar kinetika reaksi enzimatis
• Michaelis –Mentenlaju awal reaksienzimatis dapat ditentukan berdasarkanfungsi terhadap konsentrasi substrat danparameter yg berpengaruh dalam enzim
• Henri pembentukan kompleks enzimsubstrat reversibel selama reaksipembentukan produk dari substrat lajureaksi berbanding lurus dengan konsentrasikompleks
Reaksi reversibelk k
kE S ES E P
d[S]v k [E][S] k [ES]
dt
d[ES]v k [E][S] [k k ][ES]
dt
laju pembentukan (kekanan) = laju penguraian (kekiri)
k [E][S] [k k ][ES]
k [E][S] [k k ][ES]
k k[E][S] [ES]
k
1 2
1
1 1
1 1 2
1 1 2
1 1 2
1 2
1
0
k kKm
k
1 2
1
T
T
T
T
T
T
max T
max
[E][S] [ES]Km
[E ] [E] [ES]
[E ] [ES] [S] [ES]Km
[E ][S] [ES][S] [ES]Km
[E ][S] [ES] Km [S]
[E ][S][ES]
Km [S]
[E ][S]v k [ES] k
Km [S]
v k [E ]
v [S]v
Km [S]
2 2
2
• Kinetika reaksi Michaelis-Menten :
maxv [S]v
Km [S]
Kinetika reaksi homogen : penentuan Km
• Persamaan Lineweaver dan Burk
max
max max max
max max
v [S]v
Km [S]
Km [S] Km [S]
v v [S] v [S] v [S]
Km
v v [S] V
1
1 1 1
• Persamaan Eadie Hofstee
max
max
max
max
max
v [S]v
Km [S]
v Kmv sehingga v =v
Km [S]
[S]
vv = Km v
[S]
vv Km v
[S]
1
1
• Persamaan Hanes
max
max max
max max
max max
v [S]v
Km [S]
Km(Lineweaver Burk)
v v [S] v
Km[S] [S] [S]
v v [S] v
[S] Km[S]
v v v
1 1 1
1 1 1
1
Inhibisi
• Kompetitif : inhibitor berkompetisi dengansubstrat untuk berinteraksi dengan sisi aktifenzim
• uncompetitive: inhibitor menghambat kerjaenzim di sisi yg berbeda dari interaksisubstrat-enzim terikat pada ES
• Non- kompetitif : inhibitor menghambat di sisiberbeda, tidak menghasilkan produkterikat pada E atau ES
Inhibisi
• Oleh produk produk yang dihasilkan dapatmenghambat kerja enzim kompetitif atautidak kompetitif
• Oleh substrat substrat menghambat kerjaenzim (konsentrasi substrat terlalu tinggi) membentuk kompleks tidak kompetitif
Inhibisi kompetitif
Inhibisi kompetitifk k
k
ki
max
max max
E S ES E P
E I EI
[ET] [ES] [E] [EI]
v [S]v
[I]Km [S]
Ki
Km [I]
v v v Ki [S]
[I]K 'm Km
Ki
1 2
1
1
1 1 11
1
Inhibisi uncompetitive
Inhibisi uncompetitive
k k i
k
max
E S I ES I ESI
ES E P
[ET] [ES] [E] [ESI]
v[S]
[I]
Kiv
Km[S]
[I]
Ki
1 1
1
1
1
max max
Km [I]
v v [S] v Ki
KmK 'm
[I]
Ki
1 1 11
1
Inhibisi non-kompetitif
Inhibisi non-kompetitif
k k
k
ki
ki
max
max max
E S ES E P
E I EI
ES I ESI
[ET] [ES] [E] [ESI]
v [S]v
[I]Km [S]
Ki
Km [I]
v v [S] v Ki
1 2
1
1
1
1 1 11
Faktor yang mempengaruhi reaksienzimatis
• pH perubahan struktur, ionisasi, pengikatanenzim
pH mempengaruhi muatan
Muatan mempengaruhi struktur enzim
Selanjutnya akan mempengaruhi reaksi ES
• Suhu
k=Ae-E/RT
• Pereaksi kimia
Penentuan aktivitas enzim
• pH Stat pengukuran jumlah asam (H+) yang ditambahkan ke cairan pereaksi volume asam/basa terhadap waktu
• Spektrofotometri pengukuran enzimdengan spektrofotometer pada panjanggelombang tertentu
Contoh soal
• Kinetika enzim glukoamilase ditentukan padasuatu reaktor tertutup pada suhu 40oC berdasarkan glukosa yang terbentuk (µmol/L). Bila volume cairan dalam reaktor 500 ml danlarutan enzim yang digunakan 500 µL mengandung 4g/L.
• Bagaimana bentuk kinetika hidrolisis maltosaoleh enzim glukoamilase?
• Glukosa sebagai produk juga berfungsi sebagaiinhibitor. Kinetika penghambatannya ditunjukkanpd tabel di bawah. Tentukan model kinetikapenghambatan
Waktu(menit)
Konsentrasi awal maltosa (mM)
50 100 150 200
2 95 110 130 140
5 230 290 320 340
10 440 570 640 670
15 700 860 960 1.000
30 1.400 1.700 1.900 2.000
• TRK meeting 5.xlsx
Glukosa(mM)
Konsentrasi substrat maltosa (mM)
50 100 150 200
0 5,8 7,2 8 8,4
2,5 5,2 6,9 7.6 8,1
5 4,8 6,4 7,3 7,9
10 4,1 5,8 6,7 7,4