Pertumbuhan, perkembangan, dan pergerakan tumbuhan dikendalikan beberapa golongan zat yang secara umum dikenal sebagai hormon tumbuhan atau fitohormon. Penggunaan istilah “hormon” sendiri menggunakan analogi fungsi hormon pada hewan; dan, sebagaimana pada hewan, hormon juga dihasilkan dalam jumlah yang sangat sedikit di dalam sel. Beberapa ahli berkeberatan dengan istilah ini karena fungsi beberapa hormon tertentu tumbuhan (hormon endogen, dihasilkan sendiri oleh individu yang bersangkutan) dapat diganti dengan pemberian zat-zat tertentu dari luar, misalnya dengan penyemprotan (hormon eksogen, diberikan dari luar sistem individu). Mereka lebih suka menggunakan istilah zat pengatur tumbuh (bahasa Inggris plant growth regulator).
Hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses regulasi genetik dan berfungsi sebagai prekursor. Rangsangan lingkungan memicu terbentuknya hormon tumbuhan. Bila konsentrasi hormon telah mencapai tingkat tertentu, sejumlah gen yang semula tidak aktif akan mulai ekspresi. Dari sudut pandang evolusi, hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses adaptasi dan pertahanan diri tumbuh-tumbuhan untuk mempertahankan kelangsungan hidup jenisnya.
Pemahaman terhadap fitohormon pada masa kini telah membantu peningkatan hasil pertanian dengan ditemukannya berbagai macam zat sintetis yang memiliki pengaruh yang sama dengan fitohormon alami. Aplikasi zat pengatur tumbuh dalam pertanian modern mencakup pengamanan hasil (seperti penggunaan cycocel untuk meningkatkan ketahanan tanaman terhadap lingkungan yang kurang mendukung), memperbesar ukuran dan meningkatkan kualitas produk (misalnya dalam teknologi semangka tanpa biji), atau menyeragamkan waktu berbunga (misalnya dalam aplikasi etilena untuk penyeragaman pembungaan tanaman buah musiman)
from : wikipedia.com
WELOME TO MY BLOG
Saturday, 31 March 2012
Tuesday, 27 March 2012
hormon
1.Pengertian hormon tanaman
Hormon tumbuhan, atau pernah dikenal juga dengan fitohormon, adalah sekumpulan senyawa organik bukan hara (nutrien), baik yang terbentuk secara alami maupun dibuat oleh manusia, yang dalam kadar sangat kecil (di bawah satu milimol per liter, bahkan dapat hanya satu mikromol per liter) mendorong, menghambat, atau mengubah pertumbuhan, perkembangan, dan pergerakan (taksis) tumbuhan.
Penggunaan istilah "hormon" sendiri menggunakan analogi fungsi hormon pada hewan. Namun demikian, hormon tumbuhan tidak dihasilkan dari suatu kelenjar tertentu (endokrin) sebagaimana pada hewan, tetapi dihasilkan dari jaringan-jaringan tertentu. Penyebarannya pun tidak harus melalui pembuluh, karena hormon tumbuhan dapat ditransfer melalui sitoplasma atau ruang antarsel.
Hormon tumbuhan bersifat endogenous ("endogen"), dihasilkan sendiri oleh individu yang bersangkutan, maupun exogenous ("eksogen"), diberikan dari luar sistem individu. Hormon eksogen dapat juga merupakan bahan non-alami (sintetik, tidak dibuat dari ekstraksi tumbuhan). Oleh karena itu, untuk mengakomodasi perbedaan dari hormon hewan, dipakai pula istilah zat pengatur tumbuh .
Fungsi Hormon Pada Tumbuhan :
1.Hormon ini berfungsi untuk mempengaruhi pertambahan panjang batang, pertumbuhan, diferensiasi dan percabangan akar.
2.mempengaruhi pertumbuhan dan diferensiasi akar, mendorong pembelahan sel, dan pertumbuhan secara umum, mendorong perkecambahan, dan menunda penuaan.
3.Mendorong perkembangan biji, perkembangan kuncup, pemanjangan batang dan pertumbuhan daun, mendorong pembungaan dan perkembangan buah, mempengaruhi pertumbuhan dan diferensiasi akar
.4.Menghambat pertunbuhan, merangsang penutupan stomata pada waktukekurangan air, mempertahankan dormansi.
5.Mendorong pematangan
6.Merangsang pertumbuhan akar.
7. Merangsang pertumbuhan batang.
8. Merangsang pertumbuhan daun.
9.Merangsang pertumbuhan bunga.
II.kelompok hormon tanaman
Hormon yang meransang pertumbuhan tanaman
Auksin berperan dalam pertumbuhan untuk memacu proses pemanjangan sel. Hormon auksin dihasilkan pada bagian koleoptil (titik tumbuh) pucuk tumbuhan. Jika terkena cahaya matahari, auksin menjadi tidak aktif. Kondisi fisiologis ini mengakibatkan bagian yang tidak terkena cahaya matahari akan tumbuh lebih cepat dari bagian yang terkena cahaya matahari. Akibatnya, tumbuhan akan membengkok ke arah cahaya matahari. Auksin yang diedarkan keseluruh bagian tumbuhan mempengaruhi pemanjangan, pembelahan, dan diferensiasi sel tumbuhan. Auksin yang dihasilkan pada tunas apikal (ujung) batang dapat menghambat tumbuhnya tunas lateral (samping) atau tunas ketiak. Bila tunas apikal batang dipotong, tunas lateral akan menumbuhkan daun-daun. Peristiwa ini disebut dominansi apikal.
Fungsi lain dari auksin adalah merangsang kambium untuk membentuk xilem dan floem, memelihara elastisitas dinding sel, membentuk dinding sel primer (dinding
sel yang pertama kali dibentuk pada sel tumbuhan), menghambat rontoknya buah dan gugurnya daun, serta mampu membantu proses partenokarpi. Partenokarpi adalah proses pembuahan tanpa penyerbukan.
Pemberian hormon auksin pada tumbuhan akan menyebabkan terjadinya pembentukan buah tanpa biji, akar lateral (samping), dan serabut akar. Pembentukan akar lateral dan serabut akar menyebabkan proses penyerapan air dan mineral dapat berjalan optimum.
• Giberelin
Giberelin merupakan hormon yang berfungsi sinergis (bekerja sama) dengan hormon auksin. Giberelin berpengaruh terhadap perkembangan dan perkecambahan embrio. Giberelin akan merangsang pembentukan enzim amilase. Enzim tersebut berperan memecah senyawa amilum yang terdapat pada endosperm (cadangan makanan) menjadi senyawa glukosa. Glukosa merupakan sumber energi pertumbuhan. Apabila giberelin diberikan pada tumbuhan kerdil, tumbuhan akan tumbuh normal kembali.
Giberelin juga berfungsi dalam proses pembentukan biji, yaitu merangsang pembentukan serbuk sari (polen), memperbesar ukuran buah, merangsang pembentukan bunga, dan mengakhiri masa dormansi pada biji. Giberelin dengan konsentrasi rendah tidak merangsang pembentukan akar, tetapi pada konsentrasi tinggi akan merangsang pembentukan akar.
Giberelin pertama kali diisolasi dari jamur Giberrella fujikuroi. Hormon giberelin dapat dibagi menjadi berbagai jenis, yaitu giberelin A, giberelin A2, dan giberelin A3 yang memiliki struktur molekul dan fungsi yang sangat spesifik.
.
• Sitokinin
Sitokinin adalah hormon yang berperan dalam pembelahan sel (sitokinesis). Fungsi sitokinin adalah:
- merangsang pembentukan akar dan batang serta pembentukan cabang akar dan batang dengan menghambat dominansi apikal;
- mengatur pertumbuhan daun dan pucuk;
- memperbesar daun muda;
- mengatur pembentukan bunga dan buah;
- menghambat proses penuaan dengan cara merangsang proses serta transportasi garam-garam mineral dan asam amino ke daun.
Senyawa sitokinin pertama kali ditemukan pada tanaman tembakau dan disebut kinetin. Senyawa ini dibentuk pada bagian akar dan ditransportasikan ke seluruh bagian sel tanaman tembakau. Senyawa sitokinin juga terdapat pada tanaman jagung dan disebut zeatin.
. Kalin.
- merangsang pembentukan akar (rhizokalin)
- merangsang pembentukan batang (kaulokalin)
- merangsang pembentukan bunga (anthokalin)
- merangsang pembentukan daun (filokalin)
Pustaka
BIOLOGI : - Jilid 3 Oleh Diah Aryulina, Dkk
Hormon yang mengambat pertumbuhan tanaman
• Asam absisat (ABA)
Asam absisat merupakan senyawa inhibitor (penghambat) yang bekerja antagonis (berlawanan) dengan auksin dan giberelin. Asam absisat berperan dalam proses penuaan dan gugurnva daun. Hormon ini berfungsi untuk mempertahankan tumbuhan dari tekanan lingkungan yang buruk, misalnya kekurangan air, dengan cara dormansi. Kekurangan air akan menyebabkan peningkatan kadar hormon asam absisat di sel penutup stomata. Akibatnya, stomata akan tertutup dan transpirasi berkurang sehingga keseimbangan air dapat dijaga.
• Etilen
Etilen berperan dalam proses pematangan buah
dan kerontokan dam). Apabila konsentrasi etilen sangat
tinggi dibandingkan hormon auksin dan giberelin, proses pembentukan batang, akar, dan bunga dihambat oleh hormon ini. Namun bila bersama-sama dengan hormon auksin, etilen merangsang proses pembentukan bunga. Senyawa etilen pada tumbuhan ditemukan dalam fase gas.
Etilen sering dimanfaatkan oleh para distributor atau importir buah. Buah dikemas dalam keadaan belum masak pada saat diangkut ke pedagang buah (buah yang sudah masak tidak diangkut menuju ke pedagang buah karena akan cepat rusak saaat pengangkutan). Setelah sampai di pedagang buah, buah-buahan tersebut diperam dengan memberikan gas etilen agar cepat masak kemudian diperdagangkan.
Biosintesis hormon tanaman
Hormon tumbuhan merupakan bagian dari sistem pengaturan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Kehadirannya di dalam sel pada kadar yang sangat rendah menjadi prekursor ("pemicu") proses transkripsi RNA. Hormon tumbuhan sendiri dirangsang pembentukannya melalui signal berupa aktivitas senyawa-senyawa reseptor sebagai tanggapan atas perubahan lingkungan yang terjadi di luar sel. Kehadiran reseptor akan mendorong reaksi pembentukan hormon tertentu. Apabila konsentrasi suatu hormon di dalam sel telah mencapai tingkat tertentu, atau mencapai suatu nisbah tertentu dengan hormon lainnya, sejumlah gen yang semula tidak aktif akan mulai berekspresi.
Dari sudut pandang evolusi, hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses adaptasi dan pertahanan diri tumbuh-tumbuhan untuk mempertahankan kelangsungan hidup jenisnya.
Hormon tumbuhan tidak dihasilkan oleh suatu kelenjar sebagaimana pada hewan, melainkan dibentuk oleh sel-sel yang terletak di titik-titik tertentu pada tumbuhan, terutama titik tumbuh di bagian pucuk tunas maupun ujung akar. Selanjutnya, hormon akan bekerja pada jaringan di sekitarnya atau, lebih umum, ditranslokasi ke bagian tumbuhan yang lain untuk aktif bekerja di sana. Pergerakan hormon dapat terjadi melalui pembuluh tapis, pembuluh kayu, maupun ruang-ruang antarsel.
Dalam menjalankan perannya, hormon dapat berperan secara tunggal maupun dalam koordinasi dengan kelompok hormon lainnya. Contoh koordinasi antarhormon ditunjukkan oleh proses perkecambahan. Embrio biji tidak tumbuh karena salah satunya dihambat oleh produksi ABA dalam jaringan embrio biji. Pada saat biji berada pada kondisi yang sesuai bagi proses perkecambahan, giberelin dihasilkan. Apabila nisbah giberelin:ABA tidak mencapai titik tertentu, perkecambahan gagal. Apabila nisbah ini melebihi nilai tertentu, terjadi perkecambahan. Apabila nisbah giberelin:ABA masih berada di sekitar ambang, konsentrasi sitokinin menjadi penentu perkecambahan.
Hormon tumbuhan, atau pernah dikenal juga dengan fitohormon, adalah sekumpulan senyawa organik bukan hara (nutrien), baik yang terbentuk secara alami maupun dibuat oleh manusia, yang dalam kadar sangat kecil (di bawah satu milimol per liter, bahkan dapat hanya satu mikromol per liter) mendorong, menghambat, atau mengubah pertumbuhan, perkembangan, dan pergerakan (taksis) tumbuhan.
Penggunaan istilah "hormon" sendiri menggunakan analogi fungsi hormon pada hewan. Namun demikian, hormon tumbuhan tidak dihasilkan dari suatu kelenjar tertentu (endokrin) sebagaimana pada hewan, tetapi dihasilkan dari jaringan-jaringan tertentu. Penyebarannya pun tidak harus melalui pembuluh, karena hormon tumbuhan dapat ditransfer melalui sitoplasma atau ruang antarsel.
Hormon tumbuhan bersifat endogenous ("endogen"), dihasilkan sendiri oleh individu yang bersangkutan, maupun exogenous ("eksogen"), diberikan dari luar sistem individu. Hormon eksogen dapat juga merupakan bahan non-alami (sintetik, tidak dibuat dari ekstraksi tumbuhan). Oleh karena itu, untuk mengakomodasi perbedaan dari hormon hewan, dipakai pula istilah zat pengatur tumbuh .
Fungsi Hormon Pada Tumbuhan :
1.Hormon ini berfungsi untuk mempengaruhi pertambahan panjang batang, pertumbuhan, diferensiasi dan percabangan akar.
2.mempengaruhi pertumbuhan dan diferensiasi akar, mendorong pembelahan sel, dan pertumbuhan secara umum, mendorong perkecambahan, dan menunda penuaan.
3.Mendorong perkembangan biji, perkembangan kuncup, pemanjangan batang dan pertumbuhan daun, mendorong pembungaan dan perkembangan buah, mempengaruhi pertumbuhan dan diferensiasi akar
.4.Menghambat pertunbuhan, merangsang penutupan stomata pada waktukekurangan air, mempertahankan dormansi.
5.Mendorong pematangan
6.Merangsang pertumbuhan akar.
7. Merangsang pertumbuhan batang.
8. Merangsang pertumbuhan daun.
9.Merangsang pertumbuhan bunga.
II.kelompok hormon tanaman
Hormon yang meransang pertumbuhan tanaman
Auksin berperan dalam pertumbuhan untuk memacu proses pemanjangan sel. Hormon auksin dihasilkan pada bagian koleoptil (titik tumbuh) pucuk tumbuhan. Jika terkena cahaya matahari, auksin menjadi tidak aktif. Kondisi fisiologis ini mengakibatkan bagian yang tidak terkena cahaya matahari akan tumbuh lebih cepat dari bagian yang terkena cahaya matahari. Akibatnya, tumbuhan akan membengkok ke arah cahaya matahari. Auksin yang diedarkan keseluruh bagian tumbuhan mempengaruhi pemanjangan, pembelahan, dan diferensiasi sel tumbuhan. Auksin yang dihasilkan pada tunas apikal (ujung) batang dapat menghambat tumbuhnya tunas lateral (samping) atau tunas ketiak. Bila tunas apikal batang dipotong, tunas lateral akan menumbuhkan daun-daun. Peristiwa ini disebut dominansi apikal.
Fungsi lain dari auksin adalah merangsang kambium untuk membentuk xilem dan floem, memelihara elastisitas dinding sel, membentuk dinding sel primer (dinding
sel yang pertama kali dibentuk pada sel tumbuhan), menghambat rontoknya buah dan gugurnya daun, serta mampu membantu proses partenokarpi. Partenokarpi adalah proses pembuahan tanpa penyerbukan.
Pemberian hormon auksin pada tumbuhan akan menyebabkan terjadinya pembentukan buah tanpa biji, akar lateral (samping), dan serabut akar. Pembentukan akar lateral dan serabut akar menyebabkan proses penyerapan air dan mineral dapat berjalan optimum.
• Giberelin
Giberelin merupakan hormon yang berfungsi sinergis (bekerja sama) dengan hormon auksin. Giberelin berpengaruh terhadap perkembangan dan perkecambahan embrio. Giberelin akan merangsang pembentukan enzim amilase. Enzim tersebut berperan memecah senyawa amilum yang terdapat pada endosperm (cadangan makanan) menjadi senyawa glukosa. Glukosa merupakan sumber energi pertumbuhan. Apabila giberelin diberikan pada tumbuhan kerdil, tumbuhan akan tumbuh normal kembali.
Giberelin juga berfungsi dalam proses pembentukan biji, yaitu merangsang pembentukan serbuk sari (polen), memperbesar ukuran buah, merangsang pembentukan bunga, dan mengakhiri masa dormansi pada biji. Giberelin dengan konsentrasi rendah tidak merangsang pembentukan akar, tetapi pada konsentrasi tinggi akan merangsang pembentukan akar.
Giberelin pertama kali diisolasi dari jamur Giberrella fujikuroi. Hormon giberelin dapat dibagi menjadi berbagai jenis, yaitu giberelin A, giberelin A2, dan giberelin A3 yang memiliki struktur molekul dan fungsi yang sangat spesifik.
.
• Sitokinin
Sitokinin adalah hormon yang berperan dalam pembelahan sel (sitokinesis). Fungsi sitokinin adalah:
- merangsang pembentukan akar dan batang serta pembentukan cabang akar dan batang dengan menghambat dominansi apikal;
- mengatur pertumbuhan daun dan pucuk;
- memperbesar daun muda;
- mengatur pembentukan bunga dan buah;
- menghambat proses penuaan dengan cara merangsang proses serta transportasi garam-garam mineral dan asam amino ke daun.
Senyawa sitokinin pertama kali ditemukan pada tanaman tembakau dan disebut kinetin. Senyawa ini dibentuk pada bagian akar dan ditransportasikan ke seluruh bagian sel tanaman tembakau. Senyawa sitokinin juga terdapat pada tanaman jagung dan disebut zeatin.
. Kalin.
- merangsang pembentukan akar (rhizokalin)
- merangsang pembentukan batang (kaulokalin)
- merangsang pembentukan bunga (anthokalin)
- merangsang pembentukan daun (filokalin)
Pustaka
BIOLOGI : - Jilid 3 Oleh Diah Aryulina, Dkk
Hormon yang mengambat pertumbuhan tanaman
• Asam absisat (ABA)
Asam absisat merupakan senyawa inhibitor (penghambat) yang bekerja antagonis (berlawanan) dengan auksin dan giberelin. Asam absisat berperan dalam proses penuaan dan gugurnva daun. Hormon ini berfungsi untuk mempertahankan tumbuhan dari tekanan lingkungan yang buruk, misalnya kekurangan air, dengan cara dormansi. Kekurangan air akan menyebabkan peningkatan kadar hormon asam absisat di sel penutup stomata. Akibatnya, stomata akan tertutup dan transpirasi berkurang sehingga keseimbangan air dapat dijaga.
• Etilen
Etilen berperan dalam proses pematangan buah
dan kerontokan dam). Apabila konsentrasi etilen sangat
tinggi dibandingkan hormon auksin dan giberelin, proses pembentukan batang, akar, dan bunga dihambat oleh hormon ini. Namun bila bersama-sama dengan hormon auksin, etilen merangsang proses pembentukan bunga. Senyawa etilen pada tumbuhan ditemukan dalam fase gas.
Etilen sering dimanfaatkan oleh para distributor atau importir buah. Buah dikemas dalam keadaan belum masak pada saat diangkut ke pedagang buah (buah yang sudah masak tidak diangkut menuju ke pedagang buah karena akan cepat rusak saaat pengangkutan). Setelah sampai di pedagang buah, buah-buahan tersebut diperam dengan memberikan gas etilen agar cepat masak kemudian diperdagangkan.
Biosintesis hormon tanaman
Hormon tumbuhan merupakan bagian dari sistem pengaturan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Kehadirannya di dalam sel pada kadar yang sangat rendah menjadi prekursor ("pemicu") proses transkripsi RNA. Hormon tumbuhan sendiri dirangsang pembentukannya melalui signal berupa aktivitas senyawa-senyawa reseptor sebagai tanggapan atas perubahan lingkungan yang terjadi di luar sel. Kehadiran reseptor akan mendorong reaksi pembentukan hormon tertentu. Apabila konsentrasi suatu hormon di dalam sel telah mencapai tingkat tertentu, atau mencapai suatu nisbah tertentu dengan hormon lainnya, sejumlah gen yang semula tidak aktif akan mulai berekspresi.
Dari sudut pandang evolusi, hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses adaptasi dan pertahanan diri tumbuh-tumbuhan untuk mempertahankan kelangsungan hidup jenisnya.
Hormon tumbuhan tidak dihasilkan oleh suatu kelenjar sebagaimana pada hewan, melainkan dibentuk oleh sel-sel yang terletak di titik-titik tertentu pada tumbuhan, terutama titik tumbuh di bagian pucuk tunas maupun ujung akar. Selanjutnya, hormon akan bekerja pada jaringan di sekitarnya atau, lebih umum, ditranslokasi ke bagian tumbuhan yang lain untuk aktif bekerja di sana. Pergerakan hormon dapat terjadi melalui pembuluh tapis, pembuluh kayu, maupun ruang-ruang antarsel.
Dalam menjalankan perannya, hormon dapat berperan secara tunggal maupun dalam koordinasi dengan kelompok hormon lainnya. Contoh koordinasi antarhormon ditunjukkan oleh proses perkecambahan. Embrio biji tidak tumbuh karena salah satunya dihambat oleh produksi ABA dalam jaringan embrio biji. Pada saat biji berada pada kondisi yang sesuai bagi proses perkecambahan, giberelin dihasilkan. Apabila nisbah giberelin:ABA tidak mencapai titik tertentu, perkecambahan gagal. Apabila nisbah ini melebihi nilai tertentu, terjadi perkecambahan. Apabila nisbah giberelin:ABA masih berada di sekitar ambang, konsentrasi sitokinin menjadi penentu perkecambahan.
Monday, 19 March 2012
penemu
Edisi Pertama
Penemu Mesin uap Adalah James Watt Berasal dari Negara Inggris
Penemu Mesin 4 tak Adalah Nicolaus Otto Berasal dari Negara Jerman
Penemu Mesin diesel Adalah Rudolf Diesel Berasal dari Negara Jerman
Penemu Mesin cetak Adalah Johannes Guttenberg Berasal dari Negara Jerman
Penemu Mesin ketik Adalah Christopher Sholes Berasal dari Negara Amerika
Penemu Radio Adalah C. Marconi Berasal dari Negara Italia
Penemu Televisi Adalah J.L. Baird & C.F. Jenkins Berasal dari Negara Amerika
Penemu Telegrap Adalah Samuel F.B. Morse Berasal dari Negara Amerika Serikat
Penemu Telepon Adalah Alexander Graham Bell Berasal dari Negara Amerika Serikat (Versi Lama)
Penemu Telepon Adalah Antonio Meucci Berasal dari Negara Italia (Versi Baru)
Penemu Dinamo Adalah Michael Faraday Berasal dari Negara Inggris
Penemu Elektromagnet Adalah Williarn Sturgeon Berasal dari Negara Inggris
Penemu Bola lampu Adalah Thomas Alva Edison Berasal dari Negara Amerika Serikat
Penemu Proyektor film Adalah Thomas Alva Edison Berasal dari Negara Amerika Serikat
Penemu Piringan hitam Adalah Alexander Graham Bell Berasal dari Negara Amerika Serikat
Penemu Batu baterai Adalah Volta Berasal dari Negara Italia
Penemu Termometer Adalah Galileo Galilei Berasal dari Negara Italia
Penemu Korek api Adalah Robert Boyle, John Walker Berasal dari Negara
Penemu Kapal api Adalah Robert Fulton Berasal dari Negara Amerika Serikat
Penemu Kapal selam Adalah Cornelius van Drebbel Berasal dari Negara Belanda
Penemu Sinar Rontgen Adalah Wilhelm Conrad Rontgen Berasal dari Negara Jerman
Penemu Stetoskop Adalah Rene Laennec Berasal dari Negara
Penemu Lensa Adalah Anthony Van Leuwenhook Berasal dari Negara Belanda
Penemu Mikroskop Adalah Zacharias Janssen Berasal dari Negara
Penemu Teleskop Adalah H. Lippershey Berasal dari Negara
Penemu Kamera Adalah Louis Jacques Monde da Guerre & Edwin Land Berasal dari Negara Amerika
Penemu Pesawat terbang Adalah Wilbur dan 0. Wright Berasal dari Negara Amerika
Penemu Kereta api Adalah Murdocks Berasal dari Negara Inggris
Penemu Sepeda Adalah Civrac Berasal dari Negara Prancis
Penemu Balon terbang Adalah Sir F. Whittle Berasal dari Negara
Penemu Balon karet Adalah Josep dan J. Montgolfier Berasal dari Negara
Penemu Ban karet Adalah Charles Goodyear Berasal dari Negara Amerika
Penemu Barometer Adalah Evangelista, Torricelli Berasal dari Negara Italia
Penemu Dinamit Adalah Alfred Nobel Berasal dari Negara Swedia
Penemu Lensa kaca mata Adalah Benyamin Franklin Berasal dari Negara
Penemu Mesin hitung Adalah Blaise Pascal Berasal dari Negara Prancis
Penemu Mobil Adalah Gottlich Daimler Berasal dari Negara
Penemu Motor Adalah Nikola Tesla Berasal dari Negara
Penemu Tank Adalah Sir Ernest Swinton Berasal dari Negara Inggris
Penemu Traktor Adalah Benyamin Holt Berasal dari Negara
Penemu Tangga jalan Adalah Elis G. Otis Berasal dari Negara
Penemu Kawat pijar Adalah Irving Langmuir Berasal dari Negara
Edisi Revisi Terbaru 2009
1. Mesin uap James Watt (Inggris), tahun 1765
2. Mesin 4 tak Nicolaus Otto (Jerman)
3. Mesin diesel Rudolf Diesel (AS), tahun 1897
4. Mesin cetak Johannes Guttenberg (Jerman)
5. Mesin tik Sholes, tahun 1868
6. Radio Marconi (Italia), tahun 1895
7. Televisi J. Lagie Baird dan C.F. Jenkins (Inggris)tahun 1920
8. Telegrap Samuel F.B. Morse (AS), tahun 1837
9. Telepon Alexander Graham Bell (AS), tahun 1876
10. Dinamo Michael Faraday (Inggris), tahun 1831
11 Elektromagnet William Sturgeon, tahun 1823
12. Bola lampu Thomas Alfa Edison (AS)
13. Proyektor film Thomas Alva Edison (AS), tahun 1893
14. Piringan Hitam Alexander Graham Bell (AS)
15. Batu baterei Volta (Italia)
16. Termometer Galileo Galilei (Italia), tahun 1593
17. Korek api John Walker
18. Kapal api Robert Fulton (AS), tahun 1807
19. Kapal selam Cornelius van Drebbel (Belanda)
20. Sinar Rontgen Wilhelm Conrad Rontgen (Jerman)
21. Stetoskop Rene Laennec
22. Lensa Anthony van Leuwenhook (Belanda)
23. Mikroskop Zacharias Jansens, tahun 1590
24. Teleskop H. Lippershey, tahun 1608
25. Kamera George Eastman, tahun 1888
26. Pesawat terbang Wilbur dan 0. Wright, tahun 1903
27. Kereta api Murdocks (Inggris)
28. Sepeda Civrac (Prancis)
Penemuan dari masa ke masa :
kl 4000 SM Batu-bata Mesir dan Assiria
kl 3000 SM Roda Asia
kl 3000 SM Pembajak Sawah Mesir dan Mesopotamia
kl 500 SM Sempoa Cina
kl 300 SM Ilmu ukur Euclid, yunani
kl 200 SM Sekrup Archimedes, Yunani
105 M Kertas pulp Tsai Lun, Cina
250 Aljabar Diophanius, Yunani
kl 1000 Umpan peluru Cina
kl 1100 Kompas magnetik Cina
kl 1100 Roket Cina.
kl 1440 Mesin cetak Gutenberg, Jerman
kl 1520 Bedil rifle Josefh Kotter, Jerman
kl 1589 Bedil rajut William Lee, Inggris
kl 1590 Mikroskop Zacharies Janssen, Belanda
1593 Themometer Galileo Galilei, Italia
1608 Teleskop Hans Lippershey, Belanda
1614 Logaritma John Napier, Skollandia
1636 Micrometer William Gescoigne, Inggris
1637 Ilmu ukur koordinat Rene Descartes
1640 Teori jumlah Piere De Fermat, Prancis
1642 Mesin hitung Blaise Pascal, Prancis
1643 Barometer Evangelista Torricelli, Italia
1650 Pompa air Otto Von Guericke, Jerman
1656 Jam gandul Christian Huygens, Belanda
1665 Kalkulus Sir Issac Newlon, Inggris
1675 Panci masak cepat Denis Papin, Prancis
1698 Pompa uap Thomas Savery, Inggris
1712 Mesin uap Thomas Savery, Inggris
1714 Thermometer mercury Gabriel Fahrenheit, Jerman
1725 Stereo tip William Ged, Skolandia
1733 Shuttle penerbangan John Kay, Inggris
1735 Chronometer John Harrison, Inggris
1752 Anti petir Benyamin Franklin, Amerika
1765 Alat pintal James Hargreaves, Inggris
1765 Kondensor mesin uap James Watt, Skotlandia
1768 Hidrometer Antoine Baume, Prancis
1783 Parasut Louis Lenormand, Prancis
1785 Mesin tenun Edmund Cartwright, Inggris
1790 Mesin jahit Thomas Saint, Inggris
1793 Pemisah kapas Ali Whitney, Amerika
1796 Lithography Aloys Senefelder, Jerman
1800 Batterai Count Alessandro, Italia
1800 Mesin bubut Henry Maudslay, Inggris
1804 Kereta uap Richard Trevithick, Inggris
1815 Lampu tambang Sir Humphry Davy, Inggris
1816 Metronom Johan Malzel, Jerman
1816 Sepeda Karl von Sauerbronn, Jerman
1817 Kaleidoskop David Bretstwer, Skotlandia
1822 Kamera Joseph Niepce, Prancis.
1823 Mesin hitung digital Charles Babbage, Inggris
1824 Semen portland Joseph Aspdin, Inggris
1825 Magnet listrik William Sturgeon, Inggris
1826 Potret Joseph Niepce, Prancis
1827 Korek Api John Walker, Inggris
1828 Tanur (Tingi) James Neilson, Skotlandia
1831 Dinamo Michael Faraday, Inggris
1834 Mesin pemungut Cyrus Mc Cormik. Amerika
1836 Revolver Samuel Colt, Amerika
1837 Telegrap Samuel F.B. Morse, Amerika
1839 Karet vulkanisir Chales Goddyear, Amerika.
1844 Korek api Gustave Pasch, Swedia
1846 Mesin jahit Elias Howe, Amerika
1849 Peniti Walter Hunt, Amerika.
1852 Giroskop Leon Foucault, Prancis
1853 Lift penumpang Elisha Otis, Amerika
1855 Converter bessemer Henry Bessemer, Inggris.
1855 Pembakar bunsen Robert Bunsen, Jerman
1855 Film seleoid Alexander Parkes, Inggris
1858 Mesin cuci Hamilton Smith, Amerika
1859 Mesin pembakaran dalam Etienne Lenoir, Prancis
1861 Linolium Frederick Walton, Inggris
1862 Senjata api cepat Richard Gatling, Amerika
1865 Kunci silinder Linus Yale Jr. Amerika
1866 Dinamit Alfred Nobel, Swedia
1867 Mesin ketik Christopher Sholes, Amerika
1870 Mentega Hippolyte Mege-Mouries, Prancis
1873 Kawat duri Joseph Glidden, Amerika
1876 Telepon Alexander Graham Bell, Skotlandia
1876 Penyapu karpet Milville Bissell, Amerika
1877 Photographi Thomas Edison, Amerika
1878 Microphone David Edward Hughes, Inggris/AS
1879 Lampu pijar Thomas Edison, Amerika
1884 Pulpen Lewis Waterman, Amerika
1884 Mesin set linotip Ottmar Mergenthaler, Amerika
1885 Termos James Dewar, Skotlandia
1885 Sepeda Motor Edwar Butler, Inggris
1885 Transformer listrik William Stanley, Amerika
1886 Kipas listrik Schuyler Wheeler, Amerika
1886 Pengukir nada Fredrick Ives, Amerika
1887 Gramophone Emile Berliner, Jerman/Amerika,
1887 Monotip Tolbert Lanston, Amerika
1887 Mesin mobil Gottlieb Daimier dan Karl Benz, AS
1888 Ban angin John Boyd Dunlop, Skotlandia
1888 Kamera kodak George Eastman, Amerika
1890 Cetak benam Karl Klic, Cekoslowakia.
1892 Resleting Whitcomb Judson, Amerika
1895 Markoni Guglielmo Marconi, Italia.
1895 Sel fotoelektrik Julius Elster dan Hans Geitel, Jerman
1895 Pisau silet King C. Gillette, Amerika
1897 Mesin diesel Rudolf Diesel, Jerman
1898 Kapal selam John R Holland, Irlandia/Amerika
1899 Tape recorder Valdemar Poulsen, Denmark
1901 Penghisap debu Cecil Booth, Inggris
1902 Radio-telepon Reginald Fessenden, Amerika.
1903 Kapal terbang Wilbur dan Orville Wright, Amerika
1904 Dioda John Fleming, Inggris
1906 Trioda Lee De Forest, Amerika
1908 Bakelite Leo Baekeland, Belgia
1908 Kertas kaca Jacques Bran Denberger, Swis
1911 Mesin pungut panen Benyamin Holt, Amerika
1913 Pengukur radiasi Hans Geiger, Inggris
1914 Tank Ernest Swinton, Inggris
1915 Neon Irving Langmuir, Amerika
1918 Senapan otomatis John Browning, Amerika
1925 Televisi sistem kerja John Logie Baird, Skotlandia
1925 Pembeku makanan Clerance Birdseya, Amerika
1926 Roket (BBM cair) Robert H. Goddard, Amerika
1928 Pencukur listrik Jacob Schick, Amerika
1929 Televisi sistem listrik Vladimir Zworykin, Amerika
1930 Jet, mesin Frank Whittle, Inggris
1931 Atom, mesin pemecah Ernest Lawrence, Amerika
1935 Parkir, meter Carlton Magee, Amerika
1935 Radar Robert Watson-Watt, Skotlandia.
1935 Nilon Wallace Carothers, Amerika.
1939 Mikroskop listrik Vladimir Sqorykin, dkk Amerika
1944 Komputer, digit, otm. Howard Aiken, Amerika
1946 Komputer elektrik J. Prosper Eckert dan John W Mauchly,Amerika
1947 Kamera polaraid Edwin Land, Amerika
1948 Transistor John Bardeen, Walter Brattain dan William Shockley
1948 Foto copy Chaster Carlson, Amerika.
1948 Piringan hitam Peter Goldmark, Amerika
1954 Maset Charles H Townes, Amerika
1954 Baterai matahari D. Pearson C. Fuller, G. Pearson, AS
1955 Helikopter Christopher Cockerel, Inggris
1955 Kontraseptik, pil Gregory Pincus dan Others, Amerika.
1956 Video tape A. Poniatoff, Amerika
1959 Sel bahan bakar Francis Bacon, Inggris
1960 Laser Theodore Maiman, Amerika
1965 Holography D. Gabor, Hongaria
1971 Antenna EMI Godfrey Hounsfild, Inggris
*dirilis dari berbagai sumber by syadiashare.com
Ensiklopedia
Penemu Mesin uap Adalah James Watt Berasal dari Negara Inggris
Penemu Mesin 4 tak Adalah Nicolaus Otto Berasal dari Negara Jerman
Penemu Mesin diesel Adalah Rudolf Diesel Berasal dari Negara Jerman
Penemu Mesin cetak Adalah Johannes Guttenberg Berasal dari Negara Jerman
Penemu Mesin ketik Adalah Christopher Sholes Berasal dari Negara Amerika
Penemu Radio Adalah C. Marconi Berasal dari Negara Italia
Penemu Televisi Adalah J.L. Baird & C.F. Jenkins Berasal dari Negara Amerika
Penemu Telegrap Adalah Samuel F.B. Morse Berasal dari Negara Amerika Serikat
Penemu Telepon Adalah Alexander Graham Bell Berasal dari Negara Amerika Serikat (Versi Lama)
Penemu Telepon Adalah Antonio Meucci Berasal dari Negara Italia (Versi Baru)
Penemu Dinamo Adalah Michael Faraday Berasal dari Negara Inggris
Penemu Elektromagnet Adalah Williarn Sturgeon Berasal dari Negara Inggris
Penemu Bola lampu Adalah Thomas Alva Edison Berasal dari Negara Amerika Serikat
Penemu Proyektor film Adalah Thomas Alva Edison Berasal dari Negara Amerika Serikat
Penemu Piringan hitam Adalah Alexander Graham Bell Berasal dari Negara Amerika Serikat
Penemu Batu baterai Adalah Volta Berasal dari Negara Italia
Penemu Termometer Adalah Galileo Galilei Berasal dari Negara Italia
Penemu Korek api Adalah Robert Boyle, John Walker Berasal dari Negara
Penemu Kapal api Adalah Robert Fulton Berasal dari Negara Amerika Serikat
Penemu Kapal selam Adalah Cornelius van Drebbel Berasal dari Negara Belanda
Penemu Sinar Rontgen Adalah Wilhelm Conrad Rontgen Berasal dari Negara Jerman
Penemu Stetoskop Adalah Rene Laennec Berasal dari Negara
Penemu Lensa Adalah Anthony Van Leuwenhook Berasal dari Negara Belanda
Penemu Mikroskop Adalah Zacharias Janssen Berasal dari Negara
Penemu Teleskop Adalah H. Lippershey Berasal dari Negara
Penemu Kamera Adalah Louis Jacques Monde da Guerre & Edwin Land Berasal dari Negara Amerika
Penemu Pesawat terbang Adalah Wilbur dan 0. Wright Berasal dari Negara Amerika
Penemu Kereta api Adalah Murdocks Berasal dari Negara Inggris
Penemu Sepeda Adalah Civrac Berasal dari Negara Prancis
Penemu Balon terbang Adalah Sir F. Whittle Berasal dari Negara
Penemu Balon karet Adalah Josep dan J. Montgolfier Berasal dari Negara
Penemu Ban karet Adalah Charles Goodyear Berasal dari Negara Amerika
Penemu Barometer Adalah Evangelista, Torricelli Berasal dari Negara Italia
Penemu Dinamit Adalah Alfred Nobel Berasal dari Negara Swedia
Penemu Lensa kaca mata Adalah Benyamin Franklin Berasal dari Negara
Penemu Mesin hitung Adalah Blaise Pascal Berasal dari Negara Prancis
Penemu Mobil Adalah Gottlich Daimler Berasal dari Negara
Penemu Motor Adalah Nikola Tesla Berasal dari Negara
Penemu Tank Adalah Sir Ernest Swinton Berasal dari Negara Inggris
Penemu Traktor Adalah Benyamin Holt Berasal dari Negara
Penemu Tangga jalan Adalah Elis G. Otis Berasal dari Negara
Penemu Kawat pijar Adalah Irving Langmuir Berasal dari Negara
Edisi Revisi Terbaru 2009
1. Mesin uap James Watt (Inggris), tahun 1765
2. Mesin 4 tak Nicolaus Otto (Jerman)
3. Mesin diesel Rudolf Diesel (AS), tahun 1897
4. Mesin cetak Johannes Guttenberg (Jerman)
5. Mesin tik Sholes, tahun 1868
6. Radio Marconi (Italia), tahun 1895
7. Televisi J. Lagie Baird dan C.F. Jenkins (Inggris)tahun 1920
8. Telegrap Samuel F.B. Morse (AS), tahun 1837
9. Telepon Alexander Graham Bell (AS), tahun 1876
10. Dinamo Michael Faraday (Inggris), tahun 1831
11 Elektromagnet William Sturgeon, tahun 1823
12. Bola lampu Thomas Alfa Edison (AS)
13. Proyektor film Thomas Alva Edison (AS), tahun 1893
14. Piringan Hitam Alexander Graham Bell (AS)
15. Batu baterei Volta (Italia)
16. Termometer Galileo Galilei (Italia), tahun 1593
17. Korek api John Walker
18. Kapal api Robert Fulton (AS), tahun 1807
19. Kapal selam Cornelius van Drebbel (Belanda)
20. Sinar Rontgen Wilhelm Conrad Rontgen (Jerman)
21. Stetoskop Rene Laennec
22. Lensa Anthony van Leuwenhook (Belanda)
23. Mikroskop Zacharias Jansens, tahun 1590
24. Teleskop H. Lippershey, tahun 1608
25. Kamera George Eastman, tahun 1888
26. Pesawat terbang Wilbur dan 0. Wright, tahun 1903
27. Kereta api Murdocks (Inggris)
28. Sepeda Civrac (Prancis)
Penemuan dari masa ke masa :
kl 4000 SM Batu-bata Mesir dan Assiria
kl 3000 SM Roda Asia
kl 3000 SM Pembajak Sawah Mesir dan Mesopotamia
kl 500 SM Sempoa Cina
kl 300 SM Ilmu ukur Euclid, yunani
kl 200 SM Sekrup Archimedes, Yunani
105 M Kertas pulp Tsai Lun, Cina
250 Aljabar Diophanius, Yunani
kl 1000 Umpan peluru Cina
kl 1100 Kompas magnetik Cina
kl 1100 Roket Cina.
kl 1440 Mesin cetak Gutenberg, Jerman
kl 1520 Bedil rifle Josefh Kotter, Jerman
kl 1589 Bedil rajut William Lee, Inggris
kl 1590 Mikroskop Zacharies Janssen, Belanda
1593 Themometer Galileo Galilei, Italia
1608 Teleskop Hans Lippershey, Belanda
1614 Logaritma John Napier, Skollandia
1636 Micrometer William Gescoigne, Inggris
1637 Ilmu ukur koordinat Rene Descartes
1640 Teori jumlah Piere De Fermat, Prancis
1642 Mesin hitung Blaise Pascal, Prancis
1643 Barometer Evangelista Torricelli, Italia
1650 Pompa air Otto Von Guericke, Jerman
1656 Jam gandul Christian Huygens, Belanda
1665 Kalkulus Sir Issac Newlon, Inggris
1675 Panci masak cepat Denis Papin, Prancis
1698 Pompa uap Thomas Savery, Inggris
1712 Mesin uap Thomas Savery, Inggris
1714 Thermometer mercury Gabriel Fahrenheit, Jerman
1725 Stereo tip William Ged, Skolandia
1733 Shuttle penerbangan John Kay, Inggris
1735 Chronometer John Harrison, Inggris
1752 Anti petir Benyamin Franklin, Amerika
1765 Alat pintal James Hargreaves, Inggris
1765 Kondensor mesin uap James Watt, Skotlandia
1768 Hidrometer Antoine Baume, Prancis
1783 Parasut Louis Lenormand, Prancis
1785 Mesin tenun Edmund Cartwright, Inggris
1790 Mesin jahit Thomas Saint, Inggris
1793 Pemisah kapas Ali Whitney, Amerika
1796 Lithography Aloys Senefelder, Jerman
1800 Batterai Count Alessandro, Italia
1800 Mesin bubut Henry Maudslay, Inggris
1804 Kereta uap Richard Trevithick, Inggris
1815 Lampu tambang Sir Humphry Davy, Inggris
1816 Metronom Johan Malzel, Jerman
1816 Sepeda Karl von Sauerbronn, Jerman
1817 Kaleidoskop David Bretstwer, Skotlandia
1822 Kamera Joseph Niepce, Prancis.
1823 Mesin hitung digital Charles Babbage, Inggris
1824 Semen portland Joseph Aspdin, Inggris
1825 Magnet listrik William Sturgeon, Inggris
1826 Potret Joseph Niepce, Prancis
1827 Korek Api John Walker, Inggris
1828 Tanur (Tingi) James Neilson, Skotlandia
1831 Dinamo Michael Faraday, Inggris
1834 Mesin pemungut Cyrus Mc Cormik. Amerika
1836 Revolver Samuel Colt, Amerika
1837 Telegrap Samuel F.B. Morse, Amerika
1839 Karet vulkanisir Chales Goddyear, Amerika.
1844 Korek api Gustave Pasch, Swedia
1846 Mesin jahit Elias Howe, Amerika
1849 Peniti Walter Hunt, Amerika.
1852 Giroskop Leon Foucault, Prancis
1853 Lift penumpang Elisha Otis, Amerika
1855 Converter bessemer Henry Bessemer, Inggris.
1855 Pembakar bunsen Robert Bunsen, Jerman
1855 Film seleoid Alexander Parkes, Inggris
1858 Mesin cuci Hamilton Smith, Amerika
1859 Mesin pembakaran dalam Etienne Lenoir, Prancis
1861 Linolium Frederick Walton, Inggris
1862 Senjata api cepat Richard Gatling, Amerika
1865 Kunci silinder Linus Yale Jr. Amerika
1866 Dinamit Alfred Nobel, Swedia
1867 Mesin ketik Christopher Sholes, Amerika
1870 Mentega Hippolyte Mege-Mouries, Prancis
1873 Kawat duri Joseph Glidden, Amerika
1876 Telepon Alexander Graham Bell, Skotlandia
1876 Penyapu karpet Milville Bissell, Amerika
1877 Photographi Thomas Edison, Amerika
1878 Microphone David Edward Hughes, Inggris/AS
1879 Lampu pijar Thomas Edison, Amerika
1884 Pulpen Lewis Waterman, Amerika
1884 Mesin set linotip Ottmar Mergenthaler, Amerika
1885 Termos James Dewar, Skotlandia
1885 Sepeda Motor Edwar Butler, Inggris
1885 Transformer listrik William Stanley, Amerika
1886 Kipas listrik Schuyler Wheeler, Amerika
1886 Pengukir nada Fredrick Ives, Amerika
1887 Gramophone Emile Berliner, Jerman/Amerika,
1887 Monotip Tolbert Lanston, Amerika
1887 Mesin mobil Gottlieb Daimier dan Karl Benz, AS
1888 Ban angin John Boyd Dunlop, Skotlandia
1888 Kamera kodak George Eastman, Amerika
1890 Cetak benam Karl Klic, Cekoslowakia.
1892 Resleting Whitcomb Judson, Amerika
1895 Markoni Guglielmo Marconi, Italia.
1895 Sel fotoelektrik Julius Elster dan Hans Geitel, Jerman
1895 Pisau silet King C. Gillette, Amerika
1897 Mesin diesel Rudolf Diesel, Jerman
1898 Kapal selam John R Holland, Irlandia/Amerika
1899 Tape recorder Valdemar Poulsen, Denmark
1901 Penghisap debu Cecil Booth, Inggris
1902 Radio-telepon Reginald Fessenden, Amerika.
1903 Kapal terbang Wilbur dan Orville Wright, Amerika
1904 Dioda John Fleming, Inggris
1906 Trioda Lee De Forest, Amerika
1908 Bakelite Leo Baekeland, Belgia
1908 Kertas kaca Jacques Bran Denberger, Swis
1911 Mesin pungut panen Benyamin Holt, Amerika
1913 Pengukur radiasi Hans Geiger, Inggris
1914 Tank Ernest Swinton, Inggris
1915 Neon Irving Langmuir, Amerika
1918 Senapan otomatis John Browning, Amerika
1925 Televisi sistem kerja John Logie Baird, Skotlandia
1925 Pembeku makanan Clerance Birdseya, Amerika
1926 Roket (BBM cair) Robert H. Goddard, Amerika
1928 Pencukur listrik Jacob Schick, Amerika
1929 Televisi sistem listrik Vladimir Zworykin, Amerika
1930 Jet, mesin Frank Whittle, Inggris
1931 Atom, mesin pemecah Ernest Lawrence, Amerika
1935 Parkir, meter Carlton Magee, Amerika
1935 Radar Robert Watson-Watt, Skotlandia.
1935 Nilon Wallace Carothers, Amerika.
1939 Mikroskop listrik Vladimir Sqorykin, dkk Amerika
1944 Komputer, digit, otm. Howard Aiken, Amerika
1946 Komputer elektrik J. Prosper Eckert dan John W Mauchly,Amerika
1947 Kamera polaraid Edwin Land, Amerika
1948 Transistor John Bardeen, Walter Brattain dan William Shockley
1948 Foto copy Chaster Carlson, Amerika.
1948 Piringan hitam Peter Goldmark, Amerika
1954 Maset Charles H Townes, Amerika
1954 Baterai matahari D. Pearson C. Fuller, G. Pearson, AS
1955 Helikopter Christopher Cockerel, Inggris
1955 Kontraseptik, pil Gregory Pincus dan Others, Amerika.
1956 Video tape A. Poniatoff, Amerika
1959 Sel bahan bakar Francis Bacon, Inggris
1960 Laser Theodore Maiman, Amerika
1965 Holography D. Gabor, Hongaria
1971 Antenna EMI Godfrey Hounsfild, Inggris
*dirilis dari berbagai sumber by syadiashare.com
Ensiklopedia
Wednesday, 7 March 2012
enzim
Enzim
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Model komputer enzim purina nukleosida fosforilase (PNPase)
Diagram energi potensial reaksi kimia organik yang menunjukkan efek katalis pada suatu reaksi eksotermik hipotetis X + Y = Z.
Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik.[1][2]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.
Enzim bekerja dengan cara bereaksi dengan molekul substrat untuk menghasilkan senyawa intermediat melalui suatu reaksi kimia organik yang membutuhkan energi aktivasilebih rendah, sehingga percepatan reaksi kimia terjadi karena reaksi kimia dengan energi aktivasi lebih tinggi membutuhkan waktu lebih lama. Sebagai contoh:
X + C → XC (1)
Y + XC → XYC (2)
XYC → CZ (3)
CZ → C + Z (4)
Meskipun senyawa katalis dapat berubah pada reaksi awal, pada reaksi akhir molekul katalis akan kembali ke bentuk semula.
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, enzimα-amilase hanya dapat digunakan pada proses perombakan pati menjadiglukosa.
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. Inhibitor adalah molekul yang menurunkan aktivitas enzim, sedangkanaktivator adalah yang meningkatkan aktivitas enzim. Banyak obat dan racunadalah inihibitor enzim.
Etimologi dan Sejarah
Eduard Buchner
Hal-ihwal yang berkaitan dengan enzim dipelajari dalam enzimologi. Dalam dunia pendidikan tinggi, enzimologi tidak dipelajari tersendiri sebagai satu jurusan tersendiri tetapi sejumlah program studi memberikan mata kuliah ini. Enzimologi terutama dipelajari dalam kedokteran, ilmu pangan, teknologi pengolahan pangan, dan cabang-cabang ilmu pertanian.
Pada akhir tahun 1700-an dan awal tahun 1800-an, pencernaan daging oleh sekresi perut[3] dan konversi pati menjadi gula oleh ekstrak tumbuhan dan ludah telah diketahui. Namun, mekanisme bagaimana hal ini terjadi belum diidentifikasi.[4]
Pada abad ke-19, ketika mengkaji fermentasi gula menjadi alkohol oleh ragi, Louis Pasteurmenyimpulkan bahwa fermentasi ini dikatalisasi oleh gaya dorong vital yang terdapat dalam sel ragi, disebut sebagai "ferment", dan diperkirakan hanya berfungsi dalam tubuh organisme hidup. Ia menulis bahwa "fermentasi alkoholik adalah peristiwa yang berhubungan dengan kehidupan dan organisasi sel ragi, dan bukannya kematian ataupun putrefaksi sel tersebut."[5]
Pada tahun 1878, ahli fisiologi Jerman Wilhelm Kühne (1837–1900) pertama kali menggunakan istilah "enzyme", yang berasal dari bahasa Yunani ενζυμον yang berarti "dalam bahan pengembang" (ragi), untuk menjelaskan proses ini. Kata "enzyme" kemudian digunakan untuk merujuk pada zat mati seperti pepsin, dan kata ferment digunakan untuk merujuk pada aktivitas kimiawi yang dihasilkan oleh organisme hidup.
Pada tahun 1897, Eduard Buchner memulai kajiannya mengenai kemampuan ekstrak ragi untuk memfermentasi gula walaupun ia tidak terdapat pada sel ragi yang hidup. Pada sederet eksperimen di Universitas Berlin, ia menemukan bahwa gula difermentasi bahkan apabila sel ragi tidak terdapat pada campuran.[6] Ia menamai enzim yang memfermentasi sukrosa sebagai "zymase" (zimase).[7] Pada tahun 1907, ia menerima penghargaan Nobel dalam bidang kimia "atas riset biokimia dan penemuan fermentasi tanpa sel yang dilakukannya". Mengikuti praktek Buchner, enzim biasanya dinamai sesuai dengan reaksi yang dikatalisasi oleh enzim tersebut. Umumnya, untuk mendapatkan nama sebuah enzim, akhiran -ase ditambahkan pada nama substrat enzim tersebut (contohnya:laktase, merupakan enzim yang mengurai laktosa) ataupun pada jenis reaksi yang dikatalisasi (contoh: DNA polimerase yang menghasilkan polimer DNA).
Penemuan bahwa enzim dapat bekerja diluar sel hidup mendorong penelitian pada sifat-sifat biokimia enzim tersebut. Banyak peneliti awal menemukan bahwa aktivitas enzim diasosiasikan dengan protein, namun beberapa ilmuwan seperti Richard Willstätter berargumen bahwa proten hanyalah bertindak sebagai pembawa enzim dan protein sendiri tidak dapat melakukan katalisis. Namun, pada tahun 1926, James B. Sumner berhasil mengkristalisasi enzim urease dan menunjukkan bahwa ia merupakan protein murni. Kesimpulannya adalah bahwa protein murni dapat berupa enzim dan hal ini secara tuntas dibuktikan oleh Northrop dan Stanley yang meneliti enzim pencernaan pepsin (1930), tripsin, dan kimotripsin. Ketiga ilmuwan ini meraih penghargaan Nobel tahun 1946 pada bidang kimia.[8]
Penemuan bahwa enzim dapat dikristalisasi pada akhirnya mengijinkan struktur enzim ditentukan melalui kristalografi sinar-X. Metode ini pertama kali diterapkan pada lisozim, enzim yang ditemukan pada air mata, air ludah, dan telur putih, yang mencerna lapisan pelindung beberapa bakteri. Struktur enzim ini dipecahkan oleh sekelompok ilmuwan yang diketuai oleh David Chilton Phillips dan dipublikasikan pada tahun 1965.[9] Struktur lisozim dalam resolusi tinggi ini menandai dimulainya bidang biologi struktural dan usaha untuk memahami bagaimana enzim bekerja pada tingkat atom.
[sunting]Konvensi penamaan
Nama enzim sering kali diturunkan dari nama substrat ataupun reaksi kimia yang ia kataliskan dengan akhiran -ase. Contohnya adalahlaktase, alkohol dehidrogenase (mengatalisis penghilangan hidrogen dari alkohol), dan DNA polimerase.
International Union of Biochemistry and Molecular Biology telah mengembangkan suatu tatanama untuk enzim, yang disebut sebagainomor EC; tiap-tiap enzim memiliki empat digit nomor urut sesuai dengan ketentuan klasifikasi yang berlaku. Nomor pertama untuk klasifikasi teratas enzim didasarkan pada ketentuan berikut:
EC 1 Oksidoreduktase: mengatalisis reaksi oksidasi/reduksi
EC 2 Transferase: mentransfer gugus fungsi
EC 3 Hidrolase: mengatalisis hidrolisis berbagai ikatan
EC 4 Liase: memutuskan berbagai ikatan kimia selain melalui hidrolisis dan oksidasi
EC 5 Isomerase: mengatalisis isomerisasi sebuah molekul tunggal
EC 6 Ligase: menggabungkan dua molekul dengan ikatan kovalen
Tata nama secara lengkap dapat dilihat di http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/ (Bahasa Inggris).
[sunting]Struktur dan mekanisme
Lihat pula: Katalisis enzim
Diagram pita yang menunjukkan karbonat anhidrase II. Bola abu-abu adalah kofaktor seng yang berada pada tapak aktif.
Enzim umumnya merupakan protein globular dan ukurannya berkisar dari hanya 62 asam amino pada monomer 4-oksalokrotonat tautomerase[10], sampai dengan lebih dari 2.500 residu pada asam lemak sintase.[11] Terdapat pula sejumlah kecil katalis RNA, dengan yang paling umum merupakanribosom; Jenis enzim ini dirujuk sebagai RNA-enzim ataupun ribozim. Aktivitas enzim ditentukan oleh struktur tiga dimensinya (struktur kuaterner).[12]Walaupun struktur enzim menentukan fungsinya, prediksi aktivitas enzim baru yang hanya dilihat dari strukturnya adalah hal yang sangat sulit.[13]
Kebanyakan enzim berukuran lebih besar daripada substratnya, tetapi hanya sebagian kecil asam amino enzim (sekitar 3–4 asam amino) yang secara langsung terlibat dalam katalisis.[14] Daerah yang mengandung residu katalitik yang akan mengikat substrat dan kemudian menjalani reaksi ini dikenal sebagai tapak aktif. Enzim juga dapat mengandung tapak yang mengikatkofaktor yang diperlukan untuk katalisis. Beberapa enzim juga memiliki tapak ikat untuk molekul kecil, yang sering kali merupakan produk langsung ataupun tak langsung dari reaksi yang dikatalisasi. Pengikatan ini dapat meningkatkan ataupun menurunkan aktivitas enzim. Dengan demikian ia berfungsi sebagai regulasi umpan balik.
Sama seperti protein-protein lainnya, enzim merupakan rantai asam amino yang melipat. Tiap-tiap urutan asam amino menghasilkan struktur pelipatan dan sifat-sifat kimiawi yang khas. Rantai protein tunggal kadang-kadang dapat berkumpul bersama dan membentukkompleks protein. Kebanyakan enzim dapat mengalami denaturasi (yakni terbuka dari lipatannya dan menjadi tidak aktif) oleh pemanasan ataupun denaturan kimiawi. Tergantung pada jenis-jenis enzim, denaturasi dapat bersifat reversibel maupun ireversibel.
[sunting]Kespesifikan
Enzim biasanya sangat spesifik terhadap reaksi yang ia kataliskan maupun terhadap substrat yang terlibat dalam reaksi. Bentuk, muatan dan katakteristik hidrofilik/hidrofobik enzim dan substrat bertanggung jawab terhadap kespesifikan ini. Enzim juga dapat menunjukkan tingkat stereospesifisitas, regioselektivitas, dan kemoselektivitas yang sangat tinggi.[15]
Beberapa enzim yang menunjukkan akurasi dan kespesifikan tertinggi terlibat dalam pengkopian dan pengekspresian genom. Enzim-enzim ini memiliki mekanisme "sistem pengecekan ulang". Enzim seperti DNA polimerase mengatalisasi reaksi pada langkah pertama dan mengecek apakah produk reaksinya benar pada langkah kedua.[16] Proses dwi-langkah ini menurunkan laju kesalahan dengan 1 kesalahan untuk setiap 100 juta reaksi pada polimerase mamalia.[17] Mekanisme yang sama juga dapat ditemukan pada RNA polimerase,[18] aminoasil tRNA sintetase[19] dan ribosom.[20]
Beberapa enzim yang menghasilkan metabolit sekunder dikatakan sebagai "tidak pilih-pilih", yakni bahwa ia dapat bekerja pada berbagai jenis substrat yang berbeda-beda. Diajukan bahwa kespesifikan substrat yang sangat luas ini sangat penting terhadap evolusi lintasan biosintetik yang baru.[21]
[sunting]Model "kunci dan gembok"
Enzim sangatlah spesifik. Pada tahun 1894, Emil Fischer mengajukan bahwa hal ini dikarenakan baik enzim dan substrat memiliki bentuk geometri yang saling memenuhi.[22] Hal ini sering dirujuk sebagai model "Kunci dan Gembok". Manakala model ini menjelaskan kespesifikan enzim, ia gagal dalam menjelaskan stabilisasi keadaan transisi yang dicapai oleh enzim. Model ini telah dibuktikan tidak akurat, dan model ketepatan induksilah yang sekarang paling banyak diterima.
[sunting]Model ketepatan induksi
Diagram yang menggambarkan hipotesis ketepatan induksi.
Pada tahun 1958, Daniel Koshland mengajukan modifikasi model kunci dan gembok: oleh karena enzim memiliki struktur yang fleksibel, tapak aktif secara terus menerus berubah bentuknya sesuai dengan interaksi antara enzim dan substrat.[23]Akibatnya, substrat tidak berikatan dengan tapak aktif yang kaku. Orientasi rantai samping asam amino berubah sesuai dengan substrat dan mengijinkan enzim untuk menjalankan fungsi katalitiknya. Pada beberapa kasus, misalnya glikosidase, molekul substrat juga berubah sedikit ketika ia memasuki tapak aktif.[24] Tapak aktif akan terus berubah bentuknya sampai substrat terikat secara sepenuhnya, yang mana bentuk akhir dan muatan enzim ditentukan.[25]
[sunting]Mekanisme
Enzim dapat bekerja dengan beberapa cara, yang kesemuaannya menurunkan ΔG‡:[26]
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.)
Menurunkan energi keadaan transisi tanpa mengubah bentuk substrat dengan menciptakan lingkungan yang memiliki distribusi muatan yang berlawanan dengan keadaan transisi.
Menyediakan lintasan reaksi alternatif. Contohnya bereaksi dengan substrat sementara waktu untuk membentuk kompleks Enzim-Substrat antara.
Menurunkan perubahan entropi reaksi dengan menggiring substrat bersama pada orientasi yang tepat untuk bereaksi. Menariknya, efek entropi ini melibatkan destabilisasi keadaan dasar,[27] dan kontribusinya terhadap katalis relatif kecil.[28]
[sunting]Stabilisasi keadaan transisi
Pemahaman asal usul penurunan ΔG‡ memerlukan pengetahuan bagaimana enzim dapat menghasilkan keadaan transisi reaksi yang lebih stabil dibandingkan dengan stabilitas keadaan transisi reaksi tanpa katalis. Cara yang paling efektif untuk mencapai stabilisasi yang besar adalah menggunakan efek elektrostatik, terutama pada lingkungan yang relatif polar yang diorientasikan ke distribusi muatan keadaan transisi.[29] Lingkungan seperti ini tidak ada dapat ditemukan pada reaksi tanpa katalis di air.
[sunting]Dinamika dan fungsi
Dinamika internal enzim berhubungan dengan mekanisme katalis enzim tersebut.[30][31][32] Dinamika internal enzim adalah pergerakan bahagian struktur enzim, misalnya residu asam amino tunggal, sekelompok asam amino, ataupun bahwa keseluruhan domain protein. Pergerakan ini terjadi pada skala waktu yang bervariasi, berkisar dari beberapa femtodetik sampai dengan beberapa detik. Jaringan residu protein di seluruh struktur enzim dapat berkontribusi terhadap katalisis melalui gerak dinamik.[33][34][35][36] Gerakan protein sangat vital, namun apakah vibrasi yang cepat atau lambat maupun pergerakan konformasi yang besar atau kecil yang lebih penting bergantung pada tipe reaksi yang terlibat. Namun, walaupun gerak ini sangat penting dalam hal pengikatan dan pelepasan substrat dan produk, adalah tidak jelas jika gerak ini membantu mempercepat langkah-langkah reaksi reaksi enzimatik ini.[37] Penyingkapan ini juga memiliki implikasi yang luas dalam pemahaman efek alosterik dan pengembangan obat baru.
[sunting]Modulasi alosterik
Enzim alosterik mengubah strukturnya sesuai dengan efektornya. Modulasi ini dapat terjadi secara langsung, di mana efektor mengikattapak ikat enzim secara lngsung, ataupun secara tidak langsung, di mana efektor mengikat protein atau subunit protein lain yang berinteraksi dengan enzim alosterik, sehingga memengaruhi aktivitas katalitiknya.
[sunting]Kofaktor dan koenzim
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Kofaktor dan Koenzim
[sunting]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.[38] 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.[39]
[sunting]Koenzim
Model pengisian ruang koenzim NADH
Koenzim adalah kofaktor berupa molekul organik kecil yang mentranspor gugus kimia atau elektron dari satu enzim ke enzim lainnya.[38][40][41] 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.[42]
Regenerasi serta pemeliharaan konsentrasi koenzim terjadi dalam sel. Contohnya, NADPH diregenerasi melalui lintasan pentosa fosfat, dan S-adenosilmetionina melalui metionina adenosiltransferase.
[sunting]Termodinamika
Tahapan-tahapan energi pada reaksi kimia. Substrat memerlukan energi yang banyak untuk mencapai keadaan transisi, yang akan kemudian berubah menjadi produk. Enzim menstabilisasi keadaan transisi, menurunkan energi yang diperlukan untuk menjadi produk.
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Energi aktivasi, Kesetimbangan termodinamik, dan Kesetimbangan kimia
Sebagai katalis, enzim tidak mengubah posisi kesetimbangan reaksi kimia. Biasanya reaksi akan berjalan ke arah yang sama dengan reaksi tanpa katalis. Perbedaannya adalah, reaksi enzimatik berjalan lebih cepat. Namun, tanpa keberadaan enzim, reaksi samping yang memungkinkan dapat terjadi dan menghasilkan produk yang berbeda.
Lebih lanjut, enzim dapat menggabungkan dua atau lebih reaksi, sehingga reaksi yang difavoritkan secara termodinamik dapat digunakan untuk mendorong reaksi yang tidak difavoritkan secara termodinamik. Sebagai contoh, hidrolsis ATP sering kali menggunakan reaksi kimia lainnya untuk mendorong reaksi.
Enzim mengatalisasi reaksi maju dan balik secara seimbang. Enzim tidak mengubah kesetimbangan reaksi itu sendiri, namun hanya mempercepat reaksi saja. Sebagai contoh, karbonat anhidrase mengatalisasi reaksinya ke dua arah bergantung pada konsentrasi reaktan.
(dalam jaringan tubuh; konsentrasi CO2 yang tinggi)
(pada paru-paru; konsentrasi CO2 yang rendah)
Walaupun demikian, jika kesetimbangan tersebut sangat memfavoritkan satu arah reaksi, yakni reaksi yang sangat eksergonik, reaksi itu akan menjadi ireversible. Pada kondisi demikian, enzim akan hanya mengatalisasi reaksi yang diijinkan secara termodinamik.
[sunting]Kinetika
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Kinetika enzim
Mekanisme reaksi enzimatik untuk sebuah subtrat tunggal. Enzim (E) mengikat substrat (S) dan menghasilkan produk (P).
Kinetika enzim menginvestigasi bagaimana enzim mengikat substrat dengan mengubahnya menjadi produk. Data laju yang digunakan dalam analisis kinetika didapatkan dari asai enzim.
Pada tahun 1902, Victor Henri[43] mengajukan suatu teori kinetika enzim yang kuantitatif, namun data eksperimennya tidak berguna karena perhatian pada konsentrasi ion hidrogen pada saat itu masih belum dititikberatkan. SetelahPeter Lauritz Sørensen menentukan skala pH logaritmik dan memperkenalkan konsep penyanggaan (buffering) pada tahun 1909[44], kimiawan Jerman Leonor Michaelis dan murid bimbingan pascadokotoralnya yang berasal dari Kanada,Maud Leonora Menten, mengulangi eksperimen Henri dan mengkonfirmasi persamaan Henri. Persamaan ini kemudian dikenal dengan nama Kinetika Henri-Michaelis-Menten (kadang-kadang juga hanya disebut kinetika Michaelis-Menten).[45] Hasil kerja mereka kemudian dikembangkan lebih jauh oleh G. E. Briggs dan J. B. S. Haldane. Penurunan persamaan kinetika yang diturunkan mereka masih digunakan secara meluas sampai sekarang .[46]
Salah satu kontribusi utama Henri pada kinetika enzim adalah memandang reaksi enzim sebagai dua tahapan. Pada tahap pertama, subtrat terikat ke enzim secara reversible, membentuk kompleks enzim-substrat. Kompleks ini kadang-kadang disebut sebagai kompleks Michaelis. Enzim kemudian mengatalisasi reaksi kimia dan melepaskan produk.
Kurva kejenuhan suatu reaksi enzim yang menunjukkan relasi antara konsentrasi substrat (S) dengan kelajuan (v).
Enzim dapat mengatalisasi reaksi dengan kelajuan mencapai jutaan reaksi per detik. Sebagai contoh, tanpa keberadaan enzim, reaksi yang dikatalisasi oleh enzim orotidina 5'-fosfat dekarboksilase akan memerlukan waktu 78 juta tahun untuk mengubah 50% substrat menjadi produk. Namun, apabila enzim tersebut ditambahkan, proses ini hanya memerlukan waktu 25 milidetik.[47] Laju reaksi bergantung pada kondisi larutan dan konsentrasi substrat. Kondisi-kondisi yang menyebabkan denaturasi protein seperti temperatur tinggi, konsentrasi garam yang tinggi, dan nilai pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan menghilangkan aktivitas enzim. Sedangkan peningkatan konsentrasi substrat cenderung meningkatkan aktivitasnya. Untuk menentukan kelajuan maksimum suatu reaksi enzimatik, konsentrasi substrat ditingkatkan sampai laju pembentukan produk yang terpantau menjadi konstan. Hal ini ditunjukkan oleh kurva kejenuhan di samping. Kejenuhan terjadi karena seiring dengan meningkatnya konsentrasi substrat, semakin banyak enzim bebas yang diubah menjadi kompleks substrate-enzim ES. Pada kelajuan yang maksimum (Vmax), semua tapak aktif enzim akan berikatan dengan substrat, dan jumlah kompleks ES adalah sama dengan jumlah total enzim yang ada. Namun, Vmax hanyalah salah satu konstanta kinetika enzim. Jumlah substrat yang diperlukan untuk mencapai nilai kelajuan reaksi tertentu jugalah penting. Hal ini diekspresikan oleh konstanta Michaelis-Menten (Km), yang merupakan konsentrasi substrat yang diperlukan oleh suatu enzim untuk mencapai setengah kelajuan maksimumnya. Setiap enzim memiliki nilai Km yang berbeda-beda untuk suatu subtrat, dan ini dapat menunjukkan seberapa kuatnya pengikatan substrat ke enzim. Konstanta lainnya yang juga berguna adalah kcat, yang merupakan jumlah molekul substrat yang dapat ditangani oleh satu tapak aktif per detik.
Efisiensi suatu enzim diekspresikan oleh kcat/Km. Ia juga disebut sebagai konstanta kespesifikan dan memasukkan tetapan kelajuansemua langkah reaksi. Karena konstanta kespesifikan mencermikan kemampuan katalitik dan afinitas, ia dapat digunakan untuk membandingkan enzim yang satu dengan enzim yang lain, ataupun enzim yang sama dengan substrat yang berbeda. Konstanta kespesifikan maksimum teoritis disebut limit difusi dan nilainya sekitar 108 sampai 109 (M-1 s-1). Pada titik ini, setiap penumbukkan enzim dengan substratnya akan menyebabkan katalisis, dan laju pembentukan produk tidak dibatasi oleh laju reaksi, melainkan oleh laju difusi. Enzim dengan sifat demikian disebut secara katalitik sempurna ataupun secara kinetika sempurna. Contoh enzim yang memiliki sifat seperti ini adalah karbonat anhidrase, asetilkolinesterase, katalase, fumarase, β-laktamase, dan superoksida dismutase.
Kinetika Michaelis-Menten bergantung pada hukum aksi massa, yang diturunkan berdasarkan asumsi difusi bebas dan pertumbukan acak yang didorong secara termodinamik. Namun, banyak proses-proses biokimia dan selular yang menyimpang dari kondisi ideal ini, disebabkan oleh kesesakan makromolekuler (macromolecular crowding), perpisahan fase enzim/substrat/produk, dan pergerakan molekul secara satu atau dua dimensi.[48] Pada situasi seperti ini, kinetika Michaelis-Menten fraktal dapat diterapkan.[49][50][51][52]
Beberapa enzim beroperasi dengan kinetika yang lebih cepat daripada laju difusi. Hal ini tampaknya sangat tidak mungkin. Beberapa mekanisme telah diajukan untuk menjelaskan fenomena ini. Beberapa protein dipercayai mempercepat katalisis dengan menarik substratnya dan melakukan pra-orientasi substrat menggunakan medan listrik dipolar. Model lainnya menggunakan penjelasan penerowongan kuantum mekanika, walaupun penjelasan ini masih kontroversial.[53][54] Penerowongan kuantum untuk proton telah terpantau pada triptamina.[55]
[sunting]Inhibisi
Inhibitor kompetitif mengikat enzim secara reversibel, menghalangi pengikatan substrat. Di lain pihak, pengikatn substrat juga menghalangi pengikatan inhibitor. Substrat dan inhibitor berkompetisi satu sama lainnya.
Jenis-jenis inihibisi. Klasifikasi ini diperkenalkan oleh W.W. Cleland.[56]
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Inhibitor enzim
Laju reaksi enzim dapat diturunkan menggunakan berbagai jenis inhibitor enzim.
Inhibisi kompetitif
Pada inihibisi kompetitif, inhibitor dan substrat berkompetisi untuk berikatan dengan enzim. Seringkali inhibitor kompetitif memiliki struktur yang sangat mirip dengan substrat asli enzim. Sebagai contoh, metotreksat adalah inihibitor kompetitif untuk enzim dihidrofolat reduktase. Kemiripan antara struktur asam folat dengan obat ini ditunjukkan oleh gambar di samping bawah. Perhatikan bahwa pengikatan inhibitor tidaklah perlu terjadi pada tapak pengikatan substrat apabila pengikatan inihibitor mengubah konformasi enzim, sehingga menghalangi pengikatan substrat. Pada inhibisi kompetitif, kelajuan maksimal reaksi tidak berubah, namun memerlukan konsentrasi substrat yang lebih tinggi untuk mencapai kelajuan maksimal tersebut, sehingga meningkatkan Km.
Inhibisi tak kompetitif
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.
Inhibisi non-kompetitif
Inhibitor non-kompetitif dapat mengikat enzim pada saat yang sama substrat berikatan dengan enzim. Baik kompleks EI dan EIS tidak aktif. Karena inhibitor tidak dapat dilawan dengan peningkatan konsentrasi substrat, Vmax reaksi berubah. Namun, karena substrat masih dapat mengikat enzim, Km tetaplah sama.
Inhibisi campuran
Inhibisis jenis ini mirip dengan inhibisi non-kompetitif, kecuali kompleks EIS memiliki aktivitas enzimatik residual.
Pada banyak organisme, inhibitor dapat merupakan bagian dari mekanisme umpan balik. Jika enzim memproduksi terlalu banyak produk, produk tersebut dapat berperan sebagai inhibitor bagi enzim tersebut. Hal ini akan menyebabkan produksi produk melambat atau berhenti. Bentuk umpan balik ini adalah umpan balik negatif. Enzim memiliki bentuk regulasi seperti ini sering kali multimerik dan mempunyai tapak ikat alosterik. Kurva substrat/kelajuan enzim ini tidak berbentuk hiperbola melainkan berbentuk S.
Koenzim asam folat (kiri) dan obat anti kanker metotreksat (kanan) memiliki struktur yang sangat mirip. Oleh sebab itu, metotreksat adalah inhibitor kompetitif bagi enzim yang menggunukan folat.
Inhibitor ireversibel bereaksi dengan enzim dan membentuk aduk dengan protein. Inaktivasi ini bersifat ireversible. Inhibitor seperti ini contohnya efloritina, obat yang digunakan untuk mengobati penyakit yang disebabkan oleh protozoa African trypanosomiasis.[57] Penisilin dan Aspirin juga bekerja dengan cara yang sama. Senyawa obat ini terikat pada tapak aktif, dan enzim kemudian mengubah inhibitor menjadi bentuk aktif yang bereaksi secara ireversibel dengan satu atau lebih residu asam amino.
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.[58]
[sunting]Fungsi biologis
Enzim mempunyai berbagai fungsi bioligis dalam tubuh organisme hidup. Enzim berperan dalam transduksi signal dan regulasi sel, seringkali melalui enzim kinase dan fosfatase.[59] Enzim juga berperan dalam menghasilkan pergerakan tubuh, dengan miosinmenghidrolisis ATP untuk menghasilkan kontraksi otot.[60] ATPase lainnya dalam membran sel umumnya adalah pompa ion yang terlibat dalam transpor aktif. Enzim juga terlibat dalam fungs-fungsi yang khas, seperti lusiferase yang menghasilkan cahaya padakunang-kunang.[61] Virus juga mengandung enzim yang dapat menyerang sel, misalnya HIV integrase dan transkriptase balik.
Salah satu fungsi penting enzim adalah pada sistem pencernaan hewan. Enzim seperti amilase dan protease memecah molekul yang besar (seperti pati dan protein) menjadi molekul yang kecil, sehingga dapat diserap oleh usus. Molekul pati, sebagai contohnya, terlalu besar untuk diserap oleh usus, namun enzim akan menghidrolisis rantai pati menjadi molekul kecil seperti maltosa, yang akan dihidrolisis lebih jauh menjadi glukosa, sehingga dapat diserap. Enzim-enzim yang berbeda, mencerna zat-zat makanan yang berbeda pula. Pada hewan pemamah biak, mikroorganisme dalam perut hewan tersebut menghasilkan enzim selulase yang dapat mengurai sel dinding selulosa tanaman.[62]
Beberapa enzim dapat bekerja bersama dalam urutan tertentu, dan menghasilan lintasan metabolisme. Dalam lintasan metabolisme, satu enzim akan membawa produk enzim lainnya sebagai substrat. Setelah reaksi katalitik terjadi, produk kemudian dihantarkan ke enzim lainnya. Kadang-kadang lebih dari satu enzim dapat mengatalisasi reaksi yang sama secara bersamaan.
Enzim menentukan langkah-langkah apa saja yang terjadi dalam lintasan metabolisme ini. Tanpa enzim, metabolisme tidak akan berjalan melalui langkah yang teratur ataupun tidak akan berjalan dengan cukup cepat untuk memenuhi kebutuhan sel. Dan sebenarnya, lintasan metabolisme seperti glikolisis tidak akan dapat terjadi tanpa enzim. Glukosa, contohnya, dapat bereaksi secara langsung dengan ATP, dan menjadi terfosforliasi pada karbon-karbonnya secara acak. Tanpa keberadaan enzim, proses ini berjalan dengan sangat lambat. Namun, jika heksokinase ditambahkan, reaksi ini tetap berjalan, namun fosforilasi pada karbon 6 akan terjadi dengan sangat cepat, sedemikiannya produk glukosa-6-fosfat ditemukan sebagai produk utama. Oleh karena itu, jaringan lintasan metabolisme dalam tiap-tiap sel bergantung pada kumpulan enzim fungsional yang terdapat dalam sel tersebut.
[sunting]Kontrol aktivitas
Terdapat lima cara utama aktivitas enzim dikontrol dalam sel.
1. Produksi enzim (transkripsi dan translasi gen enzim) dapat ditingkatkan atau diturunkan bergantung pada respon sel terhadap perubahan lingkungan. Bentuk regulase gen ini disebut induksi dan inhibisi enzim. Sebagai contohnya, bakteri dapat menjadiresistan terhadap antibiotik seperti penisilin karena enzim yang disebut beta-laktamase menginduksi hidrolisis cincin beta-laktam penisilin. Contoh lainnya adalah enzim dalam hati yang disebut sitokrom P450 oksidase yang penting dalam metabolisme obat. Induksi atau inhibisi enzim ini dapat mengakibatkan interaksi obat.
2. Enzim dapat dikompartemenkan, dengan lintasan metabolisme yang berbeda-beda yang terjadi dalam kompartemen sel yang berbeda. Sebagai contoh, asam lemak disintesis oleh sekelompok enzim dalam sitosol, retikulum endoplasma, dan aparat golgi, dan digunakan oleh sekelompok enzim lainnya sebagai sumber energi dalam mitokondria melalui β-oksidasi.[63]
3. Enzim dapat diregulasi oleh inhibitor dan aktivator. Contohnya, produk akhir lintasan metabolisme seringkali merupakan inhibitor enzim pertama yang terlibat dalam lintasan metabolisme, sehingga ia dapat meregulasi jumlah produk akhir lintasan metabolisme tersebut. Mekanisme regulasi seperti ini disebut umpan balik negatif karena jumlah produk akhir diatur oleh konsentrasi produk itu sendiri. Mekanisme umpan balik negatif dapat secara efektif mengatur laju sintesis zat antara metabolit tergantung pada kebutuhan sel. Hal ini membantu alokasi bahan zat dan energi secara ekonomis dan menghindari pembuatan produk akhir yang berlebihan. Kontrol aksi enzimatik membantu menjaga homeostasis organisme hidup.
4. Enzim dapat diregulasi melalui modifikasi pasca-translasional. Ia dapat meliputi fosforilasi, miristoilasi, dan glikosilasi. Contohnya, sebagai respon terhadap insulin, fosforilasi banyak enzim termasuk glikogen sintase membantu mengontrol sintesis ataupun degradasi glikogen dan mengijinkan sel merespon terhadap perubahan kadar gula dalam darah.[64] Contoh lain modifikasi pasca-translasional adalah pembelahan rantai polipeptida. Kimotripsin yang merupakan protease pencernaan diproduksi dalam keadaan tidak aktif sebagai kimotripsinogen di pankreas. Ia kemudian ditranspor ke dalam perut di mana ia diaktivasi. Hal ini menghalangi enzim mencerna pankreas dan jaringan lainnya sebelum ia memasuki perut. Jenis prekursor tak aktif ini dikenal sebagai zimogen.
5. Beberapa enzim dapat menjadi aktif ketika berada pada lingkungan yang berbeda. Contohnya, hemaglutinin pada virusinfluenza menjadi aktif dikarenakan kondisi asam lingkungan. Hal ini terjadi ketika virus terbawa ke dalam sel inang dan memasuki lisosom.[65]
[sunting]Keterlibatan dalam penyakit
Fenilalanina hidroksilase. Sumber:PDB 1KW0
Oleh karena kontrol aktivitas enzim yang ketat diperlukan untuk menjaga homeostasis, malafungsi (mutasi, kelebihan produksi, kekurangan produksi ataupun delesi) enzim tunggal yang penting dapat menyebabkan penyakit genetik. Pentingnya enzim ditunjukkan oleh fakta bahwa penyakit-penyakit mematikan dapat disebabkan oleh hanya mala fungsi satu enzim dari ribuan enzim yang ada dalam tubuh kita.
Salah satu contohnya adalah fenilketonuria. Mutasi asam amino tunggal pada enzim fenilalania hidroksilase yang mengatalisis langkah pertama degradasi fenilalanina mengakibatkan penumpukkan fenilalanina dan senyawa terkait. Hal ini dapat menyebabkan keterbelakangan mental jika ia tidak diobati.[66]
Contoh lainnya adalah mutasi silsilah nutfah (germline mutation) pada gen yang mengkode enzim reparasi DNA. Ia dapat menyebakan sindrom penyakit kanker keturunan sepertixeroderma pigmentosum. Kerusakan ada enzim ini dapat menyebabkan kanker karena kemampuan tubuh memperbaiki mutasi pada genom menjadi berkurang. Hal ini menyebabkan akumulasi mutasi dan mengakibatkan berkembangnya berbagai jenis kanker pada penderita.
[sunting]Referensi
1. ^ Smith AL (Ed) et al. (1997). Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN 0-19-854768-4.
2. ^ Grisham, Charles M.; Reginald H. Garrett (1999).Biochemistry. Philadelphia: Saunders College Pub. hlm. 426–7.ISBN 0-03-022318-0.
3. ^ de Réaumur, RAF (1752). "Observations sur la digestion des oiseaux". Histoire de l'academie royale des sciences 1752: 266, 461.
4. ^ Williams, H. S. (1904) A History of Science: in Five Volumes. Volume IV: Modern Development of the Chemical and Biological Sciences Harper and Brothers (New York) Accessed 4 April 2007
5. ^ Dubos J. (1951). "Louis Pasteur: Free Lance of Science, Gollancz. Quoted in Manchester K. L. (1995) Louis Pasteur (1822–1895)—chance and the prepared mind". Trends Biotechnol 13 (12): 511–5. doi:10.1016/S0167-7799(00)89014-9. PMID 8595136.
6. ^ Nobel Laureate Biography of Eduard Buchner at http://nobelprize.org Accessed 4 April 2007
7. ^ Text of Eduard Buchner's 1907 Nobel lecture at http://nobelprize.org Accessed 4 April 2007
8. ^ 1946 Nobel prize for Chemistry laureates at http://nobelprize.org Accessed 4 April 2007
9. ^ Blake CC, Koenig DF, Mair GA, North AC, Phillips DC, Sarma VR. (1965). "Structure of hen egg-white lysozyme. A three-dimensional Fourier synthesis at 2 Angstrom resolution". Nature22 (206): 757–61. doi:10.1038/206757a0. PMID 5891407.
10. ^ Chen LH, Kenyon GL, Curtin F, Harayama S, Bembenek ME, Hajipour G, Whitman CP (1992). "4-Oxalocrotonate tautomerase, an enzyme composed of 62 amino acid residues per monomer". J. Biol. Chem. 267 (25): 17716–21. PMID1339435.
11. ^ Smith S (01 Dec 1994). "The animal fatty acid synthase: one gene, one polypeptide, seven enzymes". Faseb J. 8 (15): 1248–59. PMID 8001737.
12. ^ Anfinsen C.B. (1973). "Principles that Govern the Folding of Protein Chains". Science 181: 223–30.doi:10.1126/science.181.4096.223. PMID 4124164.
13. ^ Dunaway-Mariano D (November 2008). "Enzyme function discovery". Structure 16 (11): 1599–600.doi:10.1016/j.str.2008.10.001. PMID 19000810.
14. ^ The Catalytic Site Atlas at The European Bioinformatics Institute Accessed 4 April 2007
15. ^ Jaeger KE, Eggert T. (2004). "Enantioselective biocatalysis optimized by directed evolution". Curr Opin Biotechnol. 15 (4): 305–13. doi:10.1016/j.copbio.2004.06.007. PMID15358000.
16. ^ Shevelev IV, Hubscher U. (2002). "The 3' 5' exonucleases". Nat Rev Mol Cell Biol. 3 (5): 364–76. doi:10.1038/nrm804. PMID11988770.
17. ^ Tymoczko, John L.; Stryer Berg Tymoczko; Stryer, Lubert; Berg, Jeremy Mark (2002). Biochemistry. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-4955-6.
18. ^ Zenkin N, Yuzenkova Y, Severinov K. (2006). "Transcript-assisted transcriptional proofreading". Science. 313: 518–20.doi:10.1126/science.1127422. PMID 16873663.
19. ^ Ibba M, Soll D. (2000). "Aminoacyl-tRNA synthesis". Annu Rev Biochem. 69: 617–50.doi:10.1146/annurev.biochem.69.1.617. PMID 10966471.
20. ^ Rodnina MV, Wintermeyer W. (2001). "Fidelity of aminoacyl-tRNA selection on the ribosome: kinetic and structural mechanisms". Annu Rev Biochem. 70: 415–35.doi:10.1146/annurev.biochem.70.1.415. PMID 11395413.
21. ^ Firn, Richard. "The Screening Hypothesis - a new explanation of secondary product diversity and function". Diakses pada 11 Oktober 2006.
22. ^ Fischer E. (1894). "Einfluss der Configuration auf die Wirkung der Enzyme". Ber. Dt. Chem. Ges. 27: 2985–93.doi:10.1002/cber.18940270364.
23. ^ Koshland D. E. (1958). "Application of a Theory of Enzyme Specificity to Protein Synthesis". Proc. Natl. Acad. Sci. 44 (2): 98–104. doi:10.1073/pnas.44.2.98. PMID 16590179.
24. ^ Vasella A, Davies GJ, Bohm M. (2002). "Glycosidase mechanisms". Curr Opin Chem Biol. 6 (5): 619–29.doi:10.1016/S1367-5931(02)00380-0. PMID 12413546.
25. ^ Boyer, Rodney (2002) [2002]. "6". Concepts in Biochemistry(edisi ke-2nd). New York, Chichester, Weinheim, Brisbane, Singapore, Toronto.: John Wiley & Sons, Inc.. hlm. 137–8. ISBN0-470-00379-0. OCLC 51720783.
26. ^ Fersht, Alan (1985). Enzyme structure and mechanism. San Francisco: W.H. Freeman. hlm. 50–2. ISBN 0-7167-1615-1.
27. ^ Jencks, William P. (1987). Catalysis in chemistry and enzymology. Mineola, N.Y: Dover. ISBN 0-486-65460-5.
28. ^ Villa J, Strajbl M, Glennon TM, Sham YY, Chu ZT, Warshel A (2000). "How important are entropic contributions to enzyme catalysis?". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97 (22): 11899–904.doi:10.1073/pnas.97.22.11899. PMID 11050223.
29. ^ Warshel A, Sharma PK, Kato M, Xiang Y, Liu H, Olsson MH (2006). "Electrostatic basis for enzyme catalysis". Chem. Rev.106 (8): 3210–35. doi:10.1021/cr0503106. PMID 16895325.
30. ^ Eisenmesser EZ, Bosco DA, Akke M, Kern D (February 2002). "Enzyme dynamics during catalysis". Science 295 (5559): 1520–3. doi:10.1126/science.1066176. PMID 11859194.
31. ^ Agarwal PK (November 2005). "Role of protein dynamics in reaction rate enhancement by enzymes". J. Am. Chem. Soc. 127(43): 15248–56. doi:10.1021/ja055251s. PMID 16248667.
32. ^ Eisenmesser EZ, Millet O, Labeikovsky W, et al (November 2005). "Intrinsic dynamics of an enzyme underlies catalysis".Nature 438 (7064): 117–21. doi:10.1038/nature04105. PMID16267559.
33. ^ Yang LW, Bahar I (5 June 2005). "Coupling between catalytic site and collective dynamics: A requirement for mechanochemical activity of enzymes". Structure 13: 893–904. doi:10.1016/j.str.2005.03.015. PMID 15939021.
34. ^ Agarwal PK, Billeter SR, Rajagopalan PT, Benkovic SJ, Hammes-Schiffer S. (5 March 2002). "Network of coupled promoting motions in enzyme catalysis". Proc Natl Acad Sci USA. 99: 2794–9. doi:10.1073/pnas.052005999. PMID11867722.
35. ^ Agarwal PK, Geist A, Gorin A (August 2004). "Protein dynamics and enzymatic catalysis: investigating the peptidyl-prolyl cis-trans isomerization activity of cyclophilin A". Biochemistry 43(33): 10605–18. doi:10.1021/bi0495228. PMID 15311922.
36. ^ Tousignant A, Pelletier JN. (August 2004). "Protein motions promote catalysis". Chem Biol. 11 (8): 1037–42.doi:10.1016/j.chembiol.2004.06.007. PMID 15324804.
37. ^ Olsson MHM, Parson WW, Warshel A (2006). "Dynamical Contributions to Enzyme Catalysis: Critical Tests of A Popular Hypothesis". Chem. Rev. 106 (5): 1737–56.doi:10.1021/cr040427e.
38. ^ a b de Bolster, M.W.G. (1997). "Glossary of Terms Used in Bioinorganic Chemistry: Cofactor". International Union of Pure and Applied Chemistry. Diakses pada 30 Oktober 2007.
39. ^ Fisher Z, Hernandez Prada JA, Tu C, Duda D, Yoshioka C, An H, Govindasamy L, Silverman DN and McKenna R. (2005). "Structural and kinetic characterization of active-site histidine as a proton shuttle in catalysis by human carbonic anhydrase II".Biochemistry. 44 (4): 1097–115. doi:10.1021/bi0480279.PMID 15667203.
40. ^ Wagner, Arthur L. (1975). Vitamins and Coenzymes. Krieger Pub Co. ISBN 0-88275-258-8.
41. ^ de Bolster, M.W.G. (1997). "Glossary of Terms Used in Bioinorganic Chemistry: Coenzyme". International Union of Pure and Applied Chemistry. Diakses pada 30 Oktober 2007.
42. ^ BRENDA The Comprehensive Enzyme Information SystemAccessed 4 April 2007
43. ^ Henri, V. (1902). "Theorie generale de l'action de quelques diastases". Compt. Rend. Hebd. Acad. Sci. Paris 135: 916–9.
44. ^ Sørensen,P.L. (1909). "Enzymstudien {II}. Über die Messung und Bedeutung der Wasserstoffionenkonzentration bei enzymatischen Prozessen". Biochem. Z. 21: 131–304.
45. ^ Michaelis L., Menten M. (1913). "Die Kinetik der Invertinwirkung". Biochem. Z. 49: 333–369. English translationAccessed 6 April 2007
46. ^ Briggs G. E., Haldane J. B. S. (1925). "A note on the kinetics of enzyme action". Biochem. J. 19: 339–339. PMID 16743508.
47. ^ Radzicka A, Wolfenden R. (1995). "A proficient enzyme".Science 6 (267): 90–931. doi:10.1126/science.7809611. PMID7809611.
48. ^ Ellis RJ (2001). "Macromolecular crowding: obvious but underappreciated". Trends Biochem. Sci. 26 (10): 597–604.doi:10.1016/S0968-0004(01)01938-7. PMID 11590012.
49. ^ Kopelman R (1988). "Fractal Reaction Kinetics". Science 241(4873): 1620–26. doi:10.1126/science.241.4873.1620. PMID17820893.
50. ^ Savageau MA (1995). "Michaelis-Menten mechanism reconsidered: implications of fractal kinetics". J. Theor. Biol. 176(1): 115–24. doi:10.1006/jtbi.1995.0181. PMID 7475096.
51. ^ Schnell S, Turner TE (2004). "Reaction kinetics in intracellular environments with macromolecular crowding: simulations and rate laws". Prog. Biophys. Mol. Biol. 85 (2–3): 235–60.doi:10.1016/j.pbiomolbio.2004.01.012. PMID 15142746.
52. ^ Xu F, Ding H (2007). "A new kinetic model for heterogeneous (or spatially confined) enzymatic catalysis: Contributions from the fractal and jamming (overcrowding) effects". Appl. Catal. A: Gen. 317 (1): 70–81. doi:10.1016/j.apcata.2006.10.014.
53. ^ Garcia-Viloca M., Gao J., Karplus M., Truhlar D. G. (2004). "How enzymes work: analysis by modern rate theory and computer simulations". Science 303 (5655): 186–95.doi:10.1126/science.1088172. PMID 14716003.
54. ^ Olsson M. H., Siegbahn P. E., Warshel A. (2004). "Simulations of the large kinetic isotope effect and the temperature dependence of the hydrogen atom transfer in lipoxygenase". J. Am. Chem. Soc. 126 (9): 2820–8. doi:10.1021/ja037233l.PMID 14995199.
55. ^ Masgrau L., Roujeinikova A., Johannissen L. O., Hothi P., Basran J., Ranaghan K. E., Mulholland A. J., Sutcliffe M. J., Scrutton N. S., Leys D. (2006). "Atomic Description of an Enzyme Reaction Dominated by Proton Tunneling". Science 312 (5771): 237–41. doi:10.1126/science.1126002. PMID 16614214.
56. ^ Cleland, W.W. (1963). "The Kinetics of Enzyme-catalyzed Reactions with two or more Substrates or Products 2. {I}nhibition: Nomenclature and Theory". Biochim. Biophys. Acta67: 173–87.
57. ^ Poulin R, Lu L, Ackermann B, Bey P, Pegg AE. Mechanism of the irreversible inactivation of mouse ornithine decarboxylase by alpha-difluoromethylornithine. Characterization of sequences at the inhibitor and coenzyme binding sites. J Biol Chem. 1992 January 5;267(1):150–8. PMID 1730582
58. ^ Yoshikawa S and Caughey WS. (15 May 1990). "Infrared evidence of cyanide binding to iron and copper sites in bovine heart cytochrome c oxidase. Implications regarding oxygen reduction". J Biol Chem. 265 (14): 7945–58. PMID 2159465.
59. ^ Hunter T. (1995). "Protein kinases and phosphatases: the yin and yang of protein phosphorylation and signaling". Cell. 80 (2): 225–36. doi:10.1016/0092-8674(95)90405-0. PMID7834742.
60. ^ Berg JS, Powell BC, Cheney RE (01 April 2001). "A millennial myosin census". Mol. Biol. Cell 12 (4): 780–94. PMID11294886. PMC 32266.
61. ^ Meighen EA (01 March 1991). "Molecular biology of bacterial bioluminescence". Microbiol. Rev. 55 (1): 123–42. PMID2030669. PMC 372803.
62. ^ Mackie RI, White BA (01 Oct 1990). "Recent advances in rumen microbial ecology and metabolism: potential impact on nutrient output". J. Dairy Sci. 73 (10): 2971–95. PMID2178174.
63. ^ Faergeman NJ, Knudsen J (April 1997). "Role of long-chain fatty acyl-CoA esters in the regulation of metabolism and in cell signalling". Biochem. J. 323 (Pt 1): 1–12. PMID 9173866.PMC 1218279.
64. ^ Doble B. W., Woodgett J. R. (April 2003). "GSK-3: tricks of the trade for a multi-tasking kinase". J. Cell. Sci. 116: 1175–86.doi:10.1242/jcs.00384. PMID 12615961.
65. ^ Carr C. M., Kim P. S. (April 2003). "A spring-loaded mechanism for the conformational change of influenza hemagglutinin". Cell 73: 823–32. doi:10.1016/0092-8674(93)90260-W. PMID 8500173.
66. ^ Phenylketonuria: NCBI Genes and Disease Accessed 4 April 2007
[sunting]Lihat pula
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Model komputer enzim purina nukleosida fosforilase (PNPase)
Diagram energi potensial reaksi kimia organik yang menunjukkan efek katalis pada suatu reaksi eksotermik hipotetis X + Y = Z.
Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik.[1][2]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.
Enzim bekerja dengan cara bereaksi dengan molekul substrat untuk menghasilkan senyawa intermediat melalui suatu reaksi kimia organik yang membutuhkan energi aktivasilebih rendah, sehingga percepatan reaksi kimia terjadi karena reaksi kimia dengan energi aktivasi lebih tinggi membutuhkan waktu lebih lama. Sebagai contoh:
X + C → XC (1)
Y + XC → XYC (2)
XYC → CZ (3)
CZ → C + Z (4)
Meskipun senyawa katalis dapat berubah pada reaksi awal, pada reaksi akhir molekul katalis akan kembali ke bentuk semula.
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, enzimα-amilase hanya dapat digunakan pada proses perombakan pati menjadiglukosa.
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. Inhibitor adalah molekul yang menurunkan aktivitas enzim, sedangkanaktivator adalah yang meningkatkan aktivitas enzim. Banyak obat dan racunadalah inihibitor enzim.
Etimologi dan Sejarah
Eduard Buchner
Hal-ihwal yang berkaitan dengan enzim dipelajari dalam enzimologi. Dalam dunia pendidikan tinggi, enzimologi tidak dipelajari tersendiri sebagai satu jurusan tersendiri tetapi sejumlah program studi memberikan mata kuliah ini. Enzimologi terutama dipelajari dalam kedokteran, ilmu pangan, teknologi pengolahan pangan, dan cabang-cabang ilmu pertanian.
Pada akhir tahun 1700-an dan awal tahun 1800-an, pencernaan daging oleh sekresi perut[3] dan konversi pati menjadi gula oleh ekstrak tumbuhan dan ludah telah diketahui. Namun, mekanisme bagaimana hal ini terjadi belum diidentifikasi.[4]
Pada abad ke-19, ketika mengkaji fermentasi gula menjadi alkohol oleh ragi, Louis Pasteurmenyimpulkan bahwa fermentasi ini dikatalisasi oleh gaya dorong vital yang terdapat dalam sel ragi, disebut sebagai "ferment", dan diperkirakan hanya berfungsi dalam tubuh organisme hidup. Ia menulis bahwa "fermentasi alkoholik adalah peristiwa yang berhubungan dengan kehidupan dan organisasi sel ragi, dan bukannya kematian ataupun putrefaksi sel tersebut."[5]
Pada tahun 1878, ahli fisiologi Jerman Wilhelm Kühne (1837–1900) pertama kali menggunakan istilah "enzyme", yang berasal dari bahasa Yunani ενζυμον yang berarti "dalam bahan pengembang" (ragi), untuk menjelaskan proses ini. Kata "enzyme" kemudian digunakan untuk merujuk pada zat mati seperti pepsin, dan kata ferment digunakan untuk merujuk pada aktivitas kimiawi yang dihasilkan oleh organisme hidup.
Pada tahun 1897, Eduard Buchner memulai kajiannya mengenai kemampuan ekstrak ragi untuk memfermentasi gula walaupun ia tidak terdapat pada sel ragi yang hidup. Pada sederet eksperimen di Universitas Berlin, ia menemukan bahwa gula difermentasi bahkan apabila sel ragi tidak terdapat pada campuran.[6] Ia menamai enzim yang memfermentasi sukrosa sebagai "zymase" (zimase).[7] Pada tahun 1907, ia menerima penghargaan Nobel dalam bidang kimia "atas riset biokimia dan penemuan fermentasi tanpa sel yang dilakukannya". Mengikuti praktek Buchner, enzim biasanya dinamai sesuai dengan reaksi yang dikatalisasi oleh enzim tersebut. Umumnya, untuk mendapatkan nama sebuah enzim, akhiran -ase ditambahkan pada nama substrat enzim tersebut (contohnya:laktase, merupakan enzim yang mengurai laktosa) ataupun pada jenis reaksi yang dikatalisasi (contoh: DNA polimerase yang menghasilkan polimer DNA).
Penemuan bahwa enzim dapat bekerja diluar sel hidup mendorong penelitian pada sifat-sifat biokimia enzim tersebut. Banyak peneliti awal menemukan bahwa aktivitas enzim diasosiasikan dengan protein, namun beberapa ilmuwan seperti Richard Willstätter berargumen bahwa proten hanyalah bertindak sebagai pembawa enzim dan protein sendiri tidak dapat melakukan katalisis. Namun, pada tahun 1926, James B. Sumner berhasil mengkristalisasi enzim urease dan menunjukkan bahwa ia merupakan protein murni. Kesimpulannya adalah bahwa protein murni dapat berupa enzim dan hal ini secara tuntas dibuktikan oleh Northrop dan Stanley yang meneliti enzim pencernaan pepsin (1930), tripsin, dan kimotripsin. Ketiga ilmuwan ini meraih penghargaan Nobel tahun 1946 pada bidang kimia.[8]
Penemuan bahwa enzim dapat dikristalisasi pada akhirnya mengijinkan struktur enzim ditentukan melalui kristalografi sinar-X. Metode ini pertama kali diterapkan pada lisozim, enzim yang ditemukan pada air mata, air ludah, dan telur putih, yang mencerna lapisan pelindung beberapa bakteri. Struktur enzim ini dipecahkan oleh sekelompok ilmuwan yang diketuai oleh David Chilton Phillips dan dipublikasikan pada tahun 1965.[9] Struktur lisozim dalam resolusi tinggi ini menandai dimulainya bidang biologi struktural dan usaha untuk memahami bagaimana enzim bekerja pada tingkat atom.
[sunting]Konvensi penamaan
Nama enzim sering kali diturunkan dari nama substrat ataupun reaksi kimia yang ia kataliskan dengan akhiran -ase. Contohnya adalahlaktase, alkohol dehidrogenase (mengatalisis penghilangan hidrogen dari alkohol), dan DNA polimerase.
International Union of Biochemistry and Molecular Biology telah mengembangkan suatu tatanama untuk enzim, yang disebut sebagainomor EC; tiap-tiap enzim memiliki empat digit nomor urut sesuai dengan ketentuan klasifikasi yang berlaku. Nomor pertama untuk klasifikasi teratas enzim didasarkan pada ketentuan berikut:
EC 1 Oksidoreduktase: mengatalisis reaksi oksidasi/reduksi
EC 2 Transferase: mentransfer gugus fungsi
EC 3 Hidrolase: mengatalisis hidrolisis berbagai ikatan
EC 4 Liase: memutuskan berbagai ikatan kimia selain melalui hidrolisis dan oksidasi
EC 5 Isomerase: mengatalisis isomerisasi sebuah molekul tunggal
EC 6 Ligase: menggabungkan dua molekul dengan ikatan kovalen
Tata nama secara lengkap dapat dilihat di http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/ (Bahasa Inggris).
[sunting]Struktur dan mekanisme
Lihat pula: Katalisis enzim
Diagram pita yang menunjukkan karbonat anhidrase II. Bola abu-abu adalah kofaktor seng yang berada pada tapak aktif.
Enzim umumnya merupakan protein globular dan ukurannya berkisar dari hanya 62 asam amino pada monomer 4-oksalokrotonat tautomerase[10], sampai dengan lebih dari 2.500 residu pada asam lemak sintase.[11] Terdapat pula sejumlah kecil katalis RNA, dengan yang paling umum merupakanribosom; Jenis enzim ini dirujuk sebagai RNA-enzim ataupun ribozim. Aktivitas enzim ditentukan oleh struktur tiga dimensinya (struktur kuaterner).[12]Walaupun struktur enzim menentukan fungsinya, prediksi aktivitas enzim baru yang hanya dilihat dari strukturnya adalah hal yang sangat sulit.[13]
Kebanyakan enzim berukuran lebih besar daripada substratnya, tetapi hanya sebagian kecil asam amino enzim (sekitar 3–4 asam amino) yang secara langsung terlibat dalam katalisis.[14] Daerah yang mengandung residu katalitik yang akan mengikat substrat dan kemudian menjalani reaksi ini dikenal sebagai tapak aktif. Enzim juga dapat mengandung tapak yang mengikatkofaktor yang diperlukan untuk katalisis. Beberapa enzim juga memiliki tapak ikat untuk molekul kecil, yang sering kali merupakan produk langsung ataupun tak langsung dari reaksi yang dikatalisasi. Pengikatan ini dapat meningkatkan ataupun menurunkan aktivitas enzim. Dengan demikian ia berfungsi sebagai regulasi umpan balik.
Sama seperti protein-protein lainnya, enzim merupakan rantai asam amino yang melipat. Tiap-tiap urutan asam amino menghasilkan struktur pelipatan dan sifat-sifat kimiawi yang khas. Rantai protein tunggal kadang-kadang dapat berkumpul bersama dan membentukkompleks protein. Kebanyakan enzim dapat mengalami denaturasi (yakni terbuka dari lipatannya dan menjadi tidak aktif) oleh pemanasan ataupun denaturan kimiawi. Tergantung pada jenis-jenis enzim, denaturasi dapat bersifat reversibel maupun ireversibel.
[sunting]Kespesifikan
Enzim biasanya sangat spesifik terhadap reaksi yang ia kataliskan maupun terhadap substrat yang terlibat dalam reaksi. Bentuk, muatan dan katakteristik hidrofilik/hidrofobik enzim dan substrat bertanggung jawab terhadap kespesifikan ini. Enzim juga dapat menunjukkan tingkat stereospesifisitas, regioselektivitas, dan kemoselektivitas yang sangat tinggi.[15]
Beberapa enzim yang menunjukkan akurasi dan kespesifikan tertinggi terlibat dalam pengkopian dan pengekspresian genom. Enzim-enzim ini memiliki mekanisme "sistem pengecekan ulang". Enzim seperti DNA polimerase mengatalisasi reaksi pada langkah pertama dan mengecek apakah produk reaksinya benar pada langkah kedua.[16] Proses dwi-langkah ini menurunkan laju kesalahan dengan 1 kesalahan untuk setiap 100 juta reaksi pada polimerase mamalia.[17] Mekanisme yang sama juga dapat ditemukan pada RNA polimerase,[18] aminoasil tRNA sintetase[19] dan ribosom.[20]
Beberapa enzim yang menghasilkan metabolit sekunder dikatakan sebagai "tidak pilih-pilih", yakni bahwa ia dapat bekerja pada berbagai jenis substrat yang berbeda-beda. Diajukan bahwa kespesifikan substrat yang sangat luas ini sangat penting terhadap evolusi lintasan biosintetik yang baru.[21]
[sunting]Model "kunci dan gembok"
Enzim sangatlah spesifik. Pada tahun 1894, Emil Fischer mengajukan bahwa hal ini dikarenakan baik enzim dan substrat memiliki bentuk geometri yang saling memenuhi.[22] Hal ini sering dirujuk sebagai model "Kunci dan Gembok". Manakala model ini menjelaskan kespesifikan enzim, ia gagal dalam menjelaskan stabilisasi keadaan transisi yang dicapai oleh enzim. Model ini telah dibuktikan tidak akurat, dan model ketepatan induksilah yang sekarang paling banyak diterima.
[sunting]Model ketepatan induksi
Diagram yang menggambarkan hipotesis ketepatan induksi.
Pada tahun 1958, Daniel Koshland mengajukan modifikasi model kunci dan gembok: oleh karena enzim memiliki struktur yang fleksibel, tapak aktif secara terus menerus berubah bentuknya sesuai dengan interaksi antara enzim dan substrat.[23]Akibatnya, substrat tidak berikatan dengan tapak aktif yang kaku. Orientasi rantai samping asam amino berubah sesuai dengan substrat dan mengijinkan enzim untuk menjalankan fungsi katalitiknya. Pada beberapa kasus, misalnya glikosidase, molekul substrat juga berubah sedikit ketika ia memasuki tapak aktif.[24] Tapak aktif akan terus berubah bentuknya sampai substrat terikat secara sepenuhnya, yang mana bentuk akhir dan muatan enzim ditentukan.[25]
[sunting]Mekanisme
Enzim dapat bekerja dengan beberapa cara, yang kesemuaannya menurunkan ΔG‡:[26]
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.)
Menurunkan energi keadaan transisi tanpa mengubah bentuk substrat dengan menciptakan lingkungan yang memiliki distribusi muatan yang berlawanan dengan keadaan transisi.
Menyediakan lintasan reaksi alternatif. Contohnya bereaksi dengan substrat sementara waktu untuk membentuk kompleks Enzim-Substrat antara.
Menurunkan perubahan entropi reaksi dengan menggiring substrat bersama pada orientasi yang tepat untuk bereaksi. Menariknya, efek entropi ini melibatkan destabilisasi keadaan dasar,[27] dan kontribusinya terhadap katalis relatif kecil.[28]
[sunting]Stabilisasi keadaan transisi
Pemahaman asal usul penurunan ΔG‡ memerlukan pengetahuan bagaimana enzim dapat menghasilkan keadaan transisi reaksi yang lebih stabil dibandingkan dengan stabilitas keadaan transisi reaksi tanpa katalis. Cara yang paling efektif untuk mencapai stabilisasi yang besar adalah menggunakan efek elektrostatik, terutama pada lingkungan yang relatif polar yang diorientasikan ke distribusi muatan keadaan transisi.[29] Lingkungan seperti ini tidak ada dapat ditemukan pada reaksi tanpa katalis di air.
[sunting]Dinamika dan fungsi
Dinamika internal enzim berhubungan dengan mekanisme katalis enzim tersebut.[30][31][32] Dinamika internal enzim adalah pergerakan bahagian struktur enzim, misalnya residu asam amino tunggal, sekelompok asam amino, ataupun bahwa keseluruhan domain protein. Pergerakan ini terjadi pada skala waktu yang bervariasi, berkisar dari beberapa femtodetik sampai dengan beberapa detik. Jaringan residu protein di seluruh struktur enzim dapat berkontribusi terhadap katalisis melalui gerak dinamik.[33][34][35][36] Gerakan protein sangat vital, namun apakah vibrasi yang cepat atau lambat maupun pergerakan konformasi yang besar atau kecil yang lebih penting bergantung pada tipe reaksi yang terlibat. Namun, walaupun gerak ini sangat penting dalam hal pengikatan dan pelepasan substrat dan produk, adalah tidak jelas jika gerak ini membantu mempercepat langkah-langkah reaksi reaksi enzimatik ini.[37] Penyingkapan ini juga memiliki implikasi yang luas dalam pemahaman efek alosterik dan pengembangan obat baru.
[sunting]Modulasi alosterik
Enzim alosterik mengubah strukturnya sesuai dengan efektornya. Modulasi ini dapat terjadi secara langsung, di mana efektor mengikattapak ikat enzim secara lngsung, ataupun secara tidak langsung, di mana efektor mengikat protein atau subunit protein lain yang berinteraksi dengan enzim alosterik, sehingga memengaruhi aktivitas katalitiknya.
[sunting]Kofaktor dan koenzim
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Kofaktor dan Koenzim
[sunting]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.[38] 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.[39]
[sunting]Koenzim
Model pengisian ruang koenzim NADH
Koenzim adalah kofaktor berupa molekul organik kecil yang mentranspor gugus kimia atau elektron dari satu enzim ke enzim lainnya.[38][40][41] 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.[42]
Regenerasi serta pemeliharaan konsentrasi koenzim terjadi dalam sel. Contohnya, NADPH diregenerasi melalui lintasan pentosa fosfat, dan S-adenosilmetionina melalui metionina adenosiltransferase.
[sunting]Termodinamika
Tahapan-tahapan energi pada reaksi kimia. Substrat memerlukan energi yang banyak untuk mencapai keadaan transisi, yang akan kemudian berubah menjadi produk. Enzim menstabilisasi keadaan transisi, menurunkan energi yang diperlukan untuk menjadi produk.
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Energi aktivasi, Kesetimbangan termodinamik, dan Kesetimbangan kimia
Sebagai katalis, enzim tidak mengubah posisi kesetimbangan reaksi kimia. Biasanya reaksi akan berjalan ke arah yang sama dengan reaksi tanpa katalis. Perbedaannya adalah, reaksi enzimatik berjalan lebih cepat. Namun, tanpa keberadaan enzim, reaksi samping yang memungkinkan dapat terjadi dan menghasilkan produk yang berbeda.
Lebih lanjut, enzim dapat menggabungkan dua atau lebih reaksi, sehingga reaksi yang difavoritkan secara termodinamik dapat digunakan untuk mendorong reaksi yang tidak difavoritkan secara termodinamik. Sebagai contoh, hidrolsis ATP sering kali menggunakan reaksi kimia lainnya untuk mendorong reaksi.
Enzim mengatalisasi reaksi maju dan balik secara seimbang. Enzim tidak mengubah kesetimbangan reaksi itu sendiri, namun hanya mempercepat reaksi saja. Sebagai contoh, karbonat anhidrase mengatalisasi reaksinya ke dua arah bergantung pada konsentrasi reaktan.
(dalam jaringan tubuh; konsentrasi CO2 yang tinggi)
(pada paru-paru; konsentrasi CO2 yang rendah)
Walaupun demikian, jika kesetimbangan tersebut sangat memfavoritkan satu arah reaksi, yakni reaksi yang sangat eksergonik, reaksi itu akan menjadi ireversible. Pada kondisi demikian, enzim akan hanya mengatalisasi reaksi yang diijinkan secara termodinamik.
[sunting]Kinetika
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Kinetika enzim
Mekanisme reaksi enzimatik untuk sebuah subtrat tunggal. Enzim (E) mengikat substrat (S) dan menghasilkan produk (P).
Kinetika enzim menginvestigasi bagaimana enzim mengikat substrat dengan mengubahnya menjadi produk. Data laju yang digunakan dalam analisis kinetika didapatkan dari asai enzim.
Pada tahun 1902, Victor Henri[43] mengajukan suatu teori kinetika enzim yang kuantitatif, namun data eksperimennya tidak berguna karena perhatian pada konsentrasi ion hidrogen pada saat itu masih belum dititikberatkan. SetelahPeter Lauritz Sørensen menentukan skala pH logaritmik dan memperkenalkan konsep penyanggaan (buffering) pada tahun 1909[44], kimiawan Jerman Leonor Michaelis dan murid bimbingan pascadokotoralnya yang berasal dari Kanada,Maud Leonora Menten, mengulangi eksperimen Henri dan mengkonfirmasi persamaan Henri. Persamaan ini kemudian dikenal dengan nama Kinetika Henri-Michaelis-Menten (kadang-kadang juga hanya disebut kinetika Michaelis-Menten).[45] Hasil kerja mereka kemudian dikembangkan lebih jauh oleh G. E. Briggs dan J. B. S. Haldane. Penurunan persamaan kinetika yang diturunkan mereka masih digunakan secara meluas sampai sekarang .[46]
Salah satu kontribusi utama Henri pada kinetika enzim adalah memandang reaksi enzim sebagai dua tahapan. Pada tahap pertama, subtrat terikat ke enzim secara reversible, membentuk kompleks enzim-substrat. Kompleks ini kadang-kadang disebut sebagai kompleks Michaelis. Enzim kemudian mengatalisasi reaksi kimia dan melepaskan produk.
Kurva kejenuhan suatu reaksi enzim yang menunjukkan relasi antara konsentrasi substrat (S) dengan kelajuan (v).
Enzim dapat mengatalisasi reaksi dengan kelajuan mencapai jutaan reaksi per detik. Sebagai contoh, tanpa keberadaan enzim, reaksi yang dikatalisasi oleh enzim orotidina 5'-fosfat dekarboksilase akan memerlukan waktu 78 juta tahun untuk mengubah 50% substrat menjadi produk. Namun, apabila enzim tersebut ditambahkan, proses ini hanya memerlukan waktu 25 milidetik.[47] Laju reaksi bergantung pada kondisi larutan dan konsentrasi substrat. Kondisi-kondisi yang menyebabkan denaturasi protein seperti temperatur tinggi, konsentrasi garam yang tinggi, dan nilai pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan menghilangkan aktivitas enzim. Sedangkan peningkatan konsentrasi substrat cenderung meningkatkan aktivitasnya. Untuk menentukan kelajuan maksimum suatu reaksi enzimatik, konsentrasi substrat ditingkatkan sampai laju pembentukan produk yang terpantau menjadi konstan. Hal ini ditunjukkan oleh kurva kejenuhan di samping. Kejenuhan terjadi karena seiring dengan meningkatnya konsentrasi substrat, semakin banyak enzim bebas yang diubah menjadi kompleks substrate-enzim ES. Pada kelajuan yang maksimum (Vmax), semua tapak aktif enzim akan berikatan dengan substrat, dan jumlah kompleks ES adalah sama dengan jumlah total enzim yang ada. Namun, Vmax hanyalah salah satu konstanta kinetika enzim. Jumlah substrat yang diperlukan untuk mencapai nilai kelajuan reaksi tertentu jugalah penting. Hal ini diekspresikan oleh konstanta Michaelis-Menten (Km), yang merupakan konsentrasi substrat yang diperlukan oleh suatu enzim untuk mencapai setengah kelajuan maksimumnya. Setiap enzim memiliki nilai Km yang berbeda-beda untuk suatu subtrat, dan ini dapat menunjukkan seberapa kuatnya pengikatan substrat ke enzim. Konstanta lainnya yang juga berguna adalah kcat, yang merupakan jumlah molekul substrat yang dapat ditangani oleh satu tapak aktif per detik.
Efisiensi suatu enzim diekspresikan oleh kcat/Km. Ia juga disebut sebagai konstanta kespesifikan dan memasukkan tetapan kelajuansemua langkah reaksi. Karena konstanta kespesifikan mencermikan kemampuan katalitik dan afinitas, ia dapat digunakan untuk membandingkan enzim yang satu dengan enzim yang lain, ataupun enzim yang sama dengan substrat yang berbeda. Konstanta kespesifikan maksimum teoritis disebut limit difusi dan nilainya sekitar 108 sampai 109 (M-1 s-1). Pada titik ini, setiap penumbukkan enzim dengan substratnya akan menyebabkan katalisis, dan laju pembentukan produk tidak dibatasi oleh laju reaksi, melainkan oleh laju difusi. Enzim dengan sifat demikian disebut secara katalitik sempurna ataupun secara kinetika sempurna. Contoh enzim yang memiliki sifat seperti ini adalah karbonat anhidrase, asetilkolinesterase, katalase, fumarase, β-laktamase, dan superoksida dismutase.
Kinetika Michaelis-Menten bergantung pada hukum aksi massa, yang diturunkan berdasarkan asumsi difusi bebas dan pertumbukan acak yang didorong secara termodinamik. Namun, banyak proses-proses biokimia dan selular yang menyimpang dari kondisi ideal ini, disebabkan oleh kesesakan makromolekuler (macromolecular crowding), perpisahan fase enzim/substrat/produk, dan pergerakan molekul secara satu atau dua dimensi.[48] Pada situasi seperti ini, kinetika Michaelis-Menten fraktal dapat diterapkan.[49][50][51][52]
Beberapa enzim beroperasi dengan kinetika yang lebih cepat daripada laju difusi. Hal ini tampaknya sangat tidak mungkin. Beberapa mekanisme telah diajukan untuk menjelaskan fenomena ini. Beberapa protein dipercayai mempercepat katalisis dengan menarik substratnya dan melakukan pra-orientasi substrat menggunakan medan listrik dipolar. Model lainnya menggunakan penjelasan penerowongan kuantum mekanika, walaupun penjelasan ini masih kontroversial.[53][54] Penerowongan kuantum untuk proton telah terpantau pada triptamina.[55]
[sunting]Inhibisi
Inhibitor kompetitif mengikat enzim secara reversibel, menghalangi pengikatan substrat. Di lain pihak, pengikatn substrat juga menghalangi pengikatan inhibitor. Substrat dan inhibitor berkompetisi satu sama lainnya.
Jenis-jenis inihibisi. Klasifikasi ini diperkenalkan oleh W.W. Cleland.[56]
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Inhibitor enzim
Laju reaksi enzim dapat diturunkan menggunakan berbagai jenis inhibitor enzim.
Inhibisi kompetitif
Pada inihibisi kompetitif, inhibitor dan substrat berkompetisi untuk berikatan dengan enzim. Seringkali inhibitor kompetitif memiliki struktur yang sangat mirip dengan substrat asli enzim. Sebagai contoh, metotreksat adalah inihibitor kompetitif untuk enzim dihidrofolat reduktase. Kemiripan antara struktur asam folat dengan obat ini ditunjukkan oleh gambar di samping bawah. Perhatikan bahwa pengikatan inhibitor tidaklah perlu terjadi pada tapak pengikatan substrat apabila pengikatan inihibitor mengubah konformasi enzim, sehingga menghalangi pengikatan substrat. Pada inhibisi kompetitif, kelajuan maksimal reaksi tidak berubah, namun memerlukan konsentrasi substrat yang lebih tinggi untuk mencapai kelajuan maksimal tersebut, sehingga meningkatkan Km.
Inhibisi tak kompetitif
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.
Inhibisi non-kompetitif
Inhibitor non-kompetitif dapat mengikat enzim pada saat yang sama substrat berikatan dengan enzim. Baik kompleks EI dan EIS tidak aktif. Karena inhibitor tidak dapat dilawan dengan peningkatan konsentrasi substrat, Vmax reaksi berubah. Namun, karena substrat masih dapat mengikat enzim, Km tetaplah sama.
Inhibisi campuran
Inhibisis jenis ini mirip dengan inhibisi non-kompetitif, kecuali kompleks EIS memiliki aktivitas enzimatik residual.
Pada banyak organisme, inhibitor dapat merupakan bagian dari mekanisme umpan balik. Jika enzim memproduksi terlalu banyak produk, produk tersebut dapat berperan sebagai inhibitor bagi enzim tersebut. Hal ini akan menyebabkan produksi produk melambat atau berhenti. Bentuk umpan balik ini adalah umpan balik negatif. Enzim memiliki bentuk regulasi seperti ini sering kali multimerik dan mempunyai tapak ikat alosterik. Kurva substrat/kelajuan enzim ini tidak berbentuk hiperbola melainkan berbentuk S.
Koenzim asam folat (kiri) dan obat anti kanker metotreksat (kanan) memiliki struktur yang sangat mirip. Oleh sebab itu, metotreksat adalah inhibitor kompetitif bagi enzim yang menggunukan folat.
Inhibitor ireversibel bereaksi dengan enzim dan membentuk aduk dengan protein. Inaktivasi ini bersifat ireversible. Inhibitor seperti ini contohnya efloritina, obat yang digunakan untuk mengobati penyakit yang disebabkan oleh protozoa African trypanosomiasis.[57] Penisilin dan Aspirin juga bekerja dengan cara yang sama. Senyawa obat ini terikat pada tapak aktif, dan enzim kemudian mengubah inhibitor menjadi bentuk aktif yang bereaksi secara ireversibel dengan satu atau lebih residu asam amino.
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.[58]
[sunting]Fungsi biologis
Enzim mempunyai berbagai fungsi bioligis dalam tubuh organisme hidup. Enzim berperan dalam transduksi signal dan regulasi sel, seringkali melalui enzim kinase dan fosfatase.[59] Enzim juga berperan dalam menghasilkan pergerakan tubuh, dengan miosinmenghidrolisis ATP untuk menghasilkan kontraksi otot.[60] ATPase lainnya dalam membran sel umumnya adalah pompa ion yang terlibat dalam transpor aktif. Enzim juga terlibat dalam fungs-fungsi yang khas, seperti lusiferase yang menghasilkan cahaya padakunang-kunang.[61] Virus juga mengandung enzim yang dapat menyerang sel, misalnya HIV integrase dan transkriptase balik.
Salah satu fungsi penting enzim adalah pada sistem pencernaan hewan. Enzim seperti amilase dan protease memecah molekul yang besar (seperti pati dan protein) menjadi molekul yang kecil, sehingga dapat diserap oleh usus. Molekul pati, sebagai contohnya, terlalu besar untuk diserap oleh usus, namun enzim akan menghidrolisis rantai pati menjadi molekul kecil seperti maltosa, yang akan dihidrolisis lebih jauh menjadi glukosa, sehingga dapat diserap. Enzim-enzim yang berbeda, mencerna zat-zat makanan yang berbeda pula. Pada hewan pemamah biak, mikroorganisme dalam perut hewan tersebut menghasilkan enzim selulase yang dapat mengurai sel dinding selulosa tanaman.[62]
Beberapa enzim dapat bekerja bersama dalam urutan tertentu, dan menghasilan lintasan metabolisme. Dalam lintasan metabolisme, satu enzim akan membawa produk enzim lainnya sebagai substrat. Setelah reaksi katalitik terjadi, produk kemudian dihantarkan ke enzim lainnya. Kadang-kadang lebih dari satu enzim dapat mengatalisasi reaksi yang sama secara bersamaan.
Enzim menentukan langkah-langkah apa saja yang terjadi dalam lintasan metabolisme ini. Tanpa enzim, metabolisme tidak akan berjalan melalui langkah yang teratur ataupun tidak akan berjalan dengan cukup cepat untuk memenuhi kebutuhan sel. Dan sebenarnya, lintasan metabolisme seperti glikolisis tidak akan dapat terjadi tanpa enzim. Glukosa, contohnya, dapat bereaksi secara langsung dengan ATP, dan menjadi terfosforliasi pada karbon-karbonnya secara acak. Tanpa keberadaan enzim, proses ini berjalan dengan sangat lambat. Namun, jika heksokinase ditambahkan, reaksi ini tetap berjalan, namun fosforilasi pada karbon 6 akan terjadi dengan sangat cepat, sedemikiannya produk glukosa-6-fosfat ditemukan sebagai produk utama. Oleh karena itu, jaringan lintasan metabolisme dalam tiap-tiap sel bergantung pada kumpulan enzim fungsional yang terdapat dalam sel tersebut.
[sunting]Kontrol aktivitas
Terdapat lima cara utama aktivitas enzim dikontrol dalam sel.
1. Produksi enzim (transkripsi dan translasi gen enzim) dapat ditingkatkan atau diturunkan bergantung pada respon sel terhadap perubahan lingkungan. Bentuk regulase gen ini disebut induksi dan inhibisi enzim. Sebagai contohnya, bakteri dapat menjadiresistan terhadap antibiotik seperti penisilin karena enzim yang disebut beta-laktamase menginduksi hidrolisis cincin beta-laktam penisilin. Contoh lainnya adalah enzim dalam hati yang disebut sitokrom P450 oksidase yang penting dalam metabolisme obat. Induksi atau inhibisi enzim ini dapat mengakibatkan interaksi obat.
2. Enzim dapat dikompartemenkan, dengan lintasan metabolisme yang berbeda-beda yang terjadi dalam kompartemen sel yang berbeda. Sebagai contoh, asam lemak disintesis oleh sekelompok enzim dalam sitosol, retikulum endoplasma, dan aparat golgi, dan digunakan oleh sekelompok enzim lainnya sebagai sumber energi dalam mitokondria melalui β-oksidasi.[63]
3. Enzim dapat diregulasi oleh inhibitor dan aktivator. Contohnya, produk akhir lintasan metabolisme seringkali merupakan inhibitor enzim pertama yang terlibat dalam lintasan metabolisme, sehingga ia dapat meregulasi jumlah produk akhir lintasan metabolisme tersebut. Mekanisme regulasi seperti ini disebut umpan balik negatif karena jumlah produk akhir diatur oleh konsentrasi produk itu sendiri. Mekanisme umpan balik negatif dapat secara efektif mengatur laju sintesis zat antara metabolit tergantung pada kebutuhan sel. Hal ini membantu alokasi bahan zat dan energi secara ekonomis dan menghindari pembuatan produk akhir yang berlebihan. Kontrol aksi enzimatik membantu menjaga homeostasis organisme hidup.
4. Enzim dapat diregulasi melalui modifikasi pasca-translasional. Ia dapat meliputi fosforilasi, miristoilasi, dan glikosilasi. Contohnya, sebagai respon terhadap insulin, fosforilasi banyak enzim termasuk glikogen sintase membantu mengontrol sintesis ataupun degradasi glikogen dan mengijinkan sel merespon terhadap perubahan kadar gula dalam darah.[64] Contoh lain modifikasi pasca-translasional adalah pembelahan rantai polipeptida. Kimotripsin yang merupakan protease pencernaan diproduksi dalam keadaan tidak aktif sebagai kimotripsinogen di pankreas. Ia kemudian ditranspor ke dalam perut di mana ia diaktivasi. Hal ini menghalangi enzim mencerna pankreas dan jaringan lainnya sebelum ia memasuki perut. Jenis prekursor tak aktif ini dikenal sebagai zimogen.
5. Beberapa enzim dapat menjadi aktif ketika berada pada lingkungan yang berbeda. Contohnya, hemaglutinin pada virusinfluenza menjadi aktif dikarenakan kondisi asam lingkungan. Hal ini terjadi ketika virus terbawa ke dalam sel inang dan memasuki lisosom.[65]
[sunting]Keterlibatan dalam penyakit
Fenilalanina hidroksilase. Sumber:PDB 1KW0
Oleh karena kontrol aktivitas enzim yang ketat diperlukan untuk menjaga homeostasis, malafungsi (mutasi, kelebihan produksi, kekurangan produksi ataupun delesi) enzim tunggal yang penting dapat menyebabkan penyakit genetik. Pentingnya enzim ditunjukkan oleh fakta bahwa penyakit-penyakit mematikan dapat disebabkan oleh hanya mala fungsi satu enzim dari ribuan enzim yang ada dalam tubuh kita.
Salah satu contohnya adalah fenilketonuria. Mutasi asam amino tunggal pada enzim fenilalania hidroksilase yang mengatalisis langkah pertama degradasi fenilalanina mengakibatkan penumpukkan fenilalanina dan senyawa terkait. Hal ini dapat menyebabkan keterbelakangan mental jika ia tidak diobati.[66]
Contoh lainnya adalah mutasi silsilah nutfah (germline mutation) pada gen yang mengkode enzim reparasi DNA. Ia dapat menyebakan sindrom penyakit kanker keturunan sepertixeroderma pigmentosum. Kerusakan ada enzim ini dapat menyebabkan kanker karena kemampuan tubuh memperbaiki mutasi pada genom menjadi berkurang. Hal ini menyebabkan akumulasi mutasi dan mengakibatkan berkembangnya berbagai jenis kanker pada penderita.
[sunting]Referensi
1. ^ Smith AL (Ed) et al. (1997). Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN 0-19-854768-4.
2. ^ Grisham, Charles M.; Reginald H. Garrett (1999).Biochemistry. Philadelphia: Saunders College Pub. hlm. 426–7.ISBN 0-03-022318-0.
3. ^ de Réaumur, RAF (1752). "Observations sur la digestion des oiseaux". Histoire de l'academie royale des sciences 1752: 266, 461.
4. ^ Williams, H. S. (1904) A History of Science: in Five Volumes. Volume IV: Modern Development of the Chemical and Biological Sciences Harper and Brothers (New York) Accessed 4 April 2007
5. ^ Dubos J. (1951). "Louis Pasteur: Free Lance of Science, Gollancz. Quoted in Manchester K. L. (1995) Louis Pasteur (1822–1895)—chance and the prepared mind". Trends Biotechnol 13 (12): 511–5. doi:10.1016/S0167-7799(00)89014-9. PMID 8595136.
6. ^ Nobel Laureate Biography of Eduard Buchner at http://nobelprize.org Accessed 4 April 2007
7. ^ Text of Eduard Buchner's 1907 Nobel lecture at http://nobelprize.org Accessed 4 April 2007
8. ^ 1946 Nobel prize for Chemistry laureates at http://nobelprize.org Accessed 4 April 2007
9. ^ Blake CC, Koenig DF, Mair GA, North AC, Phillips DC, Sarma VR. (1965). "Structure of hen egg-white lysozyme. A three-dimensional Fourier synthesis at 2 Angstrom resolution". Nature22 (206): 757–61. doi:10.1038/206757a0. PMID 5891407.
10. ^ Chen LH, Kenyon GL, Curtin F, Harayama S, Bembenek ME, Hajipour G, Whitman CP (1992). "4-Oxalocrotonate tautomerase, an enzyme composed of 62 amino acid residues per monomer". J. Biol. Chem. 267 (25): 17716–21. PMID1339435.
11. ^ Smith S (01 Dec 1994). "The animal fatty acid synthase: one gene, one polypeptide, seven enzymes". Faseb J. 8 (15): 1248–59. PMID 8001737.
12. ^ Anfinsen C.B. (1973). "Principles that Govern the Folding of Protein Chains". Science 181: 223–30.doi:10.1126/science.181.4096.223. PMID 4124164.
13. ^ Dunaway-Mariano D (November 2008). "Enzyme function discovery". Structure 16 (11): 1599–600.doi:10.1016/j.str.2008.10.001. PMID 19000810.
14. ^ The Catalytic Site Atlas at The European Bioinformatics Institute Accessed 4 April 2007
15. ^ Jaeger KE, Eggert T. (2004). "Enantioselective biocatalysis optimized by directed evolution". Curr Opin Biotechnol. 15 (4): 305–13. doi:10.1016/j.copbio.2004.06.007. PMID15358000.
16. ^ Shevelev IV, Hubscher U. (2002). "The 3' 5' exonucleases". Nat Rev Mol Cell Biol. 3 (5): 364–76. doi:10.1038/nrm804. PMID11988770.
17. ^ Tymoczko, John L.; Stryer Berg Tymoczko; Stryer, Lubert; Berg, Jeremy Mark (2002). Biochemistry. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-4955-6.
18. ^ Zenkin N, Yuzenkova Y, Severinov K. (2006). "Transcript-assisted transcriptional proofreading". Science. 313: 518–20.doi:10.1126/science.1127422. PMID 16873663.
19. ^ Ibba M, Soll D. (2000). "Aminoacyl-tRNA synthesis". Annu Rev Biochem. 69: 617–50.doi:10.1146/annurev.biochem.69.1.617. PMID 10966471.
20. ^ Rodnina MV, Wintermeyer W. (2001). "Fidelity of aminoacyl-tRNA selection on the ribosome: kinetic and structural mechanisms". Annu Rev Biochem. 70: 415–35.doi:10.1146/annurev.biochem.70.1.415. PMID 11395413.
21. ^ Firn, Richard. "The Screening Hypothesis - a new explanation of secondary product diversity and function". Diakses pada 11 Oktober 2006.
22. ^ Fischer E. (1894). "Einfluss der Configuration auf die Wirkung der Enzyme". Ber. Dt. Chem. Ges. 27: 2985–93.doi:10.1002/cber.18940270364.
23. ^ Koshland D. E. (1958). "Application of a Theory of Enzyme Specificity to Protein Synthesis". Proc. Natl. Acad. Sci. 44 (2): 98–104. doi:10.1073/pnas.44.2.98. PMID 16590179.
24. ^ Vasella A, Davies GJ, Bohm M. (2002). "Glycosidase mechanisms". Curr Opin Chem Biol. 6 (5): 619–29.doi:10.1016/S1367-5931(02)00380-0. PMID 12413546.
25. ^ Boyer, Rodney (2002) [2002]. "6". Concepts in Biochemistry(edisi ke-2nd). New York, Chichester, Weinheim, Brisbane, Singapore, Toronto.: John Wiley & Sons, Inc.. hlm. 137–8. ISBN0-470-00379-0. OCLC 51720783.
26. ^ Fersht, Alan (1985). Enzyme structure and mechanism. San Francisco: W.H. Freeman. hlm. 50–2. ISBN 0-7167-1615-1.
27. ^ Jencks, William P. (1987). Catalysis in chemistry and enzymology. Mineola, N.Y: Dover. ISBN 0-486-65460-5.
28. ^ Villa J, Strajbl M, Glennon TM, Sham YY, Chu ZT, Warshel A (2000). "How important are entropic contributions to enzyme catalysis?". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97 (22): 11899–904.doi:10.1073/pnas.97.22.11899. PMID 11050223.
29. ^ Warshel A, Sharma PK, Kato M, Xiang Y, Liu H, Olsson MH (2006). "Electrostatic basis for enzyme catalysis". Chem. Rev.106 (8): 3210–35. doi:10.1021/cr0503106. PMID 16895325.
30. ^ Eisenmesser EZ, Bosco DA, Akke M, Kern D (February 2002). "Enzyme dynamics during catalysis". Science 295 (5559): 1520–3. doi:10.1126/science.1066176. PMID 11859194.
31. ^ Agarwal PK (November 2005). "Role of protein dynamics in reaction rate enhancement by enzymes". J. Am. Chem. Soc. 127(43): 15248–56. doi:10.1021/ja055251s. PMID 16248667.
32. ^ Eisenmesser EZ, Millet O, Labeikovsky W, et al (November 2005). "Intrinsic dynamics of an enzyme underlies catalysis".Nature 438 (7064): 117–21. doi:10.1038/nature04105. PMID16267559.
33. ^ Yang LW, Bahar I (5 June 2005). "Coupling between catalytic site and collective dynamics: A requirement for mechanochemical activity of enzymes". Structure 13: 893–904. doi:10.1016/j.str.2005.03.015. PMID 15939021.
34. ^ Agarwal PK, Billeter SR, Rajagopalan PT, Benkovic SJ, Hammes-Schiffer S. (5 March 2002). "Network of coupled promoting motions in enzyme catalysis". Proc Natl Acad Sci USA. 99: 2794–9. doi:10.1073/pnas.052005999. PMID11867722.
35. ^ Agarwal PK, Geist A, Gorin A (August 2004). "Protein dynamics and enzymatic catalysis: investigating the peptidyl-prolyl cis-trans isomerization activity of cyclophilin A". Biochemistry 43(33): 10605–18. doi:10.1021/bi0495228. PMID 15311922.
36. ^ Tousignant A, Pelletier JN. (August 2004). "Protein motions promote catalysis". Chem Biol. 11 (8): 1037–42.doi:10.1016/j.chembiol.2004.06.007. PMID 15324804.
37. ^ Olsson MHM, Parson WW, Warshel A (2006). "Dynamical Contributions to Enzyme Catalysis: Critical Tests of A Popular Hypothesis". Chem. Rev. 106 (5): 1737–56.doi:10.1021/cr040427e.
38. ^ a b de Bolster, M.W.G. (1997). "Glossary of Terms Used in Bioinorganic Chemistry: Cofactor". International Union of Pure and Applied Chemistry. Diakses pada 30 Oktober 2007.
39. ^ Fisher Z, Hernandez Prada JA, Tu C, Duda D, Yoshioka C, An H, Govindasamy L, Silverman DN and McKenna R. (2005). "Structural and kinetic characterization of active-site histidine as a proton shuttle in catalysis by human carbonic anhydrase II".Biochemistry. 44 (4): 1097–115. doi:10.1021/bi0480279.PMID 15667203.
40. ^ Wagner, Arthur L. (1975). Vitamins and Coenzymes. Krieger Pub Co. ISBN 0-88275-258-8.
41. ^ de Bolster, M.W.G. (1997). "Glossary of Terms Used in Bioinorganic Chemistry: Coenzyme". International Union of Pure and Applied Chemistry. Diakses pada 30 Oktober 2007.
42. ^ BRENDA The Comprehensive Enzyme Information SystemAccessed 4 April 2007
43. ^ Henri, V. (1902). "Theorie generale de l'action de quelques diastases". Compt. Rend. Hebd. Acad. Sci. Paris 135: 916–9.
44. ^ Sørensen,P.L. (1909). "Enzymstudien {II}. Über die Messung und Bedeutung der Wasserstoffionenkonzentration bei enzymatischen Prozessen". Biochem. Z. 21: 131–304.
45. ^ Michaelis L., Menten M. (1913). "Die Kinetik der Invertinwirkung". Biochem. Z. 49: 333–369. English translationAccessed 6 April 2007
46. ^ Briggs G. E., Haldane J. B. S. (1925). "A note on the kinetics of enzyme action". Biochem. J. 19: 339–339. PMID 16743508.
47. ^ Radzicka A, Wolfenden R. (1995). "A proficient enzyme".Science 6 (267): 90–931. doi:10.1126/science.7809611. PMID7809611.
48. ^ Ellis RJ (2001). "Macromolecular crowding: obvious but underappreciated". Trends Biochem. Sci. 26 (10): 597–604.doi:10.1016/S0968-0004(01)01938-7. PMID 11590012.
49. ^ Kopelman R (1988). "Fractal Reaction Kinetics". Science 241(4873): 1620–26. doi:10.1126/science.241.4873.1620. PMID17820893.
50. ^ Savageau MA (1995). "Michaelis-Menten mechanism reconsidered: implications of fractal kinetics". J. Theor. Biol. 176(1): 115–24. doi:10.1006/jtbi.1995.0181. PMID 7475096.
51. ^ Schnell S, Turner TE (2004). "Reaction kinetics in intracellular environments with macromolecular crowding: simulations and rate laws". Prog. Biophys. Mol. Biol. 85 (2–3): 235–60.doi:10.1016/j.pbiomolbio.2004.01.012. PMID 15142746.
52. ^ Xu F, Ding H (2007). "A new kinetic model for heterogeneous (or spatially confined) enzymatic catalysis: Contributions from the fractal and jamming (overcrowding) effects". Appl. Catal. A: Gen. 317 (1): 70–81. doi:10.1016/j.apcata.2006.10.014.
53. ^ Garcia-Viloca M., Gao J., Karplus M., Truhlar D. G. (2004). "How enzymes work: analysis by modern rate theory and computer simulations". Science 303 (5655): 186–95.doi:10.1126/science.1088172. PMID 14716003.
54. ^ Olsson M. H., Siegbahn P. E., Warshel A. (2004). "Simulations of the large kinetic isotope effect and the temperature dependence of the hydrogen atom transfer in lipoxygenase". J. Am. Chem. Soc. 126 (9): 2820–8. doi:10.1021/ja037233l.PMID 14995199.
55. ^ Masgrau L., Roujeinikova A., Johannissen L. O., Hothi P., Basran J., Ranaghan K. E., Mulholland A. J., Sutcliffe M. J., Scrutton N. S., Leys D. (2006). "Atomic Description of an Enzyme Reaction Dominated by Proton Tunneling". Science 312 (5771): 237–41. doi:10.1126/science.1126002. PMID 16614214.
56. ^ Cleland, W.W. (1963). "The Kinetics of Enzyme-catalyzed Reactions with two or more Substrates or Products 2. {I}nhibition: Nomenclature and Theory". Biochim. Biophys. Acta67: 173–87.
57. ^ Poulin R, Lu L, Ackermann B, Bey P, Pegg AE. Mechanism of the irreversible inactivation of mouse ornithine decarboxylase by alpha-difluoromethylornithine. Characterization of sequences at the inhibitor and coenzyme binding sites. J Biol Chem. 1992 January 5;267(1):150–8. PMID 1730582
58. ^ Yoshikawa S and Caughey WS. (15 May 1990). "Infrared evidence of cyanide binding to iron and copper sites in bovine heart cytochrome c oxidase. Implications regarding oxygen reduction". J Biol Chem. 265 (14): 7945–58. PMID 2159465.
59. ^ Hunter T. (1995). "Protein kinases and phosphatases: the yin and yang of protein phosphorylation and signaling". Cell. 80 (2): 225–36. doi:10.1016/0092-8674(95)90405-0. PMID7834742.
60. ^ Berg JS, Powell BC, Cheney RE (01 April 2001). "A millennial myosin census". Mol. Biol. Cell 12 (4): 780–94. PMID11294886. PMC 32266.
61. ^ Meighen EA (01 March 1991). "Molecular biology of bacterial bioluminescence". Microbiol. Rev. 55 (1): 123–42. PMID2030669. PMC 372803.
62. ^ Mackie RI, White BA (01 Oct 1990). "Recent advances in rumen microbial ecology and metabolism: potential impact on nutrient output". J. Dairy Sci. 73 (10): 2971–95. PMID2178174.
63. ^ Faergeman NJ, Knudsen J (April 1997). "Role of long-chain fatty acyl-CoA esters in the regulation of metabolism and in cell signalling". Biochem. J. 323 (Pt 1): 1–12. PMID 9173866.PMC 1218279.
64. ^ Doble B. W., Woodgett J. R. (April 2003). "GSK-3: tricks of the trade for a multi-tasking kinase". J. Cell. Sci. 116: 1175–86.doi:10.1242/jcs.00384. PMID 12615961.
65. ^ Carr C. M., Kim P. S. (April 2003). "A spring-loaded mechanism for the conformational change of influenza hemagglutinin". Cell 73: 823–32. doi:10.1016/0092-8674(93)90260-W. PMID 8500173.
66. ^ Phenylketonuria: NCBI Genes and Disease Accessed 4 April 2007
[sunting]Lihat pula
Subscribe to:
Posts (Atom)