BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Retikulum Endoplasma (RE, atau endoplasmic reticula) adalah organel yang dapat ditemukan pada semua sel eukariotik. Retikulum Endoplasma (RE) merupakan bentukan membran yang berlipat-lipat membatasi suatu ruangan yang disebut lumen (sisterna). Antara lumen RE dengan sitoplasma hanya dipisahkan oleh selapis membran sehingga memudahkan terjadinya pertukaran zat antara lumen RE dengan sitoplasma.
Hasil analisis kimia membran Retikulum Endoplasma menunjukkan bahwa pada membran Retikulum Endoplasma terdapat enzim-enzim yang berperan dalam proses metabolisme di dalamnya. Enzim-enzim tersebut sangat dibutuhkan dalam reaksi-reaksi metabolisme yang terjadi di dalam sel, karena enzim merupakan katalisator di dalam sel. Oleh karena itu, untuk mengetahui macam-macam enzim yang terdapat di Retikulum Endoplasma serta fungsi dari masing-masing enzim tersebut maka disusunlah makalah ini.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan makalah ini antara lain:
Mengetahui macam-macam enzim yang terdapat di Retikulum Endoplasma.
Mengetahui fungsi dari masing-masing enzim tersebut.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Retikulum Endoplasma merupakan bagian sel yang terdiri atas sistem membran. Berdasarkan ada tidaknya ribosom yang menempel pada permukaan luar membran, RE dibedakan menjadi dua, yaitu Retikulum Endoplasma Halus (Smooth Endoplasmic Reticulum /SER) dan Retikulum Endoplasma Kasar (Rough Endoplasmic Reticulum / RER). Pada RE kasar, permukaan luar membrannya banyak ditempeli oleh ribosom.sebaliknya pada RE halus permukaan luar membrannya tidak ditempeli oleh ribosom. RE kasar banyak dijumpai pada sel-sel yang aktif mensekresikan protein, misalnya sel – sel pankreas, kelenjar ludah, dan kelenjar lainnya. Sedangkan RE halus banyak ditemukan pada otot rangka, tubulus ginjal, dan kelenjar endokrin yang mensekresikan hormon steroid. Hasil analisis kimia membran Retikulum Endoplasma menunjukkan bahwa pada membran Retikulum Endoplasma terdapat enzim-enzim yang berperan dalam proses metabolisme di dalamnya.
Enzim adalah katalisator yang dihasilkan oleh sel. Enzim sangat penting dalam kehidupan, karena semua reaksi metabolisme dikatalis oleh enzim. Jika tidak ada enzim, atau aktivitas enzim terganggu maka reaksi metabolisme sel akan terhambat hingga pertumbuhan sel juga terganggu.
Biasanya enzim mempunyai akhiran –ase. Di depan –ase digunakan nama substrat di mana enzim itu bekerja., atau nama reaksi yang dikatalisis. Misal : selulase, dehidrogenase, urease, dan lain-lain. Tetapi pedoman pemberian nama tersebut diatas tidak selalu digunakan. Hal ini disebabkan nama tersebut digunakan sebelum pedoman pemberian nama diterima dan nama tersebut sudah umum digunakan. Misalnya pepsin, tripsin, dan lain-lain. Dalam Daftar Istilah Kimia Organik (1978), akhiran –ase tersebut diganti dengan –asa.
Struktur Enzim
Enzim secara keseluruhan disebut haloenzim. Enzim tersusun dari dua komponen utama, yaitu komponen protein dan komponen nonprotein. Komponen protein (apoenzim) pada enzim sangat menentukan kerja enzim. Hal demikian dimungkinkan karena apoenzim merupakan tempat melekatnya substrat dan sekaligus tempat mereaksikan substrat. Bagian enzim tempat melekatnya substrat disebut sisi aktif enzim. Substrat merupakan bahan atau molekul yang dikatalis oleh suatu enzim. Substrat dapat berupa karbohidrat, protein, dan lemak. Komponen nonprotein (gugus prostetik) pada enzim mempunyai sifat stabil pada suhu tinggi dan tidak berubah pada akhir reaksi. Gugus prostetik ini dibedakan menjadi kofaktor dan koenzim. Gugus kofaktor tersusun dari zat anorganik yang umumnya berupa logam, misalnya Cu, Fe, Mn, Zn, Ca, K, dan Co. Gugus koenzim tersusun dari senyawa nonprotein yang tidak melekat erat pada bagian protein enzim. Contohnya, NAD, NADP, dan koenzim A.
Beberapa enzim yang mengandung ion logam sebagai kofaktornya
Ion logam | Enzim |
Zn 2+ Mg2+ Fe2+ / Fe3+ Cu2+/ Cu+ K+ Na+ | Alkohol dehidrogenase Karbonat anhidrase Karboksipeptidase Fosfohidrolase Fosfotransferase Sitokrom Peroksida Katalase Feredoksin Tirosina Sitokrom oksidase Piruvat kinase (juga memerlukan Mg2+) Membran sel ATPase ( juga memerlukan K+ dan Mg2+) |
Ditinjau dari fungsinya, dikenal adanya koenzim yang berperan sebagai pemindah hidrogen, pemindah elektron, dan pemindah gugusan kimia tertentu (“group transferring”).
Contoh-contoh koenzim dan peranannya
No | Kode | Singkatan dari | Yang dipindahkan |
1. | NAD | Nikotinamida-adenina dinukleotida | Hidrogen |
2. | NADP | Nikotinamida-adenina dinukleotida fosfat | Hidrogen |
3. | FMN | Flavin mononukleotida | Hidrogen |
4. | FAD | Flavin-adenina dinukleotida | Hidrogen |
5. | Ko-Q | Koenzim Q atau Quinon | Hidrogen |
6. | Sit | sitokrom | Elektron |
7. | Fd | Ferredoksin | Elektron |
8. | ATP | Adenosina trifosfat | Gugus fosfat |
9. | PAPS | Fosfoadenil sulfat | Gugus sulfat |
10. | UDP | Uridina difosfat | Gula |
11. | Biotin | Biotin | Karboksil (CO2) |
12. | Ko-A | Koenzim A | Asetil |
13. | TPP | Tiamin pirofosfat | C2-aldehida |
Seperti halnya katalisator, enzim dapat mempercepat reaksi kimia dengan menurunkan energi aktivasinya.
Penggolongan (Klasifikasi) enzim
Oksireduktase, yaitu enzim yang berfungsi untuk mengatalisis reaksi oksidasi atau reduksi dari suatu unsur. Contohnya enzim dehirogenase dan oksidase.
Transferase, yaitu enzim yang berfungsi untuk membantu memindahkan gugus fungsi dari suatu unsur ke unsur lain. Contohnya enzim transaminase dan kinase.
Hidrolase, yaitu enzim yang membantu pembentukan produk dengan bantuan air(hidrolisis). Contohnya enzim lipase, amylase, dan peptidase.
Liase, yaitu enzim yang berfungsi memindahkan atau menambahkan ikatan C-C, C-N, C-O, atau C-S dari substrat tanpa melalui peristiwa hidrolisis. Contohnya enzim piruvat dekarboksilase dan oksalat dekarboksilase.
Isomerase, yaitu enzim yang berfungsi dalam membantu menyusun kembali suatu molekul karena adanya isomerasi dalam molekul. Contohnya enzim isomerase dan mutase.
Ligase, yaitu enzim yang berfungsi membantu menggabungkan dua molekul melalui penyusunan ikatan C-O, C-S, C-N, atau C-C baru dengan pemecahan ATP. Contohnya enzim sintetase.
Selain itu, dikenal juga enzim konstitutif dan enzim induktif. Enzim konstitutif ialah enzim yang dibentuk terus-menerus oleh sel tanpa peduli apakah substratnya ada atau tidak. Enzim induktif (enzim adaptif) ialah enzim yang dibentuk karena adanya rangsangan substrat atau senyawa tertentu yang lain. Misalnya pembentukan enzim beta-galaktosida pada escherichia coli yang diinduksi oleh laktosa sebagai substratnya. Tetapi ada senyawa lain juga yang dapat menginduksi enzim tersebut walaupun tidak merupakan substarnya, yaitu melibiosa. Tanpa adanya laktosa atau melibiosa, maka enzim beta-galaktosidasa tidak disintesis, tetapi sintesisnya akan dimulai bila ditambahkan laktosa atau melibiosa.
BAB III
PEMBAHASAN
Hasil analisis kimia membran retikulum endoplasma menunjukkan bahwa pada membran RE terdapat enzim-enzim dan rantai molekul-molekul pembawa elektron. Enzim-enzim itu antara lain hidrolase, terutama glukosa 6 fosfatase dan nukleosida fosfatase, enzim-enzim yang berperan dalam metabolisme asam lemak, sintesis fosfolipid, dan steroid, glikosiltransferase yang berperan sebagai katalisator dalam sintesis glikolipid, dan glikoprotein. Selain itu juga terdapat dua rantai pengangkut elektron, yaitu sitokrom P 450 dab sitokrom b5. Tampak di sisi bahwa enzim RE sangat heterogen. Namun demikian, enzim yang terbanyak dijumpai di membran RE adalah glukosa-6-fosfatase (G-6-F)..
Ruang yang terdapat di dalam retikulum endoplasma (RE) disebut lumen atau ruang sisterna. Lumen RE terpisah dari sitoplasma oleh suatu membran tunggal (membran RE). Sisterna RE berisi cairan akuosa yang merupakan larutan berbagai macam protein.
Enzim retikulum endoplasma
| Enzim | Lokasi |
Sitokrom b5 NADH-sitokrom b5 reduktase NADH-sitokrom c reduktase Sitokrom P 450 ATP ase 5’ – nukleotidase Nukleosida pirofosfatase GDP – manosil transferase Nukleosida difosfatase Glukosa – 6 – fosfatase Acetanalide – hidrolizing esterase Glukuronidase | Sitoplasma Sitoplasma Sitoplasma Sitoplasma, lumen Sitoplasma Sitoplasma Sitoplasma Sitoplasma Lumen Lumen Lumen Lumen |
Sitokrom b5
Sitokrom merupakan protein pemindah elektron yang mengandung heme sebagai gugus prostetik.
Sitokrom berfungsi sebagai agen pemindah elektron, yang dapat memindahkan satu elektron (elektron tunggal). Sitokrom b5 merupakan protein integral membran dengan berat molekul 11.000 dalton dan terletak pada permukaan sitoplasma.
Dari berbagai hasil penelitian disimpulkan bahwa untuk enzim sitokrom b5 yang memiliki kepala hidrofilik yang mengandung tempat katalitik, terekspor ke permukaan hyaloplasmik atau permukaan sitoplasmik. Sedang-kan bagian ekor yang bersifat hidrofobik dan tidak mempunyai aktivitas katalitik terendam di dalam bilayer lipid membran.
NADH-sitokrom b5 reduktase
NADH-Sitokrom-b 5 reduktase (juga dikenal sebagai reduktase methemoglobin) adalah NADH yang bergantung pada enzim yang mengubah methemoglobin untuk hemoglobin. Mengandung FAD dan mengkatalisis reaksi:
NADH + H + + 2 ferricytochrome b 5 = NAD + + 2 ferrocytochrome b 5
NADH- sitokrom b5 reduktase (CBR) berfungsi sebagai donor elektron untuk sitokrom b5, sebagai pembawa elektron maka ikut berpartisipasi dalam berbagai jalur metabolik ( termasukbiosintesis steroid, dan elongasi asam lemak, yang tergantung reaksi P450, pengurangan methaemoglobin dll). Bentuk terikat membran ini terletak di sisi sitosol dari retikulum endoplasma, sedangkan bentuk yang larut ditemukan dalam eritrosit
NADH-sitokrom c reduktase
Dalam enzim , sebuah-sitokrom-c reduktase merupakan enzim yang mengkatalisis reaksi kimia:
QH 2 + 2 sitokrom c (Fe III) + 2 H + dalam → Q + 2 sitokrom c (Fe II) + 4 H + keluar
Dengan demikian, keduasubstrat enzim ini adalah dihydroquinone (QH2) dan feri-(Fe 3 +) sitokrom c , sedangkan 3 produknyanya adalah kuinon (Q), ferro-(Fe 2 +) c sitokrom, dan H+.
Enzim ini termasuk enzim oksidoreduktase, khususnya mereka yang bertindak dan terkait sebagai donor, dengan sitokrom sebagai akseptor. Enzim ini berpartisipasi dalam fosforilaasi oksidatif. Ia memiliki empat kofaktor : sitokrom c1 , sitokrom b-562 , sitokrom b-566 dan 2-Besi ferredoksin .
Dalam proses yang disebut Q siklus, dua proton dikonsumsi dari matriks (M), empat proton dilepaskan ke ruang antar membran (IM) dan dua elektron dilewatkan ke sitokrom c.
Sitokrom P 450
Bila sel dihancurkan secara mekanik, retikulum endoplasma akan terpecah menjadi butir-butir yang dikenal sebagai mikrosom. Mikrosom ini juga mengandung rantai respirasi, meskipun fungsinya sangat jauh berbeda dengan yang ada pada mitokondria. Fungsi utama rantai respirasi mitokondria adalah merangkai oksidasi substrat dengan pembentukan ATP. Sebaliknya, sistem mikrosom membantu steroid untuk menghasilkan asam empedu atau hormon steroid, membuat tidak jenuh asam-asam lemak, dan membuat tidak aktif bahan-bahan asing terhadap lingkungan sel normal, misalnya obat-obatan yang tidak sengaja terabsorpsi. Rantai respirasi mikrosom ini mengandung Sitokrom P450, disebut demikian karena mereka membentuk suatu kompleks dengan karbon monoksida yang menyerap kuat cahaya pada panjang gelombang 450 nm. Sitokrom P 450 berfungsi sebagai pengangkut elektron tunggal pada rantai respirasi retikulum endoplasma. Enzim sitokrom P450 memainkan peran penting dalam sintesis hormon (termasuk estrogen dan testosteron), sintesis kolesterol, dan vitamin D. Enzim sitokrom P450 juga berfungsi untuk memetabolisme senyawa yang berbahaya, termasuk obat dan produk dari metabolisme endogen seperti bilirubin, terutama di hati.
Penggunaan utama oksigen terdapat dalam proses respirasi. Banyak obat,polutan , dan karsinogen kimia (xenobiotik) dimetabolisme oleh enzim enzim, yang disebut dengan sitokrom P450. Enzim P450 ditemukan di Retikulum endoplasma halus. Mereka memainkan peran penting dalam melindungi racun tubuh kita. Enzim sitokrom P450 memainkan peran sentral dalam proses eliminasi obat. Dengan tidak adanya enzim, obat-obatan, racun terakumulasi dalam menyebabkan tubuh kita.
Sifat-sifat sitokrom P 450 manusia:
1. Terlibat dalam metabolisme xenobiotik
2. Terlibat dalam metabolism senyawa endogen(steroid)
3. Semua sitokrom P 450 adalah hemoprotein
5. Merupakan katalisator (mengkatalisasi 60 tipe reaksi)
6. Produk hidroksilasinya lebih larut dalam air daripada substratnya
7. Pada beberapa keadaan produknya bersifat mutagenik/karsiogenik
8. Mempunyai massa molekul sekitar 55 kDa
9. Dapat diinduksi -->salah satu penyebab interaksi obat
Fungsi sitokrom P 450 secara normal:
1. Hidroksilasi /penguraian obat di dalam tubuh
2. Mengkatalisis reaksi hidroksilasi steroid. Sistem ini ditemukan pada jaringan steroiddogenik ( korteks adrenal, testis, ovarium dan plasenta .
1. Terlibat dalam metabolisme xenobiotik
2. Terlibat dalam metabolism senyawa endogen(steroid)
3. Semua sitokrom P 450 adalah hemoprotein
5. Merupakan katalisator (mengkatalisasi 60 tipe reaksi)
6. Produk hidroksilasinya lebih larut dalam air daripada substratnya
7. Pada beberapa keadaan produknya bersifat mutagenik/karsiogenik
8. Mempunyai massa molekul sekitar 55 kDa
9. Dapat diinduksi -->salah satu penyebab interaksi obat
Fungsi sitokrom P 450 secara normal:
1. Hidroksilasi /penguraian obat di dalam tubuh
2. Mengkatalisis reaksi hidroksilasi steroid. Sistem ini ditemukan pada jaringan steroiddogenik ( korteks adrenal, testis, ovarium dan plasenta .
3. Menghidroksilasikan zat-zat xenobiotik/melindungi tubuh terhadap kerusakan akibat radikal bebas (detoksifikasi).
Apabila protein sitokrom P 450 tidak berfungsi baik akan terjadi
1. Gangguan interaksi obat di dalam tubuh
3. Rakhitis
5. Radikal bebas superoksida dapat menyebabkan keracunan oksigen
6. Cidera sel
7. Kanker
Apabila protein sitokrom P 450 tidak berfungsi baik akan terjadi
1. Gangguan interaksi obat di dalam tubuh
3. Rakhitis
5. Radikal bebas superoksida dapat menyebabkan keracunan oksigen
6. Cidera sel
7. Kanker
ATP ase
ATPase adalah kelas enzim yang mengkatalisis penguraian adenosin trifosfat (ATP) menjadi adenosin difosfat (ADP) dan ion fosfat bebas. Reaksi defosforilasi melepaskan energi, dimana enzim (dalam banyak kasus) memanfaatkan untuk mendorong reaksi kimia lainnya yang tidak akan dinyatakan terjadi. Proses ini banyak digunakan dalam semua bentuk kehidupan yang diketahui.
Beberapa enzim tersebut adalah protein membran yang tidak terpisahkan, dan zat terlarut bergerak melintasi membran, biasanya melawan gradien konsentrasi mereka. Ini disebut ATPase transmembran.
Beberapa enzim tersebut adalah protein membran yang tidak terpisahkan, dan zat terlarut bergerak melintasi membran, biasanya melawan gradien konsentrasi mereka. Ini disebut ATPase transmembran.
Fungsi ATPase pada sistem kompleks pompa ion Na+/K+ adalah mengatur kadar ion di dalam sel. Kegagalan fungsi enzim ini mengakibatkan penurunan drastis ion kalium dalam sel.
ATPase Terkait dengan Aktivitas selular yang beragam dan memainkan sejumlah peran dalam sel termasuk regulasi siklus sel dan transportasi.
5’ – nukleotidase
Nukleotidase adalah enzim hidrolitik yang mengkatalisis hidrolisis dari nukleotida menjadi nukleosida dan fosfat. Misalnya, mereka mengubah adenosin monofosfat untuk adenosin , dan monofosfat guanosin untuk guanosin .
5 'nucleotidases membelah fosfat dari ujung 5' pada gugus gula. nucleotidases 5 'terlibat dalam fungsi bervariasi seperti komunikasi sel-sel, perbaikan asam nukleat, penyelamatan jalur purin untuk sintesis nukleotida, transduksi sinyal, transportasi membrane, dll.
5'-nucleotidase (5'-NT) adalah protein yang diproduksi oleh hati. Misalnya, nuklease adalah hidrolase yang memotong asam nukleat.
5 'NT merupakan enzim yang mengkatalisis hidrolisis nukleosida-5'-monophosphates menjadi nukleosida dan fosfat anorganik. Enzim tersebar luas di jaringan manusia dan hewan. Kehadiran aktivitas enzim ini dimembran sel hati dengan garam empedu dan telah digunakan sebagai penanda untuk penyakit hati.
GDP – manosil transferase
Transferase adalah enzim yang mengkatalisis transfer gugus fungsional (misalnya, metil atau fosfat kelompok) dari satu molekul (disebut donor) ke molekul lain (disebut akseptor).
Glukosa – 6 – fosfatase
Glukosa-6-fosfatase dapat dikatakan sebagai enzim ciri khas dari RE, karena sebagian besar enzim yang ada di RE didominasi oleh enzim ini.
Enzim tersebut memiliki peran yang sangat penting dalam metabolisme karbo-hidrat. Enzim ini berfungsi untuk mengubah glukosa-6-fosfat menjadi glukosa, tujuannya untuk mempertahankan kadar glukosa darah.
Glukosa 6-fosfatase
Enzim Glukosa 6-fosfatase banyak terdapat di hati dan ginjal.
Glukuronidase
Berperan dalam metabolism obat dan yang akan menjadikan obat terurai menjadi senyawa yang kurang toksik dan lebih mudah larut dalam air.
Nukleosida pirofosfatase
Nukleosida difosfatase
Enzim fosfatase memecah fosfoglukosa jadi glukosa dan asam fosfat
Acetanalide – hidrolizing esterase
Esterase adalah sebuah enzim hidrolase yang membagi ester menjadi asam dan alkohol dalam reaksi kimia yang disebut dengan hidrolisis air.
Enzim-enzim di dalam RE mempunyai induktor untuk pengaktifannya. Induktor itu antara lain adalah 3-metil kolantrene, anaftoflavon, fenobarbital, dan dioxin. Contoh mekanisme induksi yang dilakukan zat-zat tersebut pada enzim RE adalah sebagai berikut: Jika fenoforbital diberikan, maka aktivitas enzim pada REK akan berubah. Aktivitas sitokrom P 450 akan meningkat demikian juga dengan sitokrom b5 juga meningkat meskipun sedikit. Sementara itu aktivitas glukosa-6-fosfatase, ATP-ase, dan NADH-sitokrom b5 reduktase aktivitasnya justru akan menurun.
BAB IV
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan yang telah diuraikan, dapat disimpulkan bahwa:
Pada membran RE terdapat enzim-enzim dan rantai molekul-molekul pembawa elektron.
Enzim RE sangat heterogen. Namun demikian, enzim yang terbanyak dijumpai di membran RE adalah glukosa-6-fosfatase (G-6-F)..
Ruang yang terdapat di dalam retikulum endoplasma (RE) disebut lumen atau ruang sisterna. Lumen RE terpisah dari sitoplasma oleh suatu membran tunggal (membran RE).
Enzim-enzim di dalam RE mempunyai induktor untuk pengaktifannya. Induktor itu antara lain adalah 3-metil kolantrene, anaftoflavon, fenobarbital, dan dioxin.
Enzim sangat penting dalam kehidupan, karena semua reaksi metabolisme dikatalis oleh enzim. Jika tidak ada enzim, atau aktivitas enzim terganggu maka reaksi metabolisme sel akan terhambat hingga pertumbuhan sel juga terganggu.
3.2 Saran
Di dalam makalah ini, pembahasan mengenai enzim belum diuraikan secara lengkap, disebabkan oleh kurangnya informasi yang didapatkan penulis, oleh karena itu, disarankan kepada pembaca untuk mencari referensi yang lebih lengkap.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar