ENZYMES FUNCTIONS IN METABOLISM Abstract Metabolism is a bunch of chemical reactions that occur in living beings to care for survival. In the process required a biokatalisator enzyme metabolism. The use of enzymes has been utilized extensively in the eld of P!ITI" and #ellness. $xploiting enzyme broad as the use of enzymes as diagnostic tools% such as the use of enzymes as a marker marker damage or death of the enzyme alanine aminotransferase net#orks such as hepatitis virus infection markers. The use of enzymes as a treatment on enzyme abnormalities such as hemophilia% utilization of enzymes as targets of treatment #ith angiotensin II enzymes modify the #ork% such as in hypertension. Inhibition of the enzyme in the biosynthesis of purine and pirimidin also be used as a cancer therapy because of mitotic cancer cells also require purine bases and pirimidin% #hich #ill not be formed if the enzyme is inhibited% causing the gro#th of cancer cells #ill be inhibited. Keywords: cancer% enzim% metabolisme%% theraphy Abstrak Metabolisme merupakan sekumpulan reaksi kimia yang terjadi pada makhluk hidup untuk menjaga menjaga kelangs kelangsunga ungan n hidup. hidup. Dalam Dalam proses proses metabolis metabolisme me diperluk diperlukan an suatu suatu biokatali biokatalisator sator enzim. enzim. Pengg Penggunaan unaan enzim secara secara luas sudah dimanfaat dimanfaatkan kan dalam bidang bidang tehnologi tehnologi dan keseh kesehata atan. n. Pemanfa emanfaata atan n enzim enzim secara secara luas luas sepert sepertii pengg penggun unaan aan enzim enzim sebaga sebagaii alat alat diagn diagnosi osis, s, sepert sepertii pengg penggun unaan aan enzim enzim sebaga sebagaii suatu suatu mark marker penand penanda a kerus kerusak akan an atau atau kematia kematian n jaringan jaringan seperti seperti enzim alanin aminotran aminotransfera sferase se sebagai sebagai penanda penanda infeksi infeksi virus hepatitis hepatitis.. Penggun Penggunaan aan enzim enzim sebagai sebagai pengobata pengobatan n pada kelaina kelainan n enzim enzim seperti seperti hemolia, hemolia, pemanf pemanfaat aatan an enzim enzim sebaga sebagaii sasara sasaran n pengob pengobata atan n denga dengan n memodi memodik kasi asi kerja kerja enzim enzim angioten angiotensin sin II, seperti seperti pada hiperten hipertensi. si. Pengha Penghambat mbatan an enzim enzim pada biosinte biosintesis sis purin purin dan pirimidin juga dapat digunakan sebagai terapi kanker karena mitosis sel sel kanker juga memerlukan basa purin dan pirimidin, yang tidak akan terbentuk jika enzimnya dihambat sehingga menyebabkan pertumbuhan sel kanker akan dihambat. Kata kunci: enzim, kanker, metabolisme, tearpi
... orespondensi ! "i#uk $usantiningsih % alamatemail&blabla.com
Pendau!uan 'nzim merupakan biom biomol olek ekul ul yang yang meng mengka kata tali lis s reaks eaksii kimi kimia, a, di mana mana hamp hampir ir semu semua a enzi enzim m adal adalah ah prot protei ein. n. Pada ada reaks eaksi(r i(rea eaks ksii enzi enzima mati tik, k, molekul yang menga#ali reaksi dise disebu butt subs substr trat at,, seda sedang ngk kan hasiln hasilnya ya disebu disebutt produ produk. k. )ara )ara kerja enzim dalam mengkatalisis reaksi reaksi kimia substansi substansi lain tidak meruba merubah h atau atau merus merusak ak reaks reaksii * ini. "ISKUSI Peran en#i$ da!a$ $etab%!is$e Metabo Metabolis lisme me merupa merupaka kan n sekump sekumpula ulan n reaks reaksii kimia kimia yang yang ter terjadi jadi pad pada mak akh hluk luk hidu idup
untu untuk k menj menjag aga a kelan elangs gsun unga gan n hidup. +eaksi(reaksi ini meliputi sintes sintesis is molek molekul ul besar besar menjad menjadii molekul yang lebih kecil anabo anabolis lismeme- dan penyu penyusun sunan an molekul besar dari molekul yang lebih kecil katabolisme-. eberapa eberapa reaksi reaksi kimia tersebut tersebut antara antara lain lain respi respiras rasi, i, gliko glikolis lisis, is, fotosintesis pada tumbuhan, dan sintesis protein. Dengan meng engikut ikutii keten etentu tuan an bah# ah#a suatu reaksi kimia akan berjalan lebih cepat dengan adanya asupan energi dari luar umumn umumnya ya pemana pemanasan san-, -, maka maka seyogy seyogyany anya a reaks reaksii kimia kimia yang yang terjadi di dalam tubuh manusia
harus diikuti dengan pemberian panas dari luar. $ebagai contoh adalah pembentukan urea yang semestinya membutuhkan suhu ratusan derajat celcius dengan katalisator logam, hal tersebut tidak mungkin terjadi di dalam suhu tubuh siologis manusia, sekitar /01 ).2 3danya enzim yang merupakan katalisator biologis menyebabkan reaksi(reaksi tersebut berjalan dalam suhu siologis tubuh manusia, sebab enzim berperan dalam menurunkan energi aktivasi menjadi lebih rendah dari yang semestinya dicapai dengan pemberian panas dari luar. erja enzim dengan cara menurunkan energi aktivasi sama sekali tidak mengubah 45 reaksi selisih antara energi bebas produk dan reaktan-, sehingga dengan demikian kerja enzim tidak berla#anan dengan 6ukum 6ess * mengenai kekekalan energi. $elain itu, enzim menimbulkan pengaruh yang besar pada kecepatan reaksi kimia yang berlangsung dalam organisme. 2 +eaksi(reaksi yang berlangsung selama beberapa minggu atau bulan di ba#ah kondisi laboratorium normal dapat terjadi hanya dalam beberapa detik di ba#ah pengaruh enzim di dalam tubuh. )ontoh penggunaan enzim sebagai reagen adalah sebagai berikut! / *. 7ricase yang berasal dari jamur )andida utilis dan bakteri 3rthobacter globiformis dapat digunakan untuk mengukur asam urat.
2. Pengukuran kolesterol dapat dilakukan dengan bantuan enzim kolesterol( oksidase yang dihasilkan bakteri Pseudomonas 8uorescens. /. Pengukuran alkohol, terutama etanol pada penderita alkoholisme dan keracunan alkohol dapat dilakukan dengan menggunakan enzim alkohol dehidrogenase yang dihasilkan oleh $accharomyces cerevisciae, dan lain(lain. 9 En#i$ seba&ai 'etanda 'e$bantu dari rea&ensia $ebagai petanda pembantu dari reagensia, enzim bekerja dengan memperlihatkan reagensia lain dalam mengungkapkan senya#a yang dilacak. $enya#a yang dilacak dan diukur sama sekali bukan substrat yang khas bagi enzim yang digunakan. $elain itu, tidak semua senya#a memiliki enzimnya, terutama senya#a( senya#a sintetis. :leh karena itu, pengenalan terhadap substrat dilakukan oleh antibodi. 3dapun dalam hal ini enzim berfungsi dalam memperlihatkan keberadaan reaksi antara antibodi dan antigen. )ontoh penggunaannya adalah sebagai berikut! ; *. Pada teknik imunoenzimatik '
yang sama. ompleks antibodi(senya#a(antibodi ini lalu direaksikan dengan substrat enzim, hasilnya adalah zat ber#arna yang tidak dapat diperoleh dengan cara imunosupresi biasa. =at ber#arna ini dapat digunakan untuk menghitung jumlah senya#a yang direaksikan. 'nzim yang lazim digunakan dalam teknik ini adalah peroksidase, fosfatase alkali, glukosa oksidase, amilase, galaktosidase, dan asetil kolin transferase. 2. Pada teknik 'MI" &$nzim Multiplied Immunochemistry Test)% molekul kecil seperti obat atau hormon ditandai oleh enzim tepat di situs katalitiknya, menyebabkan antibodi tidak dapat berikatan dengan molekul obat atau hormon- tersebut. 'nzim yang lazim digunakan dalam teknik ini adalah lisozim, malat dehidrogenase, dan gluksa(>(fosfat dehidrogenase. (Pe$an)aatan en#i$ seba&ai a!at dia&n%sis Pemanfaatan enzim untuk alat diagnosis secara garis besar dibagi dalam tiga kelompok! *. 'nzim sebagai petanda markerdari kerusakan suatu jaringan atau organ akibat penyakit tertentu. Penggunaan enzim sebagai petanda dari kerusakan suatu
jaringan mengikuti prinsip bah#asanya secara teoritis enzim intrasel seharusnya tidak terlacak di cairan ekstrasel dalam jumlah yang signikan. Pada kenyataannya selalu ada bagian kecil enzim yang berada di cairan ekstrasel. eberadaan ini diakibatkan adanya sel yang mati dan pecah sehingga mengeluarkan isinya enzim- ke lingkungan ekstrasel, namun jumlahnya sangat sedikir dan tetap. 3pabila enzim intrasel terlacak di dalam cairan ekstrasel dalam jumlah lebih besar dari yang seharusnya, atau mengalami peningkatan yang bermakna?signikan, maka dapat diperkirakan terjadi kematian yang diikuti oleh kebocoran akibat pecahnya membran- sel secara besar( besaran. ematian sel ini dapat diakibatkan oleh beberapa hal, seperti keracunan bahan kimia yang merusak tatanan lipid bilayer-, kerusakan akibat senya#a radikal bebas, infeksi virus-, berkurangnya aliran darah sehingga lisosom mengalami lisis dan mengeluarkan enzim(enzimnya, atau terjadi perubahan komponen membrane sehingga sel imun tidak mampu lagi mengenali sel(sel tubuh dan sel( sel asing, dan akhirnya menyerang sel tubuh penyakit autoimun- dan mengakibatkan kebocoran membrane. )ontoh penggunaan enzim sebagai petanda adanya suatu kerusakan jaringan adalah > sebagai berikut! a. Peningkatan aktivitas enzim renin menunjukkan
adanya gangguan perfusi darah ke glomerulus ginjal, sehingga renin akan menghasilkan angiotensin II dari suatu protein serum yang berfungsi untuk menaikkan tekanan darah b. Peningkatan jumlah 3lanin aminotransferase 3<" serum- hingga mencapai seratus kali lipat normal *(2/ sampai ;;7?
mengukur kadar senya#a yang jumlahnya sangat sedikit, serta praktis karena kemudahan dan ketepatannya dalam mengukur. ; Pe$an)aatan en#i$ di bidan& 'en&%batan Pemanfaatan enzim dalam pengobatan meliputi penggunaan enzim sebagai obat, pemberian senya#a kimia untuk memanipulasi kinerja suatu enzim dengan demikian suatu efek tertentu dapat dicapai enzim sebagai sasaran pengobatan-, serta manipulasi terhadap ikatan protein(ligan sebagai sasaran pengobatan. 2 Penggunaan enzim sebagai obat biasanya mengacu kepada pemberian enzim untuk mengatasi desiensi enzim yang seyogyanya terdapat di dalam tubuh manusia untuk mengkatalis rekasi(reaksi tertentu. erdasarkan lamanya pemberian enzim sebagai pengobatan, maka keadaan desiensi enzim dapat diklasikasikan menjadi dua yaitu keadaan desiensi enzim yang bersifat sementara dan bersifat menetap. )ontoh keadaan desiensi enzim yang bersifat sementara adalah desiensi enzim(enzim pencernaan. $eperti yang diketahui, enzim(enzim pencernaan sangat beragam, beberapa di antaranya adalah protease dan peptidase yang mengubah protein menjadi asam amino, lipase yang mengubah lemak menjadi asam lemak, karbohidrase yang mengubah karbohidrat seperti amilum menjadi glukosa serta
nuklease yang mengubah asam nukleat menjadi nukleotida. 3dapun desiensi enzim yang bersifat menetap menyebabkan banyak kelainan, yang biasanya juga disebut sebagai kelainan genetik mengingat enzim merupakan protein yang ditentukan oleh gen. )ontoh kelainan akibat desiensi enzim antara lain adalah hemolia. 6emolia adalah suatu keadaan di mana penderita mengalami kesulitan penggumpalan darah cenderung untuk pendarahanakibat desiensi enzim(enzim terkait penggumpalan darah. 2 $aat ini telah diketahui ada tiga belas faktor, sebagian besar adalah protease dalam bentuk proenzim, yang diperlukan dalam proses penggumpalan darah. Pada penderita hemolia, terdapat gangguan?desiensi pada faktor @III 3nti(6emophilic Aactor-, faktor IB, dan faktor BI. elainan ini dapat diatasi dengan transfer gen yang mengkode faktor IB. Diharapkan gen tersebut dapat mengkode enzim(enzim protease yang diperlukan dalam proses penggumpalan darah. * En#i$ seba&ai sasaran 'en&%batan 'nzim sebagai sasaran pengobatan merupakan terapi di mana senya#a tertentu digunakan untuk memodikasi kerja enzim, sehingga dengan demikian efek yang merugikan dapat dihambat dan efek yang menguntungkan dapat dibuat. erdasarkan sasaran pengobatan, dapat dibagi menjadi terapi di mana enzim sel individu menjadi sasaran dan
terapi di mana enzim bakteri patogen yang menjadi sasaran. 0 Pada terapi di mana enzim sel individu sebagai sasaran kinerja terapi, digunakan senya#a(senya#a untuk mempengaruhi kerja suatu enzim sebagai penghambat bersaing. )ontoh penyakit yang dapat diobati dengan terapi ini adalah! C a. Diabetes Melitus. Pada penyakit Diabetes Melitus, senya#a yang diinduksikan adalah akarbosa acarbose-, di mana akarbosa akan bersaing dengan amilum makanan untuk mendapatkan situs katalitik enzim amilase pankreatik (amilaseyang seyogyanya akan mengubah amilum menjadi glukosa sederhana. 3kibatnya reaksi tersebut akan terganggu, sehingga kenaikan gula darah setelah makan dapat dikendalikan. b. Penumpukan cairan. 'nzim anhidrase karbonat merupakan enzim yang mengatur pertukaran 6 dan Ea di tubulus ginjal, di mana 6 akan terbuang keluar bersama urine, sedangkan Ea akan diserap kembali ke dalam darah. 3dalah senya#a turunan sulfonamida, yaitu azetolamida yang berfungsi menghambat kerja enzim tersebut secara kompetitif sehingga pertukaran
kation di tubulus ginjal tidak akan terjadi. Ion Ea akan dibuang keluar bersama dengan urine. $ifat ion Ea yang higroskopis menyebabkan air akan ikut keluar bersamaan dengan ion EaF hal ini memba#a keuntungan apabila terjadi penumpukan cairan bebas di ruang antar sel udem-. Dengan kata lain senya#a azetolamida turut berperan dalam menjaga kesetimbangan cairan tubuh. c. Pengendalian tekanan darah diatur oleh enzim renin('3 dan angiosintase. 'nzim renin( '3 berperan dalam menaikkan tekanan darah dengan menghasilkan produk angiotensin II, sedangkan angiosintase bekerja terbalik dengan mengurangi aktivitas angiotensin II. 7ntuk menghambat kenaikan tekanan darah, maka manipulasi terhadap kerja enzim khususnya '3 dapat dilakukan dengan pemberian obat penghambat '3 3)' Inhibitor-. d. Mediator radang prostaglandin yang dibentuk dari asam arakidonat melibatkan dua enzim, yaitu siklooksigenase I dan II ):B * dan ):B II-. 3da obat atau senya#a tertentu yang mempengaruhi kinerja
):B * dan ):B II sehingga dapat digunakan untuk mengurangi peradangan dan rasa sakit. G e. Dengan menggunakan prinsip pengaruh senya#a terhadap enzim, maka enzim yang berfungsi untuk memecah 3MP siklik c3MPyaitu fosfodiesterase PD- dapat dihambat oleh berbagai senya#a, antara lain kafein trimetilHantin-, teolin, pentoksilin, dan sildenal. "eolin digunakan untuk mengobati sesak nafas karena asma, pentoksilin digunakan untuk menambah kelenturan membran sel darah merah sehingga dapat memasuki relung kapiler, sedangkan sildenal menyebabkan relaksasi kapiler di daerah penis sehingga aliran darah yang masuk akan bertambah dan tertahan untuk beberapa saat. * f. Penyakit kanker merupakan penyakit sel ganas yang harus dicegah penyebarannya. $alah satu cara untuk mencegah penyebarannya adalah dengan menghambat mitosis sel ganas. $eperti yang diketahui, proses mitosis memerlukan pembentukan DE3 baru purin dan pirimidin-. Pada pembentukan basa purin, terdapat dua langkah reaksi yang melibatkan formilasi penambahan gugus formil- dari asam
folat yang telah direduksi. +eduksi asam folat ini dapat dihambat oleh senya#a ametopterin sehingga sintesis DE3 menjadi tidak berlangsung. $elain itu penggunaan azaserin dapat menghambat biosintesis purin yang membutuhkan asam glutamate. >( aminomerkaptopurin juga dapat menghambat adenilosuksinase sehingga menghambat pembentukan 3MP salah satu bahan DE3-. g. Pada penderita penyakit keji#aan, pemberian obat anti(depresi senya#ainhibitor monoamina oksidase M3: inhibitordapat menghambat enzim monoamina oksidase yang mengkatalisis oksidasi senya#a amina primer yang berasal dari hasil dekarboksilasi asam amino. 'nzim monoamina oksidase sendiri merupakan enzim yang mengalami peningkatan jumlah ada sel susunan saraf penderita penyakit keji#aan. Pada terapi di mana enzim mikroorganisme yang menjadi sasaran kerja, digunakan prinsip bah#a enzim yang dibidik tidak boleh mengkatalisis reaksi yang sama atau menjadi bagian dari proses yang sama dengan yang terdapat pada sel pejamu. 6al ini bertujuan untuk melindungi sel pejamu, sekaligus meningkatkan spesitas terapi
ini. arena yang dibidik adalah enzim mikroorganisme, maka penyakit yang dihadapi kebanyakan adalah penyakit( penyakit infeksi. )ontoh terapi dengan menjadikan enzim mikroorganisme sebagai sasaran kerja antara lain! C a. Pada penyakit tumor, sel tumor dapat dikendalikan perkembangannya dengan menghambat mitosisnya. Mitosis sel tumor membutuhkan DE3 baru purin dan pirimidin baru-. Proses ini membutuhkan asam folat sebagai donor metil yang dapat dibuat oleh mikroorganisme sendiri dengan memanfaatkan bahan baku asam p( aminobenzoat P33-, pteridin, dan asam glutamat. $uatu analog dari P33, yaitu sulfonamida dan turunannya dapat dimanfaatkan untuk menghambat pemakaian P33 untuk membentuk asam folat. b. Penggunaan antibiotika, yaitu senya#a yang dikeluarkan oleh suatu mikroorganisme di alam bebas dalam rangka mempertahankan substrat dari kolonisasi oleh mikroorganisme lain dalam memperebutkan sumber daya, juga berperan dalam terapi. )ontohnya adalah penisilin, suatu antibiotik yang menghambat enzim transpeptidase yang
c.
a.
b.
c. d.
mengkatalisis dipeptida D( alanil D(alanin sehingga peptidoglikan di dinding sel bakteri tidak terbentuk dengan sempurna. akteri akan rentan terhadap perbedaan tekanan osmotik sehingga gampang pecah. Perbedaan mekanisme sintesis protein antara mikroorganisme dan sel pejamu juga dapat dimanfaatkan sebagai salah satu prinsip terapi. Penggunaan antibiotika tertentu dapat menghambat sintesis protein pada mikroorganisme. )ontohnya antara lain! "etrasiklin yang menghambat pengikatan asam amino(t+E3 pada situs inisiator subunit /$ dari ribosom sehingga asam amino tidak diba#a oleh t+E3. $treptomisin yang berikatan langsung dengan subunit ;$ dari ribosom sehingga laju sintesis protein berkurang dan terbentuk protein yang tidak semestinya akibat kesalahan baca kodon m+E3. loramfenikol yang menyaingi m+E3 untuk duduk di ribosom Eeomisin yang mengubah pengikatan asam amino(t+E3 ke kompleks m+E3 ribosom. Interaksi protein(ligan sebagai sasaran pengobatan.
SIMPULAN Pengobatan dengan sasaran interaksi protein(ligan mengacu kepada prinsip interaksi sistem mediator( reseptor, di mana apabila mediator disaingi oleh molekul analognya sehingga tidak dapat berikatan dengan reseptor, sehingga efek dari mediator tersebut tidak terjadi. )ontoh pengobatan dengan menjadikan interaksi protein(ligan sebagai sasarannya antara lain! a. Pengendalian tekanan darah yang diatur oleh hormon adrenalin. +eseptor yang terdapat pada hormon adrenalin, yaitu (reseptor dan J(reseptor dapat dihambat oleh senya#a( senya#a yang berbeda. Penghambatan pada J( reseptor dapat menimbulkan efek pelemasan otot polos dan penurunan detak jantung. :bat(obatan yang bekerja dengan cara tersebut dikenal sebagai J(blocker. b. Penggunaan antihistamin untuk tujuan tertentu. 6istamin merupakan turunan asam amino histidin yang berperan sangat luas, mulai dari neuromediator, mediator radang pada kapiler, meningkatkan pembentukan dan pengeluaran asam lambung 6)l, kontraksi otot polos di bronkus, dan lain(lain. "idak jarang ketika misalnya terjadi peradangan yang memicu pengeluaran histamin, terjadi efek(efek
lain seperti sakit perut dan lain(lain. 7ntuk itu dikembangkan senya#a spesik yang mampu bekerja sebagai pesaing histamin, yaitu antihistamin. Dengan adanya antihistamin ini, maka respon yang ditimbulkan akibat kerja histamin dapat ditekan. "AFTA* PUSTAKA *. )ampbell E, +eece K, Mitchell <. iologi. ;th ed. Kakarta! 'rlanggaF 22. p. GC(G. iologiF vol *-. 2. 5ilman 3. "he Mechanism of Diuretic 3ction of of the )arbonic 3nhydrase Inhibitors Lserial online 2> Dec *G Lcited 2G Mar 29F0*)hlorothiazide and :ther Diuretic Drugs-!L/;;(>2. 3vailable from! 7+ Lcited 2G Mar 29F99-!L/CG(G2.3vailable from! 7+
9. $adikin M. $eri biokimia! biokimia enzim. Kakarta! Ridya MedikaF 22. ;. $aunders. amus saku kedokteran Dorland. 2;th ed. Kakarta! '5)F *GGC. p. /CC. >. $her#ood <. Aisiologi manusia dari sel ke sistem. 2nd ed. Kakarta! '5)F2*. p. 39(;. 0. Rikipedia "he Aree 'ncyclopaedia. 3carbose. L:nline. 2G Aeb > Lcited 2G March 29F 3vailable from! 7+ Lcited 2G March 2/F 3vailable from! 7+
