NOTA BAB 5

BAB 5
METABOLISME DAN ENZIM

5.1 METABOLISME

MAKSUD METABOLISME
Merujuk kepada kesemua tindak balas kimia yang berlaku dalam organisma hidup

PROSES-PROSES DALAM METABOLISME MELIBATKAN

Penukaran makanan kepada tenaga Pembentukan karbohidrat, protein, lipid
dalam bentuk ATP dan asid nukleik

JENIS-JENIS METABOLISME DALAM SEL

Katabolisme Anabolisme

KATABOLISME CIRI-CIRI ANABOLISME
PROSES
Proses Penguraian : Proses Sintesis :
Bahan daripada bentuk Molekul ringkas kepada
kompleks kepada bentuk molekul kompleks
yang ringkas

Membebaskan tenaga TINDAK BALAS Menyerap tenaga
CONTOH
• Penguraian glukosa • Penghasilan glukosa
• Semasa respirasi sel • Semasa fotosintesis
• Untuk penghasilan • Tenaga digunakan

tenaga

A B+C SECARA AM A+B C
(substrat) (produk) (substrat) (produk)

5.2 ENZIM

DI DALAM SEL TINDAK BALAS BIOKIMIA BERLAKU DENGAN KADAR YANG TINGGI

Supaya proses-proses hidup sentiasa Enzim membantu mempercepatkan tindak
terpelihara balas

Mangkin ENZIM Dihasilkan oleh sel
organik Kebanyakan dibina daripada protein organisma hidup

namun bukan semua enzim

PEMBENTUKAN KOMPLEKS ENZIM-SUBSTRAT

SUBSTRAT : Bahan tindak balas yang TAPAK AKTIF : Tapak spesifik pada enzim
diperlukan untuk tindak balas enzim

SUBSTRAT (BERGABUNG) PADA TAPAK AKTIF PADA ENZIM KOMPLEKS ENZIM-SUBSTRAT



PENAMAAN ENZIM

PADA TAHUN 1960-an

The International Union of Biochemistry and Molecular Biology (IUBMB)
MEMPERKENALKAN SISTEM PENAMAAN ENZIM

Berdasarkan substrat atau Tindak balas yang dimangkinkan

NAMA ENZIM DIPEROLEH DENGAN PENAMBAHAN ‘-ase’ pada nama substrat
Contoh : Hidrolisis laktosa Laktosa + air laktase Glukosa + galaktosa

NAMUN ADA BEBERAPA ENZIM YANG TIDAK MENURUT SISTEM PENAMAAN

Disebabkan enzim telah ditemui sebelum penamaan Cth: tripsin, pepsin &
sistematik renin

SIFAT-SIFAT UMUM ENZIM

ENZIM BERTINDAK DENGAN PANTAS

ENZIM DIPERLUKAN DALAM KUANTITI KECIL DAN BOLEH DIGUNAKAN SEMULA

TINDAKAN ENZIM ADALAH SPESIFIK
Hanya substrat yang mempunyai bentuk saling berpelengkap dengan tapak aktif boleh

bergabung

STRUKTUR ENZIM SELEPAS TINDAK BALAS

Kekal tidak berubah Tidak dimusnahkan

ENZIM IALAH MANGKIN BIOLOGI
Mempercepatkan tindak balas biokimia

SIFAT-SIFAT UMUM ENZIM

KEBANYAKAN TINDAK BALAS YANG DIMAGKINKAN ENZIM ADALAH
Tindak balas berbalik

AKTIVITI ENZIM BOLEH DIPERLAHANKAN ATAU DIHENTIKAN OLEH

Perencat Cth perencat : Logam berat seperti plumbum dan merkuri

SESETENGAH ENZIM MEMERLUKAN

Kofaktor Untuk berfungsi dengan lebih Cth kofaktor : Vitamin B dan
berkesan ion magnesium

ENZIM INTRASEL DAN ENZIM EKSTRASEL

ENZIM INTRASEL CIRI ENZIM EKSTRASEL

Enzim yang disintesis di DEFINISI Enzim yang dirembes
dalam sel untuk CONTOH keluar sel
kegunaan sel itu sendiri
ENZIM TRIPSIN
ENZIM HEKSOKINASE • dihasilkan oleh sel
• digunakan dalam
pankreas
proses glikolisis • Dirembeskan ke
• semasa respirasi sel
dalam duodenum
untuk mencernakan
polipeptida

PENGHASILAN ENZIM EKSTRASEL

1) RIBOSOM
Tapak sintesis protein

2) PROTEIN YANG TELAH DISINTESIS DI RIBOSOM
Memasuki lumen jalinan endoplasma kasar Protein akan diangkut menerusinya

3) APABILA SAMPAI DIHUJUNG JALINAN ENDOPLASMA KASAR

Bahagian membran tersebut Tunas akan menggenting untuk
membentuk tunas menghasilkan vesikel angkutan

PENGHASILAN ENZIM EKSTRASEL

4) VESIKEL ANGKUTAN YANG MENGANDUNGI PROTEIN
Bergerak menuju ke arah jasad Golgi dan bercantum dengannya

5) DI DALAM JASAD GOLGI

Protein diubahsuai menjadi enzim Enzim dirembes dalam vesikel rembesan yang
terbentuk dari hujung jasad Golgi

3) VESIKEL REMBESAN BERGERAK MENUJU KE MEMBRAN PLASMA DAN
BERCANTUM DENGANNYA

Enzim dirembeskan ke luar sel

PENGHASILAN ENZIM EKSTRASEL

MEKANISME TINDAKAN ENZIM

HIPOTESIS ‘MANGGA DAN KUNCI’

KEBANYAKAN ENZIM IALAH PROTEIN KOMPLEKS

Terdiri daripada rantai polipeptida berlipat-lipat Menjadi bentuk tiga dimensi

BENTUK TIGA DIMENSI

Mempunyai tapak aktif yang mempunyai Tapak aktif saling berpelengkap dengan
konfigurasi spesifik molekul substrat yang spesifik

PENGGABUNGAN MOLEKUL SUBSTRAT PADA TAPAK AKTIF ENZIM ADALAH SPESIFIK
SEOLAH-OLAH GABUNGAN ‘MANGGA DAN KUNCI’

Mangga : Enzim Kunci : Substrat



MEKANISME TINDAKAN ENZIM

KEBANYAKAN TINDAK BALAS DI DALAM SEL
Memerlukan tenaga pengaktifan yang tinggi

TENAGA PENGAKTIFAN

Tenaga yang diperlukan untuk Sebelum tindak balas boleh berlaku
memecahkan ikatan dalam molekul

ENZIM BERFUNGSI MENGURANGKAN TENAGA PENGAKTIFAN
Dengan itu kadar tindak balas biokimia dipercepatkan dalam sel



MEKANISME TINDAKAN ENZIM DAN PERUBAHAN FAKTOR

IKATAN KIMIA DALAM ENZIM BOLEH DIUBAH DENGAN MUDAH
MELALUI

Perubahan kimia Perubahan fizikal

FAKTOR YANG DAPAT MEMPENGARUHI MEKANISME TINDAKAN
ENZIM

Suhu pH Kepekatan Kepekatan
enzim substrat

1) KESAN SUHU
PADA SUHU RENDAH

Kadar tindak balas yang dimangkinkan oleh enzim adalah rendah

APABILA SUHU MENINGKAT

Tenaga kinetik molekul substrat & Frekuensi perlanggaran berkesan antara molekul
enzim turut meningkat substrat dengan molekul enzim juga meningkat

INI MENYEBABKAN KADAR TINDAK BALAS ENZIM DAN SUBSTRAT MENINGKAT

BAGI SETIAP KENAIKAN SUHU SEBANYAK 10℃

Kadar tindak balas dikawal oleh enzim Sehingga mencapai suhu optimum
meningkat 2 kali ganda

1) KESAN SUHU
PADA SUHU OPTIMUM

Kadar tindak balas yang dimangkinkan oleh enzim adalah pada tahap maksimum

SUHU OPTIMUM UNTUK TINDAKAN ENZIM
Dalam badan manusia ialah 37℃

1) KESAN SUHU
SELEPAS MENCAPAI SUHU OPTIMUM

Peningkatan suhu seterusnya akan mengurangkan aktiviti enzim dengan cepat

AKTIVITI ENZIM BERHENTI PADA SUHU 60℃

Enzim ternyahasli Ikatan kimia dalam molekul Pada suhu yang tinggi
enzim terputus

ENZIM TIDAK DAPAT MENGEKALKAN BENTUK TIGA DMENSI

Tapak aktif enzim berubah Substrat tidak dapat saling berpelengkap
dengan tapak aktif enzim





2) KESAN pH

PADA LAZIMNYA SEMUA ENZIM BERTINDAK PALING BERKESAN PADA
pH OPTIMUM

Kebanyakan enzim berfungsi paling Cth : Enzim amilase air liur berfungsi
cekap dalam julat pH 6 hingga 8 pada pH 6.8

NAMUN ADA BEBERAPA PENGECUALIAN

Cth : Enzim pepsin di dalam perut Bertindak pada pH optimum dalam julat
(berasid) 1.5 hingga 2.5

NAMUN ADA BEBERAPA PENGECUALIAN

Cth : Enzim tripsin dalam duodenum Bertindak pada pH optimum sekitar 8.5
(beralkali)

2) KESAN pH

JIKA BERLAKU PERUBAHAN PADA NILAI ph

Akan mengubah cas (ion +) tapak aktif Ini menyebabkan kompleks enzim-
enzim dan permukaan substrat substrat tidak dapat dibentuk

APABILA pH PERSEKITARAN KEMBALI KE TAHAP OPTIMUM

Cas pada tapak aktif dipulihkan Enzim kembali berfungsi seperti normal

PERUBAHAN NILAI pH YANG EKSTREM

Memutuskan ikatan kimia Mengubah tapak aktif Enzim ternyahasli
struktur enzim



3) KESAN KEPEKATAN SUBSTRAT

SEKIRANYA MANAKALA KADAR TINDAK
KEPEKATAN KEPEKATAN BALAS YANG
SUBSTRAT DI
ENZIM DIKAWAL ENZIM
DITETAPKAN TAMBAH

JUGA SETERUSNYA AKAN
BERTAMBAH PRODUK YANG MENINGKAT

TERBENTUK

3) KESAN KEPEKATAN SUBSTRAT

APABILA KEPEKATAN SUBSTRAT DITAMBAH

Peluang perlanggaran berkesan antara molekul substrat
dan molekul enzim juga meningkat

KADAR TINDAK BALAS TERUS MENINGKAT

Sehingga mencapai tahap Kadar tindak balas
maksimum menjadi malar

3) KESAN KEPEKATAN SUBSTRAT

PADA TAHAP MAKSIMUM

Kepekatan enzim menjadi Kadar tindak balas hanya dapat ditingkatkan
faktor pengehad dengan penambahan kepekatan enzim

SELEPAS MENCAPAI TAHAP MAKSIMUM

Semua tapak aktif enzim tepu dan Terlibat dalam tindak balas
dengan substrat pemangkinan



4) KESAN KEPEKATAN ENZIM

APABILA KEPEKATAN ENZIM DITAMBAH

Kadar tindak balas enzim Kehadiran lebih banyak Untuk tindakan
akan meningkat kerana tapak aktif yang tersedia pemangkinan

SEKIRANYA KEPEKATAN ENZIM DALAM SATU TINDAK BALAS DIGANDAKAN

Jumlah substrat yang ditukar kepada produk Dengan syarat bekalan substrat adalah
per unit masa juga digandakan berlebihan

PADA TAHAP MAKSIMUM

Kepekatan substrat menjadi faktor pengehad Kadar tindak balas hanya dapat ditingkatkan
dengan penambahan substrat



5.3 APLIKASI ENZIM DALAM KEHIDUPAN HARIAN

ENZIM TELAH DIGUNAKAN SECARA MELUAS DALAM BIDANG

Komersil Keperluan harian

ENZIM DIEKSTRAK DARIPADA SUMBER

Semula jadi seperti bakteria Dihasilkan secara sintetik

ENZIM TERSEKAT GERAK

Enzim bergabung dengan Untuk meningkatkan rintangan enzim terhadap
bahan lengai dan tak larut perubahan faktor seperti pH dan suhu

5.3 APLIKASI ENZIM DALAM KEHIDUPAN HARIAN

MELALUI CARA INI, MOLEKUL ENZIM AKAN KEKAL DI KEDUDUKAN SAMA
SEPANJANG TINDAK BALAS PEMANGKINAN

KEMUDIANNYA MUDAH DIASINGKAN DARIPADA HASIL

TEKNOLOGI INI DIKENALI SEBAGAI TEKNOLOGI IMOBILISASI ENZIM

TEKNOLOGI INI DIGUNAKAN DALAM PELBAGAI APLIKASI INDUSTRI

5.3 APLIKASI ENZIM DALAM KEHIDUPAN HARIAN

JENIS ENZIM DIGUNAKAN

ENZIM PENCERNAAN Digunakan dalam bidang perubatan

ENZIM PEKTINASE DAN SELULASE Digunakan dalam penghasilan jus

ENZIM LAKTASE Dalam susu bebas laktosa

ENZIM PROTEASE Dapat mengasingkan kulit ikan

ENZIM TRIPSIN Mengeluarkan bulu daripada kulit
haiwan untuk produk kulit
ENZIM AMILASE, LIPASE, PROTEASE
DAN SELULASE Dalam bio detergen

APLIKASI ENZIM DALAM
KEHIDUPAN HARIAN