PENGHAMBAT IRREVERSIBLE ENZIM

Berbagai reaksi kimia dalam tubuh dapat dipercepat lajunya dengan enzim. Fungsi enzim sebagai biokatalisator mampu menurunkan energy aktivasi sehingga dapat meningkatkan laju reaksi. Akan tetapi tidak selamanya enzim dapat bekerja optimal atau bahkan tidak dapat bekerja sama sekali. Ada beberapa molekul yang dapat mempengaruhi kerja enzim, salah satunya adalah inhibitor. Inhibitor merupakan suatu senyawa yang dapat menurunkan atau menghambat laju rekasiyang dikatalisis enzim.

Inhibitor adalah molekul yang mengikat enzim dan dapat menurunkan aktivitasnya . Tidak semua molekul yang mengikat adalah inhibitor enzim; enzim aktivator mengikat enzim dan meningkatkan aktivitas enzimatik .Pengikatan inhibitor dapat menghentikan sebuah substrat dari enzim memasuki situs aktif dan / atau menghalangi enzim dari reaksi katalisisnya.

Hampir semua enzim dapat diracuni atau dihambat oleh senyawa kimiawi tertentu. Dari penelitian mengenai senyawa penghambat enzim, telah diperoleh informasi yang berguna mengenai spesifisitas substrat enzim, sifat-sifat alamiah gugus fungsional pada sisi aktif, dan mekanisme aktivitas katalitik. Senyawa penghambat enzim juga amat berguna dalam menjelaskan lintas metabolic di dalam sel. Lebih lanjut, beberapa obat yang bermanfaat di dalam dunia kedokteran nampaknya berfungsi karena senyawa ini dapat menghambat enzim-enzim tertentu yang mengganggu kerja sel.

A.    Jenis-jenis penghambat enzim :

1.      Hambatan yang bekerja secara tidak dapat balik (irreversible inhibitor)

yaitu golongan yang bereaksi dengan, atau merusakkan suatu gugus fungsional pada molekul enzim yang penting bagi aktivitas katalitiknya. Suatu contoh dari penghambat tak dapat balik adalah senyawa diisoprofilfluorofosfat (DFP), yang menghambat enzim asetilkolinesterase, yang penting di dalam transmisi impuls syaraf.

Apabila penggabungan tidak bersifat reversibel maka pendekatan Michaelis-Menten tidak dapat dilakukan. Hambatan tidak reversible ini dapat terjadi karena inhibitor bereaksi tidak reversibel dengan bagian tertentu pada enzim, sehingga mengakibatkan berubahnya bentuk enzim. Dengan demikian mengurangi aktivitas katalitik enzim tersebut. Sebagai contoh inhibitor dalam hal ini ialah molekul iodoase-tamida yang dapat bereaksi dengan gugus –SH suatu enzim tertentu.

Enzim-SH  +  ICH₂CONH₂  →  enzim-S-CH₂CONH₂  + HI

Reaksi ini berlangsung tidak reversible sehingga menghasilkan produk reaksi dengan sempurna. Inhibitor lain ialah diisopropil fosfofluoridat. Inhibitor ini termasuk senyawa fosfor organic yang bersifat racun, karena dapat berkaitan dengan asetilkolin esterase yang terdapat dan berfungsi pada system syaraf pusat.

Dengan terbentuknya ester ini maka enzim tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya, sehingga dapat mengganggu kerja sel syaraf pusat. Ester yang terbentuk barsifat stabil dan tidak mudah terhidrolisis. Dengan demikian hambatan ini diakibatkan oleh diisopropilfosfoflouridat ini merupakan hambatan tidak reversible.

Penghambat irreversible sama-sama terikat ke suatu enzim, menimbulkan perubahan pada lokasi aktif enzim, dan tidak bisa diubah. Peran utama dari penghambat irreversible ini diantarnya adalah mengubah residu asam amino yang diperlukan untuk aktifitas enzim. Penghambat irreversible seringkali memiliki fungsional reaktif, seperti aldehida, alkena atau fenilsulfonat. Gugus elektrolit ini biasa bereaksi dengan rantai samping nukleufilik seperti gugus hdroksin atau gugus sulfhidril, misalnya asam amino sirine, sistein, treoinin atau tirosin. Pertama, penghambat irreversible membentuk suatu kompleks nonkofalen yang reversible dengan enzim (EL atau ESI) kemudian bereaksi untuk menghasilkan kompleks L ireversible kecepatan pembentukan EL disebut tingkat inaktifasi atau kinact penghambat yang mengikat kuat ini menunukan kinetika yang hampir sama dengan irreversible kofalen. Kebanyakan enzim yang dihambat secara irreversible oleh bat dimodifikasi secara kofalen oleh obat tersebut.

2.      Hambatan yang bekerja secara dapat balik (reversible inhibitor)

Sedangkan Inhibitor reversibel adalah inhibitor yang reaksi kimianya berjalan dua arah atau dapat balik, bekerja dengan mengikat sisi aktif enzim melalui reaksi reversibel dan inhibitor ini dapat dipisahkan atau dilepaskan kembali dari ikatannya.

Inhibitor reversibel terdiri dari tiga jenis, yaitu inhibitor yang bekerja secara kompetitif, non-kompetitif, dan un-kompetitif

            1.    Inhibitor Kompetitif

            Pada inihibitor 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 enzimdihidrofolat 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 inhibitor kompetitif, kelajuan maksimal reaksi tidak berubah, namun memerlukan konsentrasi substrat yang lebih tinggi untuk mencapai kelajuan maksimal tersebut, sehingga meningkatkan Km.

        2. Inhibitor tak Kompetitif

            Pada inhibitor tak kompetitif, inhibitor tidak dapat berikatan dengan enzim bebas, namun hanya dapat dengan komples ES. Kompleks EIS yang terbentuk kemudian menjadi tidak aktif. Jenis inhibitor ini sangat jarang, namun dapat terjadi pada enzim-enzim multimerik.

       3. Inhibitor 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.

Inhibitor enzim baik yang bersifat reversible atau irreversible dapat digunakan untuk memperlambat laju kerusakan makanan terutama pada makanan mentah. Makanan mentah dapat rusak karena reaksi enzim dari mikroorganisme atau dari jaringan makanan itu sendiri. Inhibitor enzim dapat menghambat kerja enzim sehingga masa simpan makanan bertambah lama.

B. 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 peradanganprostaglandin, 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 pernafasan sel.

C. Contoh-contoh Reaksi Inhibitor

Salah satu contoh dari reaksi kimia inhibitor irreversibel adalah reaksi diisopropyl  fluorophosphates dengan serine proteases, chymotrypsin and iodoacetate yang bereaksi dengan essential sulfhydryl yang merupakan salah satu bagian dari kelompok enzim triose phosphate dehydrogenase

E-SH+ICH₂COOH                E-SCH₂COOH+HI