Penghambatan Metaloenzim
Kira-kira sepertiga dari semua enzim memiliki logam sebagai bagian dari strukturnya, membutuhkan logam yang ditambahkan untuk aktivitas atau selanjutnya akan diaktivasi oleh logam. Dalam enzim dimana sebuah logam telah dibangun menjadi struktur molekul enzim, logamnya tidak bisa dipisahkan tanpa menghancurkan strukturnya. Contoh enzim tersebut adalah metaloflavoprotein, sitokrom dan feredoksin. Di dalam enzim dimana logamnya ditambahkan untuk aktivitasnya, logamnya bereaksi secara reversibel dengan protein untuk membentuk kompleks protein-logam yang merupakan katalis aktif. Dalam banyak contoh, kompleks tersebut menunjukkan sebuah konformasi spesifik, katalitik aktif dari protein, sehingga salah satu fungsi logam adalah untuk menstabilkan konformasi tersebut.
Karena pengelompokannya, metaloenzim sangat besar dan luas, dan akan hampir tidak mungkin untuk menjelaskan bagaimana semuanya dapat dikontrol dan diatur. Karena hal tersebut, penting untuk menyebutkan bagaimana fungsi penting logam di dalam enzim dapat diganggu sehingga dapat dihambat. Logam yang menyerupai proton (H+) karena bersifat elektrofil dan dapat menangkap sebuah pasangan elektron untuk membentuk ikatan kimia. Pada saat proses pengikatan tersebut, logam bisa bertindak sebagai asam umum untuk bereaksi dengan ligan anion dan netral. Ciri logam ini berguna dalam fungsi dan struktur enzimatik, tetapi untuk membentuk enzim tergantung pada pH. Perubahan pH dapat mengganggu aliran elektron yang difasilitasi oleh logam sehingga dapat menghambat keseluruhan efektivitas metaloenzim.
Selain itu, karena kemampuan variabilitas yang tidak dapat dipisahkan dari logam untuk bereaksi dengan lebih sari satu ligan, logam adalah bagian dari sisi aktif dalam banyak metaloenzim. Inhibitor kompetitif dalam keadaan analog-transisi adalah senyawa yang dipercaya menyerupai substrat dalam keadaan transisi. Agar efektif, keadaan analog-transisi harus tidak mudah terpengaruh pada reaksi yang diaktivasi oleh enzim. Inhibisi kompetitif, melalui keadaan analog-transisi, telah ditunjukkan di dalam reaksi Carboxypeptidase A oleh molekul fosfor yang dibuat oleh Paul Bartlett dan dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Akan berfungsi baik dalam penghambatan CPA karena atom fosfor dengan ikatan oksigen dan nitrogen, menyerupai atom karbon tetrahedral dalam dua intermediet, dan keadaan transisi dari 3 tahapan.
Regulasi Metaloenzim Melalui Diet
Seperti yang telah dijelaskan, logam mempunyai peranan penting dalam aktivitas sejumlah besar molekul biologi. Sumber seng pada manusia hampir seluruhnya berasal dari diet dan tanpa penyerapan logam seperti seng dalam dietnya, maka produksi dan aktivitas banyak enzim penting akan terhambat. Di antara enzom yang tidak akan diproduksi oleh tubuh karena ketidakadaan seng dalam tubuh adalah karbonik anhidrase, karboksipeptidase, alkalin fosfatase asam laktat dan alkohol dehidrogenase.
Asupan seng yang direkomendasikan setiap harinya adalah 15mg, dan 20mg serta 25mg selama kehamilan dan menyusui. Rata-rata manusia dewasa menyerap 12-20mg seng per hari. Defisiensi seng akan menyebabkan gangguan pertumbuhan, pembesaran hati dan limpa, serta ketidaknormalan organ kelamin dan munculnya sifat seks sekunder. Selain kekurangan asupan seng, defisiensi seng dapat pula karena ekskresi seng melalui keringat atau karena kehilangan darah jika terjadi infeksi parasit.
Ada bukti yang menunjukkan bahwa seng memainkan fungsi dalam pemanfaatan dan biosintesis protein. Penambahan sejumlah kecil seng ke dalam makanan yang mengandung protein sayur yang kurang optimal menyebabkan peningkatan penggunaan protein dan peningkatan pertumbuhan. Cacat ini bisa diakibatkan oleh kesalahan sintesis protein. Seng menghambat enzim ribonuklease. Sehingga dalam defisiensi seng, perusakan RNA yang melampaui batas dapat terjadi. Hal ini menjelaskan bahwa asupan logam tidak hanya penting untuk produksi enzim penting, tetapi juga untuk penghambatan enzim yang lain.
Sumber:
http://www.cs.stedwards.edu/chem/Chemistry/CHEM43/CHEM43/Metallo/Metallo.HTML#funx
Tidak ada komentar:
Posting Komentar