Penjelasan cara kerja enzim yang dilengkapi dengan skema gambar

Pengetahuan
Cara kerja enzim
Cara kerja enzim

Penjelasan lengkap mengenai cara kerja enzim yang dilengkapi dengan skema gambar sehingga lebih mudah untuk dipahami. Enzim terlibat dalam hampir semua transformasi zat di alam. Mereka membantu dan mengendalikan semua reaksi kimia dari senyawa karbon dalam tubuh kita. Dalam bab-bab selanjutnya kita akan melihat bagaimana enzim terlibat dalam konversi steroid anabolik. Dalam bab 11 biosintesis laki-laki (testosteron dan dihidrotestosteron) dan hormon seks perempuan (estrone dan estradiol) akan dibahas. Kami di sana akan melihat bagaimana enzim membantu dalam biosintesis senyawa-senyawa ini.

Kata biosintesis menunjukkan cara pembentukan senyawa karbon di alam oleh organisme hidup. Senyawa karbon yang sama sebagian besar dapat disiapkan juga di laboratorium, proses ini hanya disebut sintesis , sintesis kimia atau sintesis organik.

 

Cara kerja berbagai jenis enzim 

Biosintesis merupakan bagian dari metabolisme senyawa karbon. Metabolisme adalah kombinasi sintesis senyawa karbon, anabolisme , dan degradasi senyawa karbon, katabolisme. Di alam, sintesis berkelanjutan dan degradasi senyawa karbon terjadi dan situasi dinamis ini disebut kehidupan.

Semua reaksi dalam organisme hidup di Alam membutuhkan bantuan enzim. Enzim adalah protein yang mengkatalisis (membantu) dan mengendalikan reaksi kimia. Hanya ada beberapa reaksi di Nature yang tidak memerlukan enzim untuk membantu dan melanjutkan secara spontan, dan itu adalah hal yang baik. Reaksi spontan di alam tidak diterima, karena mereka kehabisan kendali dengan mudah dan kadang-kadang sulit untuk memperbaiki. Contohnya adalah pembakaran lemak. Pada suhu tinggi, ini adalah reaksi spontan yang hanya dapat dikendalikan oleh efluen bahan bakar.

Di dalam tubuh manusia, kita juga menghasilkan bagian dari energi kita oleh pembakaran lemak. Hal ini tentu saja tidak terjadi pada suhu tinggi, suhu tubuh kita harus dipertahankan sekitar 37 o C. Oleh karena itu pembakaran lemak harus dilakukan dengan cara yang terkendali. Namun demikian juga tidak begitu mudah untuk membakar lemak pada suhu rendah 37 o C dan proses ini membutuhkan bantuan. Kedua fungsi, kontrol dan bantuan, dilakukan oleh enzim.

Enzim terlibat dalam semua reaksi anabolik dan katabolik senyawa organik dalam tubuh kita. Dalam kata-kata kimia kita mengatakan bahwa enzim mengkatalisis semua reaksi kimia dalam tubuh kita. Enzim melakukan ini dengan membentuk kompleks dengan senyawa, yang disebut substrat , yang harus mereka ubah. Pembentukan kompleks enzim-substrat yang disebut ini dapat dibandingkan dengan pembentukan kompleks ligan-reseptor. Interaksi yang sama terlibat, hanya tujuan pembentukan kompleks yang berbeda.

Enzim harus mengubah substrat menjadi senyawa lain, atau dengan kata lain, substrat harus menjalani reaksi kimia.Tujuan dari kompleks ligan-reseptor adalah perubahan bentuk reseptor. Ligan tidak mengalami transformasi dan meninggalkan reseptor tidak berubah ketika telah memenuhi tugasnya.

Pembentukan kompleks enzim-substrat dan reaksi selanjutnya dari substrat ke senyawa lain lebih rumit daripada hanya pembentukan kompleks. Sebagian besar senyawa kedua harus dihubungi dengan kompleks enzim-substrat sebelum reaksi dapat terjadi. Zat kedua ini dapat berupa senyawa sederhana seperti air, yang membawa kontak dengan substrat oleh enzim. Reaksi substrat dengan air disebut hidrolisis.

Setelah reaksi, produk hidrolisis meninggalkan enzim lagi. Ini biasanya tidak sulit karena produk hidrolisis terpisah memiliki interaksi yang lebih lemah dengan enzim daripada substrat aslinya. Setelah produk meninggalkan enzim, substrat baru dan molekul air baru dapat masuk ke kantong enzim dan hidrolisis berikutnya dapat terjadi. Enzim itu sendiri tidak berubah selama reaksi, itu hanya membantu untuk membawa substrat dan air bersama-sama sehingga merangsang reaksi.

Reaksi enzimatik sebagian besar reaksi kesetimbangan, ini berarti bahwa reaksi dapat dilanjutkan dalam dua arah. Kesetimbangan ditunjukkan dalam skema reaksi dengan panah ganda seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Nama-nama enzim biasanya memiliki akhiran-sufiks, yang ditambahkan ke jenis reaksi yang dikatalisis. Nama umum enzim yang mengkatalisis hidrolisis adalah hidrolase.

Reaksi hidrolisis hanya membutuhkan air sebagai senyawa kedua untuk reaksi, tetapi banyak reaksi membutuhkan senyawa yang lebih rumit untuk transformasi mereka. Bahan pembantu yang lebih rumit ini umumnya dikenal sebagai ko-enzim . Mereka lebih rumit daripada air tetapi mereka bukan protein dan jauh lebih sederhana daripada enzim itu sendiri. Substrat dan ko-enzim kembali disatukan oleh enzim dan kemudian reaksi yang diinginkan dapat terjadi. Biasanya co-enzim diregenerasikan setelah reaksi.

Bagian-bagian dari ko-enzim ini harus kita konsumsi dengan makanan kita dan mereka lebih dikenal sebagai vitamin . Senyawa-senyawa ini diakui jauh sebelum menjadi sangat penting. Kita sekarang tahu bahwa mereka membantu enzim untuk melakukan reaksi mereka dan menjaga metabolisme kita tetap berjalan. Kita tidak akan masuk lebih dalam ke dalam peran dan mekanisme kerja ko-enzim, tetapi berkonsentrasi pada reaksi yang penting untuk metabolisme steroid anabolik.

Telah diketahui bahwa steroid anabolik mengalami banyak transformasi enzimatik dalam tubuh. Sebagian besar mereka tidak diinginkan karena mereka mengubah anabolik dalam senyawa tidak aktif lainnya sebelum dapat melakukan tugasnya.

Dalam hal ini, oksidasi dan reduksi adalah proses metabolisme penting untuk steroid. Untuk alasan itu ada baiknya disebutkan di sini definisi kimia dari reaksi-reaksi ini. Ini penting untuk semua enzim yang mengkatalisis reaksi oksidasi dan reduksi. Enzim ini dikenal dengan nama umum enzim sitokrom P450, oksidoreduktase (dehidrogenase), reduktase dan aromatase.

Oksidasi adalah pengenalan oksigen (O) dalam suatu senyawa atau penghilangan hidrogen (H) dari suatu senyawa. Dalam kehidupan normal reaksi senyawa dengan oksigen juga disebut sebagai pembakaran.

Pengurangan adalah kebalikan dari oksidasi. Ini melibatkan penghilangan oksigen dari suatu senyawa atau introduksi hidrogen ke dalam suatu senyawa.

Ini merupakan fakta yang diketahui bahwa steroid anabolik dapat mengalami banyak transformasi enzimatik dalam tubuh. Transformasi ini sebagian besar tidak diinginkan dan banyak rekayasa yang telah diciptakan untuk mencegahnya.Transformasi di lambung, saluran usus dan hati dapat dihindari dengan menyuntikkan persiapan anabolik, tetapi cara ini tidak begitu populer. Lebih mudah untuk mengambil anabolik melalui mulut. Banyak penelitian telah dilakukan untuk mengembangkan anabolik semacam itu.

Dalam bab ini pertama kita akan membahas transformasi anabolik yang relevan yang dapat dilakukan oleh enzim. Nanti kita akan melihat transformasi ini sedikit lebih dekat dan mendiskusikan kemungkinan bagaimana cara mencegahnya.

Pertama kita akan melihat transformasi yang terjadi pada atom-C dari kerangka steroid dari steroid anabolik. Ini terutama reaksi yang terjadi pada gugus karbonil C3, dengan gugus hidroksil pada C17 dan dengan cincin A dari molekul steroid.

Setelah itu juga sejumlah reaksi derivatisasienzim akan disebutkan. Reaksi Derivatisasi adalah reaksi yang terjadi dengan substituen yang melekat pada kerangka steroid. Khususnya transformasi gugus hidroksil pada C3 dan
C17 menjadi sulfat, glukuronat dan ester adalah penting.

Dalam Bab 10 peran enzim dalam metabolisme hormon seks testosteron, dihidrotestosteron, estrone dan estradiol akan disebutkan. Dalam bab 12 dan 13 kami akan menyajikan lebih dekat pada transformasi enzimatik dari steroid anabolik dan kita akan melihat apa yang telah dilakukan untuk mencegahnya.

 

Cara kerja enzim sitokrom P450

Biosintesis hormon sek5 dimulai dengan oksidasi rantai samping kolesterol, yang dikatalisis oleh enzim sitokso P450 scc. Oksidasi ini berarti masuknya oksigen ke dalam senyawa. Enzim Cytochrome P450 membutuhkan molekul heme sebagai ko-enzim. Heme mengandung zat besi, yang bersama dengan oksigen bekerja dala menjaga oksidasi.

Enzim Cytochrome P450 sangat penting untuk metabolisme dan mereka terjadi di mana-mana di dalam tubuh manusia. Pada dasarnya enzim ini paling banyak ditemukan di organ hati, di mana mereka mengoksidasi berbagai macam senyawa. Enzim Cytochrome P450 memperkenalkan oksigen dalam senyawa karbon melalui kelompok hidroksil. Kelompok hidroksil ini kemudian dapat mengikat dengan asam glukuronat atau dengan sulfat, yang membuat senyawa jauh lebih polar sehingga mereka larut dalam air. Dengan cara ini lah senyawa yang tidak diinginkan dapat dikeluarkan dari tubuh baik melalui ginjal dengan urin atau melalui empedu dan usus.

Enzim Cytochrome P450 yang bekerja di tempat lain selain hati seringkali jauh lebih spesifik dan hanya dapat mengoksidasi satu atau sejumlah senyawa serupa di satu tempat dalam molekul. Jenis enzim sitokrom P450 biasanya ditentukan oleh kode tambahan, yang terkait dengan fungsinya. Indikasi scc dalam enzim sitokrom P450scc berarti pembelahan rantai samping cholestrerol dan itu adalah satu-satunya oksidasi yang dapat dilakukan. Enzim cytochrome P450 ini mengoksidasi rantai samping pada C20 dan C22 melalui pengenalan dua gugus hidroksil. Enzim yang sama kemudian memutus rantai antara dua atom ini di bawah pembentukan pregnenolone (lihat Skema 1).

Skema cara kerja enzim 1
Cara kerja enzim skema 1

Indikasi scc dalam kolesterol oksidasi cytochroom P450 scc berarti cleavage rantai ide c holesterol, dan itu adalah satu-satunya oksidasi yang dapat dilakukan. Enzim cytochrome P450 ini mengoksidasi rantai samping pada C20 dan C22 melalui pengenalan dua gugus hidroksil. Enzim yang sama kemudian memutus rantai antara dua atom ini di bawah pembentukan pregnenolone (lihat Skema 1).

Enzim sitokrom P450 17 mengkatalisis pengenalan gugus hidroksil pada C17 pada pregnenolon pada sisi molekul. Enzim ini dapat mengkatalisis reaksi yang sama dalam progesteron steroid yang menyerupai (lihat Skema 2).

Cara kerja enzim skema 2
Cara kerja enzim Skema 2

Beberapa enzim sitokrom P450 terlibat dalam biosintesis steroid cortico, yang memainkan peran dalam metabolisme gula, protein dan lemak dan dalam rumah tangga mineral tubuh. Dalam Skema 3 kita melihat pengenalan gugus hidroksil pada C21 dalam progesteron dan 17 -hidroksiprogesteron, dikatalisis oleh cytochroom-P450 C21 . Pengenalan kelompok b- hidroksil pada C11 di 11-deoxycorticosteron dan 11-deoxycortisol dikatalisis oleh cytochroom-P450 11 b . Kedua enzim sitokrom P450 menerima kedua substrat juga dalam kasus ini.

Skema 3
Cara kerja enzim Skema 3

Cytochrome P450 aldo mengkatalisis oksidasi gugus metil C18 menjadi gugus karbonil. Nama lain untuk gugus fungsi ini adalah alde hyde, yang merupakan ciri khas untuk osterone dan juga digunakan untuk mengkarakterisasi enzim ini. Selanjutnya kita akan menemukan lebih banyak enzim sitokrom P450 yang terlibat dalam metabolisme steroid. Kami sekarang tahu apa yang umumnya mereka lakukan.

 

Cara kerja Enzim oksida-reduktase

Dalam Skema 3 juga reaksi ditunjukkan yang dikatalisis oleh enzim yang disebut 11 b -HSD. Nama lengkap dari enzim ini adalah 11 b – h ydroxy steroid d ehydrogenase. Ini adalah enzim yang mengkatalisis oksidasi dan reduksi. Untuk alasan ini ia termasuk kelompok besar oksido-reduktase.

Oksidasi yang dikatalisis oleh jenis enzim ini mengikuti arah yang berbeda dari enzim sitokrom P450. Yang terakhir ini memperkenalkan O-atom ke dalam molekul sebagai gugus hidroksil dengan oksidasi ikatan CH.

Oxido-reductase mengoksidasi gugus hidroksil ini lebih lanjut ke gugus karbonil dengan menghilangkan hidrogen. Enzim ini karenanya disebut juga dehidrogenase . Untuk membantu mereka dengan tugas ini, dehidrogenase menggunakan ko-enzim yang berbeda maka enzim sitokrom P450.

enzim

Perbedaan karakteristik kedua antara reaksi yang dikatalisasi oleh dehidrogenase dan enzim sitokrom P450 adalah, bahwa oksidasi yang dikatalisis oleh yang belakangan hanya bergerak dalam satu arah sementara reaksi yang dikatalisis oleh dehidrogenase dapat dilanjutkan di kedua arah.

Enzim Cytochrome P450 memperkenalkan gugus hidroksil ke dalam suatu senyawa tetapi mereka tidak dapat menghapus kelompok ini lagi. Untuk alasan ini hanya ada satu panah yang menunjuk ke kanan dalam persamaan reaksi atas.

Dehidrogenase mengoksidasi gugus hidroksil menjadi gugus karbonil tetapi mereka juga dapat mengurangi gugus karbonil lagi ke gugus hidroksil. Itulah mengapa ada panah ganda dalam persamaan reaksi yang lebih rendah, menunjukkan bahwa reaksi dapat dilanjutkan dalam dua arah, itu adalah reaksi kesetimbangan.

Dalam metabolisme dehidrogenase anabolik steroid adalah yang paling penting. Mereka mengkatalisis oksidasi gugus hidroksil pada C3 dan C17 ke gugus karbonil yang sesuai dan menguranginya kembali ke gugus hidroksil.Nama lengkap 17 b -HSD = 17 b -hidroksi steroid dehidrogenase atau 17 b -hidroksi steroid oksido-reduktase. Nama yang terakhir lebih tepat untuk enzim ini karena ini menunjukkan kedua kapasitas, untuk mengkatalisasi oksidasi dan reduksi. Nama dehidrogenase dapat mengarah pada kesimpulan bahwa enzim hanya mampu mengabstraksikan hidrogen dari suatu senyawa.Dari namanya tidak jelas secara langsung bahwa ia juga dapat mengkatalisis reaksi sebaliknya dan menambahkan hidrogen ke dalam senyawa tetapi harus jelas sekarang bahwa ini memang demikian.

17 b -HSD mengkatalisis reduksi gugus karbonil C17 menjadi gugus C17- b -hidroksil, yang berarti gugus hidroksil mengarah ke atas dan atom hidrogen dilepaskan dari sisi bawah molekul. Ada juga 17 a -HSD = 17 dehidrogenase steroid -hidroksi. Ini menciptakan gugus C17- a- hidroksil dengan mengirimkan atom H dari sisi atas molekul. Enzim 3 b -HSD dan 3 a-HSD mengkatalisis reaksi yang sama, tetapi kemudian dengan gugus karbonil di C3 (lihat Skema 4).

Skema enzim 4
Cara kerja enzim Skema 4

 

Cara kerja enzim Isomerase 

Senyawa dengan rumus bruto yang sama, yang hanya berbeda satu sama lain dengan posisi gugus fungsi, disebut isomer. Enzim yang mengkatalisis transformasi satu isomer ke isomer lain disebut isomerase . Dalam biosintesis testosteron ada satu isomerase, yang disebut 3 b -hidroksi steroid dehidrogenase / D5 – D4 -susun , penting.

Skema enzim gambar 7
Skema 5

Enzim ini memiliki tugas ganda, mengkatalisis oksidasi gugus hidroksil C3 menjadi gugus karbonil C3 dan pergeseran ikatan ganda D5 (posisi C5-C6) ke posisi D4 (posisi C4-C5). Enzim dapat mengkatalisis oksidasi dan pergeseran ikatan rangkap dalam beberapa steroid, yang mengandung gugus 3b-hidroksil dan ikatan ganda D5.

Pertama oksidasi terjadi dan selanjutnya isomerisasi (lihat Skema 5).Isomerisasi ini lebih mudah ketika ada gugus karbonil di C3 karena struktur dengan ikatan tunggal dan ganda bergantian, seperti O = CC = C, adalah ekstra stabil dan karena itu terbentuk lebih mudah. Panah tunggal dalam skema menunjukkan bahwa reaksi ini bukan kesetimbangan dan hasil hanya satu arah.

 

 

Cara kerja enzim Reduktase

Struktur dengan ikatan tunggal dan ganda bergantian, seperti O = CC = C, disebut sistem konjugasi . Sistem ini lebih stabil daripada yang memiliki kelompok fungsional yang sama lebih jauh sehingga mereka tidak dapat saling mempengaruhi. Biasanya sistem konjugasi lebih stabil daripada yang tidak terkonjugasi, tetapi dalam beberapa reaksi sistem ini lebih reaktif.Salah satu reaksi tersebut adalah reduksi ikatan C = C-ganda yang terkonjugasi dengan ikatan ganda C = O. Pengurangan ikatan ganda D4 ini ke ikatan tunggal adalah reaksi yang mengubah struktur mirip testosteron menjadi struktur seperti dihidrotestosteron. Ini merupakan aspek penting dalam metabolisme steroid anabolik.

Pengurangan ikatan ganda D 4 dapat terjadi dari dua sisi, seperti dalam reduksi gugus karbonil. Pengenalan atom-H di C5, dapat dikatalisis oleh 5 a- dan 5 b -reductases, memberikan 5 a dan 5 b skelet steroid masing-masing (lihat Skema 6). Enzim 5 -inuktase atau 5AR mengkatalisis pengenalan atom H dalam 5 posisi dalam testosteron untuk pembentukan dihidrotestosteron. Reaksi ini juga hanya terjadi pada satu arah.

Skema enzim 6
Cara kerja enzim Skema 6

Pengenalan atom H dalam 5 b-posisi , dikatalisis oleh 5 b -reduktase, menciptakan senyawa lain dengan bentuk yang sama sekali berbeda dari sisi kiri molekul. Molekul ini tidak aktif secara biologis.

 

Cara kerja Enzim Aromatase

Hormon sek5 wanita estrone dan estradiol memiliki cincin aromatik yang khas A. Istilah ini, dan nama aromatase untuk enzim yang mengkatalisis pembentukannya, memang memiliki hubungan yang jauh dengan aroma. Senyawa sederhana dengan struktur aromatik yang sama seperti pada cincin A estrone dan estradiol memiliki aroma yang kuat. Perwakilan dari senyawa aromatik adalah benzena dan toluena (lihat Skema 7) dan kedua senyawa memiliki bau yang kuat. Toluena adalah pelarut dalam industri kimia dan benzena adalah polutan yang dapat menyebabkan kanker.

Dalam ilmu kimia, istilah aromatik memiliki arti yang sama sekali berbeda.Aromatik adalah senyawa dengan ikatan tunggal dan ganda bergantian dalam cincin beranggota enam. Senyawa-senyawa ini sangat stabil, yang membuat formasi mereka menjadi proses yang mudah. Enzim aromatasemengatur pembentukan cincin aromatik A dalam estrone dan estradiol.

cara kerja enzim skema 7
Skema 7

Biosintesis estrone dan estradiol terjadi mulai dari A-dione atau testosteron dan jelas bahwa untuk aromatisasi, kelompok metil C19 harus dihilangkan.Karbon hanya memiliki empat ikatan dan pada A-dione dan testosteron keempat ikatan ditempati. Tidak ada tempat untuk ikatan ganda tambahan di C10 karena kemudian C10 akan membutuhkan lima obligasi dan C-atom dengan lima obligasi tidak ada. Jadi satu ikatan harus dihapus terlebih dahulu dan yang paling mudah adalah yang mengikat gugus metil C19.

Penghapusan kelompok metil ini dilakukan oleh kompleks enzim sitokrom P450 dengan kode P450 aromatase atau aromatase . Dengan bantuan enzim ini, gugus metil pertama teroksidasi menjadi gugus hidroksil dan di samping gugus karbonil, aldehida. Kemudian aldehida ini dihilangkan sebagai asam format bersama dengan atom H dari C1 dan aromatisasi cincin A. Dalam bab 13 kita akan menjelaskan lebih lanjut tentang mekanisme reaksi ini.

Pencegahan aromatisasi atau lebih baik pencegahan pembentukan estrogen penting untuk pengobatan kanker tergantung estrogen.Untuk alasan itu banyak penelitian telah dilakukan untuk menemukan aromatase blocker.Juga untuk binaragawan, aromatisasi steroid anabolik menyebabkan efek samping yang membosankan. Estrogen yang dihasilkan merangsang pembentukan payudara pada manusia (ginekomastika). Suatu aromatase blocker juga dapat membantu dalam kasus-kasus seperti itu.

Reaksi enzimatik yang telah disebutkan di atas semuanya terhubung dengan transformasi atom-C dari kerangka steroid. Di awal bab ini kita telah menyebutkan bahwa ada juga sejumlah reaksi enzimatik penting yang terjadi dengan substituen. Terutama gugus hidroksil pada C3 dan C17 terlibat dalam transformasi menjadi glukuronat dan sulfat. Juga hidrolisis ester dari gugus hidroksil ini penting dalam biokimia anabolik.

 

Cara kerja enzim Sulfatases

Semua jenis senyawa karbon harus dibuang dari tubuh cepat atau lambat. Steroid anabolik mengandung banyak elemen struktural apolar seperti CH2 – dan CH3-kelompok dan hanya beberapa polar OH- dan C = O-kelompok. Steroid sebagian besar bersifat apolar dan sedikit larut dalam air. Senyawa apolar semacam itu harus dikeluarkan dari tubuh dan ini biasanya dapat terjadi hanya setelah peningkatan polaritas dan kelarutan dalam air (baca dalam darah dan urin). Salah satu cara untuk meningkatkan polaritas senyawa adalah dengan menempelkan gugus polar. Sebagian besar kelompok ion atau kelompok yang mengandung banyak kelompok OH digunakan untuk tujuan ini. Dalam kelompok sulfat tubuh kita, berasal dari asam sulfat, dan asam glukuronat, berasal dari gula glukosa, diterapkan dalam tujuan ini.

Cara kerja enzim Skema 8
Cara kerja enzim Skema 8

Turunan asam sulfat bereaksi dalam tubuh dengan salah satu gugus hidroksil dalam steroid dan dengan cara ini diubah menjadi ester sulfat. Reaksi dikatalisasi oleh sufatases. Khususnya 3 b OH-group dan 17 b OH-group dalam steroid diubah menjadi sulfat. Sulfat-sulfat ini juga dapat dihidrolisis kembali ke gugus hidroksil yang asli, jadi reaksi ini adalah kesetimbangan (lihat Skema 8).

 

Cara kerja enzim Glucuronidases

Glucuronides juga merupakan turunan metabolik dari steroid, yang disentesis untuk meningkatkan polaritasnya. Glucuronides adalah produk yang larut dalam air, yang dapat diekskresikan oleh para penculik yang larut dalam urin. Glucoronides adalah glikosida, yang berarti bahwa steroid terikat pada molekul gula dengan ikatan glikosidik . Ikatan glikosidik berbeda dari ikatan ester dan keduanya tidak boleh bingung. Nama umum dari jenis ikatan ini adalah asetal.

Asetal belum dijelaskan sebelumnya dalam artikel ini tetapi kelompok ini diperkenalkan di sini karena juga banyak steroid anabolik yang dipasarkan sebagai asetal. Glikosida adalah asetal dari molekul gula. Ikatan glikosidik (asetal) adalah umum untuk karbohidrat.

Pembentukan dan hidrolisis ikatan glikosidik dikatalisis oleh glikosidase. Pembentukan dan hidrolisis glikosida asam glukuronat dikatalisis oleh glukuronidase, subkelas yang hanya mengkatalisis pembentukan dan hidrolisis turunan asam glukuronat. Juga reaksi ini adalah kesetimbangan. Asam glukuronat diperoleh dengan oksidasi gugus CH2OH (C6) glukosa gula ke gugus karboksilat (gugus COOH). Glukuronida kemudian diperoleh dengan reaksi gugus hidroksil pada C1 asam glukuronat dengan gugus hidroksil dari steroid (lihat Skema 9).

Cara kerja enzim skema 9
Skema 9

3 gugus a- hidroksil dalam steroid diubah secara istimewa menjadi glukuronida. Ini berbeda dengan kelompok 3 -hidroksil. Yang secara istimewa diubah menjadi ester sulfat. Juga gugus 17 3 b -hidroksil sering diderivatisasi menjadi glukuronida (lihat Skema 10).

Cara kerja enzim skema 10
Skema 10

Cara kerja enzim esterases

Esterase mengkatalisis pembentukan dan hidrolisis ester. Ester diperoleh dengan reaksi asam karboksilat dengan alkohol di bawah pembentukan air. Contoh sederhana adalah pembentukan etil asetat dari asam asetat dan etanol (alkohol normal). Reaksi sebaliknya juga dikatalisis oleh esterase, yaitu hidrolisis ester dengan air menjadi asam karboksilat dan alkohol, reaksi adalah reaksi kesetimbangan (lihat Skema 8).

Cara kerja enzim skema 11
Cara kerja enzim Skema 11

Hormon steroid tidak terjadi di dalam tubuh karena ester dan enzim juga tidak akan mengubah steroid menjadi ester. Namun demikian kami menyebutkan ester dan esterases di sini karena enzim ini dapat menghidrolisis ester dari steroid anabolik. Ester steroid anabolik sering disuntikkan sebagai obat yang diubah sesudahnya oleh esterase ke dalam anabolik kerja aktual.

Ester ditemukan di mana-mana di tubuh kita dan akibatnya ada banyak esterases untuk melakukan sesuatu dengan ester-ester ini. Semua lemak adalah ester dari tri-alkohol gliserol (triol) dan berbagai macam asam lemak. Gliserol dapat diesterifikasi tiga kali dengan asam lemak yang sama, tetapi juga trigliserida campuran yang umum (lihat Skema 11). Asam lemak ini mungkin jenuh atau mungkin mengandung satu atau lebih ikatan ganda. Beberapa asam lemak tak jenuh tampaknya baik untuk kesehatan kita.

Cara kerja enzim skema 12
Skema 12

Steroid anabolik dapat disimpan (disuntikkan) dalam jaringan (lemak) sebagai ester. Esterase perlahan menghidrolisis ester-ester ini dan memobilisasi obat yang sesungguhnya. Contoh seperti deca dan testosteron propionat sudah banyak diketahui tetapi banyak variasi muncul di pasaran (lihat Skema 11). Ada juga banyak kesempatan untuk variasi karena pada prinsipnya setiap kelompok hidroksil dalam steroid dapat diesterifikasi dengan asam karboksilat yang tersedia. Untuk steroid anabolik terutama suntikan dengan ester dari kelompok hidroksil C17 telah terbukti efektif. Kombinasi yang tepat ditentukan oleh kondisi seperti kelarutan lemak, kelarutan air, transportasi dan kerentanan untuk transformasi metabolik.

 

Copyright © Willem Koert Aede de Groot Wageningen, 5/3/2007