REAKSI ENZIM DENGAN KINETIKA SEDERHANA

1. REAKSI ENZIM DENGAN KINETIKA SEDERHANA PresentasiOleh: AfidaKhofsoh :115061100111031 Alfonsina A.A.T : 115061100111027 3. FebrikaLarasati : 115061101111001 4. S. RomlahNurul B. : 115061101111002 TEKNOLOGI BIOPROSES Dosen pengampu: Wa Ode Cakra N., ST., MT PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

2. Batch or Steady-State Plug-flow Reaktor

3. Apaitu bioreactor? Bioreactor:merupakanalat yang biasanyaberupa vessel, digunakansebagaitempataktifitasbiokatalisuntukmencapaibentukkimia yang diingikan. Fermenter:jenisdaribioreaktordenganbiokatalisdalambentu living cell.

4. Challenges in Bioreactor Design • Aerobic bioreactor: Need adequate mixing and aeration • Anaerobic bioreactor: no need for sparging or agitation • Bioreactor Configurations • Stirred Tank • Bubble column • Air lift reactor • Packed bed reactor • Trinkle bed reactor • Fluidized bed reactor

5. SekilastentangBioreaktor

6. Impeller,  (b) Propeller, (c) Paddle dan (d) Helical ribbon Sumber: rahmat kurniawan , 2011 , pengadukan dan pencampuran, http://tekimku.blogspot.com/

7. Bioreactor Operation Modes • -1. Batch Operation • A foam breaker may be installed to disperse foam A batch bioreactor is normally equipped with an agitator to mix the reactant, and the pH of the reactant is maintained by employing either buffer solution or a pH controller Batch operation with stirring Change of Cs with time, t

8. Bioreactor Operation Modes • -2. Plug-flow mode An ideal plug-flow reactor can approximate the long tube, packed-bed and hollow fiber or multistaged reactor In a plug-flow reactor, the substrate enters one end of a cylindrical tube with is packed with immobilized enzyme and the product steam leaves at the other end. F, Cs F, Cs0 V Residence time t = 0 Continuous operation without stirring

9. Eq:5 =

12. Reaktor Tangki Berpengaduk Kontinyu

13. Reaktor Tangki Berpengaduk Kontinyu Apa ituCSTR? Caout = Ca Produkitivas downtime

14. Neraca Komponen Subtrat CSTR kondisi steady state [S] konstan  dCs/dt = 0 Pers. Michaelis - Menten D (dilution rate) = 1/τ

15. Hubungan Linear Running series steady state CSTR at different flow rate Menentukan KM Menghitung r

16. INHIBISI REAKSI ENZIM

17. INHIBISI REAKSI ENZIM • Modulatorataueffectoradalahsuatuzat yang dapatbergabungdenganenzimuntukmengubahaktivitaskatalitik. • Inhibitoradalahmodulator yang menurunkanaktivitasenzim.

18. Jenis Inhibitor • Inhibitor irreversibel • Inhibitor reversible

19. Inhibitor Irreversible • Berikatan sangat kuat dengan sisi aktif enzim secara kovalen • Mengakibatkan enzim tidak berfungsi karena ikatan inhibitor dengan protein enzim bersifat stabil dan tidak dapat lepas

20. Inhibitor Reversible

21. Inhibitor Kompetitif • memiliki struktur yang mirip dengan substrat. • Pembentukan kompleks enzim-inhibitor menurunkan laju reaksi. • Pengaruh inhibitor dapat diminimalisir dengan meningkatkan konsentrasi substrat.

22. Neraca enzim CE0 = CE + CES + CEI • Reaksi kesetimbangan • Laju pembentukan produk

23. Kurva pengaruh inhibitor reversible pada inhibitor kompetitif dan inhibitor non kompetitif

24. Inhibitor Non Kompetitif • melekatkandiripadabagianbukansisiaktifenzim. • Inhibitor non kompetitiftidakdapatdipengaruhiolehkonsentrasisubstrat • Menurunkankecepatanmaksimaltetapitidakmempengaruhi Km

25. Mekanisme inhibisi non kompetitif

26. Inhibitor Unkompetitif • Berikatan hanya dengan kompleks ES dan tidak dapat berikatan dengan enzim bebas. • Kompleks ESI yang terbentuk menjadi tidak aktif. • Inhibitor tidak menghalangi pembentukan kompleks ES, tetapi menghalangi reaksi pembentukan produk

27. Persamaan Laju • Mengakibatkan penurunan Vm dan Km

28. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI AKTIVITAS ENZIM

30. Pengaruh pH 1 Perubahan pH lingkunganakanberpengaruhpada efektivitasbagianaktifenzim (active site) • Muatanmempengaruhistrukturenzim • Selanjutnyaakanmempengaruhireaksi

31. Enzimadalah protein yang terdiridariresiduasam amino (asam amino- water) Lepasnyagugus -OH asamkarboksilatdan -H aminmenyebabkanstrukturasam amino atau protein tidaklagilengkapsebagaiasam amino. Olehkarenaitu, disebut "residuasam amino".

32. Lingkungandalamsuasanabasa-> kelebihan OH- dalamlingkunganenzim -> enzimmelepaskain ion H+ -> enzimdalamkeadaan anion (deprotonasi) Enzimaktifsebagaikatalis Jika pH lingkunganmeningkat, asamglutamatakanterionisasi. Menjadibermuatan. AsamGlutamatakanaktifketika pH>4,5 Glutamic Acid pada pH rendah

33. Lysine pada pH tinggi Lysine akanaktifketikapH<10 Jika pH lingkunganmenurun ,lysineakanterionisasi. Menjadibermuatan.

34. KESIMPULAN • Padaumumnyaenzimaktifpada pH 4,5 - 10 Enzimadalahkatalisaktifketikasisiaktifmasing-masingresiduasam amino memilikimuatantetentu. OlehkarenaitufraksienzimkatalisaktiftergantungpadapH.

35. 2 PengaruhTemperatur • Pers. “Arhenius” • Jikasuhutinggi, lajureaksimeningkat. k = konstantalajureaksi k0= faktorfrekuensireaksi Persamaangarislurus (linier), dengan 1/T sebagaisumbu X danln k sebagaisumbu Y. Dengandemikian, slope darikurvatersebutadalah – Ea / R.

36. Kecualienzimtermophilic. Atom padamolekulenzimmempunyaenergilebihbesar, memilikikecenderunganlebihtinggiuntukbertumbukan T Ln K Untukreaksi biological, suhutinggidapatmerusak protein. T Optimal Enzim 45-50°C

37. 4 Effect of Shear Enzim rentan terhadap kekuatan mekanik -> merusakmolekulenzim. Pengaruh gesekanpenting untuk pertimbangan desain reaktor enzim, karenaisireaktor perlu pengadukan untuk meminimalkan resistensi transfer massa. Gaya gesek yang dapatmerusakenzimbiasanyadisebabkanolehfluida, baik oleh fluida yang mengalir, atau pengadukan dengan agitator.

38. Charm dan Wong (1970) menunjukkan bahwa enzim katalase, rennet, dan carboxypeptidase sebagian tidak aktif ketika dikenaigesekandalamsilinder viscometer. Thomas dan Dimnill (1979) mempelajari efek mekanik pada katalase dan urease dengan menggunakan silinder koaksial viskometer yang disegel untuk mencegah contact dgudara, menemukan bahwa tidak ada perubahan yang signifikan aktivitas enzim karena gaya geser pada laju geser sampai106/sec.