Berbagai jalur metabolisme berlangsung di dalam sel / mahluk hidupTiap jalur metabolisme terdiri dari rangkaian reaksi kimia, masing-masing reaksi dikatalisis oleh enzim spesifikTiap jalur metabolisme harus dapat dikendalikan agar reaksinya berjalan dengan laju yang sesuai dengan kebutuhan sel / mahluk hidup pada saat tertentuLaju jalur metabolisme dikendalikan oleh enzim pengendali (regulatory enzyme) Pengendalian metabolisme oleh enzim

Enzim pengendali umumnya adalah enzim yang memiliki laju katalisis paling rendah dalam jalur metabolisme dan mengkatalisis reaksi awal dalam suatu jalur metabolismeProduk akhir dari suatu jalur metabolisme kebanyakan merupakan inhibitor allosterik dari enzim pengendali : akumulasi produk akhir akan menghambat aktivitas enzim pengendali (feedback inhibition) sehingga pertambahan produk lebih lanjut dapat dihindari

Secara umum, pengendalian reaksi enzimatik dapat terjadi melaluiPerubahan kadar substrat - Kurang efektif pada kadar substrat yang tinggiPerubahan kadar enzim - Terjadi melalui perubahan laju biosintesis enzim atau perubahan laju degradasi enzim - Efek timbul tidak segera (rata-rata dalam beberapa hari, bahkan beberapa minggu)Isolasi enzim di dalam kompartemen intrasel- Misalnya penempatan berbagai enzim hidrolitik di dalam lisosom sehingga tak merusak berbagai komponen penting sel

Modulasi aktivitas enzim- Efek timbul segera (paling lama dalam beberapa menit)- Terjadi dengan cara:pengendalian allosterikmodifikasi kovalen reversibleaktivasi proteolitik (proenzim enzim)pengendalian oleh protein regulator

Pengendalian allosterik

Tiap jalur metabolisme harus dapat dikendalikan agar reaksinya berlangsung dengan laju yang sesuai dengan kebutuhan sel/ mahluk hidup pada saat tertentuLaju jalur metabolisme dikendalikan oleh enzim pengendali (regulatory enzyme) Enzim pengendali umumnya adalah enzim allosterik yang memiliki laju katalisis paling rendah dalam jalur metabolisme dan mengkatalisis reaksi searah pada awal jalur metabolisme.

Enzim allosterik memiliki beberapa ciri spesifik yang membedakannya dari enzim normal:Terdiri dari lebih beberapa sub-unit rantai peptidaMasing-masing sub-unit memiliki active site pengikat substrat dan allosteric site pengikat efektor (aktivator allosterik atau inhibitor allosterik)Pengikatan substrat/ efektor pada salah satu subunit akan mengubah konformasi kedua subunitMemiliki kinetika kooperatif dengan kurva yang berbentuk sigmoid (bukan hiperbolik)

Modifikasi kovalen (reversible)

Beberapa enzim dapat berada dalam bentuk aktif atau tak aktifPerubahan bentuk dari tak aktif menjadi aktif, atau sebaliknya, terjadi melalui pengikatan kovalen gugus kimia tertentu pada molekul enzim atau pelepasan gugus tersebut dari molekul enzim

Gugus yang diikatkan atau dilepas tersebut antara lain berupaGugus fosfat, prosesnya disebut fosforilasi, enzimnya dinamai kinase. Sebaliknya, enzim yang melepas fosfat adalah fosfatase. Gugus fosfat diikatkan pada rantai samping asam amino serin, treonin, atau tirosin.Gugus sulfatGugus adenililGugus ADP-ribosil

Contoh enzim yang berubah aktivitasnya melalui mekanisme fosforilasi - defosforilasi

ENZYMAktivitasRendahTinggiAcetyl-CoA carboxylaseEPEGlycogen synthaseEPEPyruvate dehydrogenaseEPEHMG-CoA reductaseEPEGlycogen phosphorylaseEEPCitrate lyaseEEPPhosphorylase b kinaseEEPHMG-CoA reductase kinaseEEP

Efek fosforilasi defosforilasi terhadap konformasi enzim

*