Enzim adalah makromolekul yang bekerja sebagai katalis, agen kimiawi yang mempercepat reaksi tanpa ikut terkonsumsi oleh reaksi. Jika tidak ada regulasi oleh enzim, lalu-lintas kimiawi melalui jalur-jalur metabolisme akan macet total karena banyak reaksi kimia akan berlangsung terlalu lama. Enzim adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein. Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal reaksi disebut sebagai substrat, dan enzim mengubah molekul tersebut menjadi produk. Jenis produk yang akan dihasilkan bergantung pada suatu kondisi/zat, yang disebut promoter.
Gambar 1. Contoh reaksi yang dikatalisis oleh enzim: hidrolisis sukrosa oleh sukrase (Campbell, 2010).
Penyusun utama suatu enzim adalah molekul protein yang disebut Apoenzim. Agar berfungsi sebagaimana mestinya, enzim memerlukan komponen lain yang disebut kofaktor. Kofaktor adalah komponen nonprotein berupa ion atau molekul. Berdasarkan ikatannya, kofaktor dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu gugus prostetik, ko-enzim, dan ion-ion anorganik.
Gambar 2. Struktur Enzim (Harper, 2002).
Gugus prostetik merupakan tipe kofaktor yang biasanya terikat kuat pada enzim, berperan memberi kekuatan tambahan terhadap kerja enzim. Contohnya adalah heme, yaitu molekul berbentuk cincin pipih yang mengandung besi. Heme merupakan gugus prostetik sejumlah enzim, antara lain katalase, peroksidase, dan sitokrom oksidase.
Gambar 3. Gugus heme yang merupakan gugus prostetik pada beberapa jenis enzim (Lehninger, 1995).
Ko-enzim merupakan kofaktor yang terdiri atas molekul organik nonprotein yang terikat renggang dengan enzim. Ko-enzim berfungsi untuk memindahkan gugus kimia, atom, atau elektron dari satu enzim ke enzim yang lain. Contohnya, tiamin pirofosfat, NAD, NADP+, dan asam tetrahidrofolat.
Ion-ion anorganik merupakan kofaktor yang terikat dengan enzim atau substrat kompleks sehingga fungsi enzim lebih efektif. Contohnya, amilase dalam ludah akan bekerja lebih baik dengan adanya ion klorida dan kalsium.
Enzim yang memerlukan ion logam sebagai kofaktornya dinamakan metaloenzim. Ion logam ini berfungsi untuk menjadi pusat katalis primer, menjadi tempat untuk mengikat substrat, dan sebagai stabilisator supaya enzim tetap aktif.
Kebanyakan enzim yang terdapat di dalam organ-organ makhluk hidup berupa larutan koloid dalam cairan tubuh, seperti air ludah, darah, cairan lambung dan cairan pankreas. Pembentukan enzim memerlukan bahan baku asam amino sehingga pembentukannya akan mengalami hambatan jika sumber bahan baku ini berkurang.
Enzim disintesis di dalam sel-sel hidup. Sebagian besar enzim bekerja di dalam sel sehingga disebut enzim intraseluler. Contoh enzim intraseluler adalah katalase yang memecah senyawa-senyawa berbahaya, seperti hidrogen peroksida pada sel-sel hati. Sedangkan, enzim yang dibuat di dalam sel dan melakukan fungsinya di luar sel disebut enzim ekstraseluler.
Contoh enzim ekstraseluler adalah enzim-enzim pencernaan, seperti amilase yang memecah amilum menjadi maltosa. Reaksi biokimia yang dikendalikan oleh enzim, antara lain respirasi, pertumbuhan, perkecambahan, kontraksi otot, fotosintesis, fiksasi nitrogen, proses pencernaan, dan lain-lain.
Gambar 4. Contoh praktikum tentang enzim katalase pada sel hati (Pujiyanti, 2009).
Beberapa enzim, seperti pepsin dan tripsin yang hanya terdiri atas satu rantai polipeptida disebut enzim monomerik. Enzim lain, seperti heksokinase, laktat dehidrogenase, endase dan piruvat kinase yang terdiri atas dua atau lebih rantai polipeptida disebut enzim oligomerik.
Karakteristik dari enzim dapat dirangkum sebagai berikut :
- Merupakan sebuah protein, Jadi sifatnya sama dengan protein yaitu dapat menggumpal dalam suhu tinggi dan terpengaruh oleh temperatur
- Bekerja secara khusus, Artinya hanya untuk bekerja dalam satu reaksi saja tidak dapat digunakan dalam beberapa reaksi.
- Dapat digunakan berulang kali, Enzim dapat digunakan berulang kali karena enzim tidak berubah pada saat terjadi reaksi.
- Rusak oleh panas Enzim tidak tahan pada suhu tinggi, kebanyakan enzim hanya bertahan pada suhu 50˚C, rusaknya enzim oleh panas disebut dengan denaturasi.
- Dapat bekerja bolak – balik, Artinya satu enzim dapat menguraikan satu senyawa menjadi senyawa yang lain.
Enzim mengkatalis reaksi dengan cara meningkatkan laju reaksi. Enzim meningkatkan laju reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi (energi yang diperlukan untuk reaksi) dari EA1 menjadi EA2. Penurunan energi aktivasi dilakukan dengan membentuk kompleks dengan substrat. Setelah produk dihasilkan, enzim kemudian dilepaskan. Enzim bebas untuk membentuk kompleks baru dengan substrat yang lain.
Gambar 6. Enzim bekerja dengan cara menurunkan energi aktivasi (Campbell, 2010).
Enzim memiliki sisi aktif, yaitu bagian enzim yang berfungsi sebagai katalis. Pada sisi ini, terdapat gugus prostetik yang diduga berfungsi sebagai zat elektrofilik sehingga dapat mengkatalis reaksi yang diinginkan. Bentuk sisi aktif sangat spesifik sehingga diperlukan enzim yang spesifik pula. Hanya molekul dengan bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim. Agar dapat bereaksi, enzim dan substrat harus saling komplementer.
Cara kerja enzim dapat dijelaskan dengan dua teori, yaitu teori gembok dan anak kunci, dan teori kecocokan yang terinduksi.
Teori gembok dan anak kunci (Lock and key theory)
Enzim dan substrat bergabung bersama membentuk kompleks, seperti kunci yang masuk dalam gembok. Di dalam kompleks, substrat dapat bereaksi dengan energi aktivasi yang rendah. Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta membebaskan enzim.
Gambar 7. Teori gembok dan anak kunci (Hanum, 2009).
Teori kecocokan yang terinduksi (Induced fit theory)
Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupi substrat membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Sehingga, substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.
Gambar 8. Teori kecocokan yang terinduksi (Sismindari, 2005).
Untuk lebih memahami materi tentang enzim simak video berikut ini:
2 komentar:
Pak bagaimana ciri bahwa enzim akan rusak jika terkena panas?
Enzim jika terkena panas akan mengalami kerusakan yang disebut denaturasi. Ciri dari denaturasi adalah rusaknya ikatan peptida pada protein penyusun enzim. Ikatan peptida yang rusak dapat kita lihat saat merebus telur. Keadaan panas akan menyebabkan putih telur yang awalnya cair dan bening mengalami kerusakan sehingga menjadi putih dan padat. Inilah yang dinamakan denaturasi.
Posting Komentar