ENZIM
Enzim merupakan senyawa organik atau katalis protein
yang dihasilkan oleh sel dan berperan sebagai katalisator yang dinamakan biokatalisator.
Komponen Enzim
Secara
kimia enzim terdiri atas dua bagian (enzim
lengkap/holoenzim),yaitu :
·
1. Protein (apoenzim)
·
2. Non protein (gugus prostetik)
yang dihasilkan dalam sel makhluk hidup.
Jika gugus prostetiknya berasal
dari senyawa organik kompleks (misalnya, NADH, FADH, koenzim A dan vitamin B) disebut koenzim, apabila berasal dari
senyawa anorganik (misalnya,besi, seng, tembaga) disebut kofaktor.
Enzim
mempunyai dua fungsi pokok sebagai berikut:
1.
Mempercepat atau memperlambat reaksi kimia.
2.
Mengatur sejumlah reaksi yang berbeda-beda dalam waktu yang sama.
Enzim
disintesis dalam bentuk calon enzim yang tidak aktif, kemudian diaktifkan dalam
lingkungan pada kondisi yang tepat.
Misalnya,
tripsinogen yang disintesis dalam pankreas, diaktifkan dengan memecah salah
satu peptidanya untuk membentuk enzim tripsin yang aktif. Bentuk enzim yang
tidak aktif ini disebut zimogen
Apakah semua senyawa organic yang dihasilkan oleh
makhluk hidup adalah enzim? Apa ciri-cirinya?
Senyawa organik
yang merupakan enzim
memiliki ciri-ciri yaitu :
·
Enzim
adalah protein, diperlukan dalam jumlah yang sedikit, dapat digunakan berulang
kali, bekerja secara khusus, rusak oleh panas, dan sensitif terhadap keadaan
lingkungan yang terlalu asam atau terlalu basa.
·
Enzim
memiliki sifat khusus, yaitu hanya dapat mengakatalisis suatu reaksi tertentu, sebagai
contoh enzim lipase hanya dapat mengkatalisis reaksi perubahan dari lemak
menjadi gliserol dan asam lemak. Reaksinya sebagai berikut.
·
Sifat
khusus enzim lainnya adalah tidak ikut bereaksi, artinya enzim hanya memproses
substrat
(contohnya,
lemak) menjadi produk (contohnya, gliserol dan asam lemak)
tanpa
ikut mengalami perubahan dalam reaksi itu. Bahan tempat kerja enzim disebut
substrat
dan
hasil dari reaksi disebut produk.
Dengan demikian enzim dapat digunakan kembali untuk mengkatalisis
reaksi yang sama, berikutnya. Mekanisme kerja enzim dapat Anda lihat pada
Gambar 2.3.
 |
Gambar 2.3 Hubungan enzim dan substrat
|
Secara sederhana cara kerja enzim dapat digambarkan
dengan kunci dan gembok. Kompleks enzim dapat tumbuh pada substrat karena pada
permukaan enzim terdapat sisi aktif. Sisi aktif tersebut mempunyai konfigurasi
aktif tertentu dan hanya substrat tertentu yang dapat bergabung dan menyebabkan
enzim dapat bekerja secara spesifik. Secara sederhana reaksi enzim dituliskan:
Sifat-sifat enzim
Enzim
mempunyai sifat sebagai berikut :
·
Enzim
sebagai biokatalisator
·
Enzim
sebagai suatu protein,
·
enzim
mempunyai sifat yaitu berperan tidak
bolak-balik. Artinya enzim dapat bekerja menguraikan suatu substrat menjadi
substrat tertentu dan tidak sebaliknya dapat menyusun substrat sumber dari
hasil penguraian, misalya enzim protease dapat menguraikan protein menjadi
asam amino, tetapi tidak menggabungkan asam aminonya menjadi protein.
·
Enzim
menjadi rusak apabila berada pada suhu yang terlalu panas atau terlalu dingin.
Sebagian besar enzim akan rusak pada suhu di atas 60oC karena proteinnya (gugus
prostetik) menggumpal (koagulasi). Jika telah rusak maka tidak akan berfungsi
lagi meskipun berada pada suhu normal, rusaknya enzim oleh panas disebut denaturasi.
Selain itu, kerja enzim juga
dapat
terhalang oleh zat lain. Zat yang dapat menghambat kerja enzim disebut inhibitor,
contohnya
CO, Arsen, Hg, dan Sianida. Sebaliknya zat yang dapat mempercepat jalannya
reaksi
disebut
aktivator, contohnya ion Mg2+,
Ca2+, zat organik seperti koenzim-A.
·
Enzim
dapat bekerja optimal pada pH tertentu, misalnya enzim lipase, pH optimal
5,7–7,5. Aplikasi pH yang tidak cocok maka sifat kerja enzim dapat menyebabkan
ionisasi dari gugus karboksil dan amino dari bagian bagian enzim yang tersusun
atau apoenzim dan dapat menyebabkan denaturasi, oleh karena itu akan terjadi
tambahan struktur enzim sehingga tidak
dapat
bekerja dengan baik.
Tabel 2.1 Jenis-Jenis Enzim dan
Peranannya
Sifat-sifat enzim
Enzim mempunyai
sifat-siat sebagai berikut:
1. Biokatalisator,
mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.
2. Thermolabil; mudah
rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena
enzim tersusun dari protein yang mempunyai
sifat thermolabil.
3. Merupakan senyawa
protein sehingga sifat protein tetap melekat
pada enzim.
4. Dibutuhkan dalam
jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya
sangat cepat dan dapat digunakan
berulang-ulang.
5. Bekerjanya ada yang di
dalam sel (endoenzim) dan di luar sel
(ektoenzim), contoh ektoenzim:
amilase,maltase.
6. Umumnya enzim bekerja
mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada
juga yang mengkatalisis reaksi dua arah,
contoh : lipase, mengkatalisis pembentukan dan penguraian lemak.
lipase
Lemak + H2O —————> Asam lemak + Gliserol
7. Bekerjanya spesifik ;
enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif
(permukaan tempat melekatnya substrat) hanya
setangkup dengan
permukaan substrat tertentu.
8. Umumnya enzim tak
dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut
kofaktor.
Faktor-faktor yang mempengaruhi enzim dan aktivitas enzim sebagai
berikut :
1. Temperatur atau suhu
Umumnya enzim bekerja pada
suhu yang optimum. Apabila suhu turun, maka aktivitas akan terhenti tetapi
enzim tidak rusak. Sebaliknya, pada suhu tinggi aktivitas menurun dan enzim
menjadi rusak.
2. Air
Air berperan dalam
memulai kegiatan enzim. Contoh pada waktu biji dalam keadaan kering kegiatan
enzim tidak kelihatan. Baru setelah ada air, melalui imbibisi mulailah biji
berkecambah.
3. pH
Perubahan pH dapat membalikkan
kegiatan enzim, yaitu mengubah hasil akhir kembali menjadi substrat.
4. Hasil akhir
Kecepatan reaksi dalam suatu
proses kimia tidak selalu konstan. Misal, kegiatan pada awal reaksi tidak sama
dengan kegiatan pada pertengahan atau akhir reaksi. Apabila hasil akhir
(banyak), maka akan menghambat aktivitas enzim.
5. Substrat
Substrat adalah zat yang
diubah menjadi sesuatu yang baru. Umumnya, terdapat hubungan yang sebanding antara
substrat dengan hasil akhir apabila konsentrasi
enzim tetap, pH konstan,
dan temperatur konstan. Jadi, apabila substrat yang tersedia dua kali lipat,
maka hasilakhir juga dua kali lipat.
6. Zat-zat penghambat
Zat-zat penghambat adalah
zat-zat kimia yang menghambat aktivitas kerja enzim. Contoh, garam-garam dari logam berat, seperti raksa
Contoh-contoh enzim dalam proses metabolisme sebagai berikut.
1. Enzim katalase
Enzim katalase berfungsi
membantu pengubahan hydrogen peroksida menjadi air dan oksigen.
Katalase
2. Enzim oksidase
Enzim oksidase berfungsi
mempergiat penggabungan O2 dengan suatu substrat yang pada saat bersamaan juga mereduksikan
O2, sehingga terbentuk H2O.
Enzim sering dimanfaatkan
dalam industri pembuatan bir, roti, keju, dan anggur.
Pada bidang kedokteran,
enzim digunakan untuk membunuh mikroorganisme penyebab penyakit,
mempercepat penyembuhan
luka, dan mendiagnosis penyakit.
3. Enzim hidrase
Enzim hidrase berfungsi
menambah atau mengurangi air dari suatu senyawa tanpa menyebabkan terurainya
senyawa yang bersangkutan. Contoh: fumarase, enolase,akonitase.
4. Enzim dehidrogenase
Enzim dehidrogenase
berfungsi memindahkan hydrogen dari suatu zat ke zat yang lain.
5. Enzim transphosforilase
Enzim transphosforilase
berfungsi memindahkan H3PO4 dari molekul satu ke molekul lain dengan bantuan
ion Mg2+.
6. Enzim karboksilase
Enzim karboksilase
berfungsi dalam pengubahan asam organic secara bolak-balik. Contoh pengubahan
asam piruvat menjadi asetaldehida dibantu oleh karboksilase piruvat.
7. Enzim desmolase
Enzim desmolase berfungsi
membantu dalam pemindahan atau penggabungan ikatan karbon. Contohnya, aldolase dalam
pemecahan fruktosa menjadi gliseraldehida dan dehidroksiaseton.
8. Enzim peroksida
Enzim peroksida berfungsi
membantu mengoksidasi senyawa fenolat, sedangkan oksigen yang dipergunakan diambil
dari H2O2.
ATP
Adenosin
Trifosfat (ATP) merupakan senyawa kimia
berenergi tinggi,
tersusun dari ikatan adenin purin terikat pada gula
yang mengandung 5 atom
C, yaitu ribose dan tiga gugus fosfat. Meskipun
digolongkan sebagai molekul
berenergi tinggi, ikatan kimianya labil dan mudah
melepaskan gugus fosfatnya.
Pada saat sel membutuhkan energi, ATP dapat segera
dipecah melalui reaksi
hidrolisis (reaksi dengan air) dan terbentuk energi
yang sifatnya mobil sehingga
dapat diangkut dan digunakan oleh seluruh bagian sel
tersebut.
Agar lebih jelas untuk memahami
struktur molekul ATP, perhatikan
baik-baik Gambar 2.4!
Gambar 2.4 Struktur molekul ATP
Energi yang dikandung ATP, jika akan digunakan
terlebih dahulu dipecah
melalui reaksi hidrolisis dengan cara melepaskan 2
ikatan fosfat,
yaitu antara ikatan fosfat kedua dan ketiga kemudian
dihasilkan Adenosin
Difosfat (ADP). Pada reaksi hidrolisis
tersebut akan dihasilkan energi yang
dapat digunakan oleh sel untuk berbagai
aktivitasnya. Perubahan ATP
menjadi ADP diikuti dengan pembebasan
energi sebanyak 7,3 kalori/
mol. Peristiwa perubahan ATP menjadi
ADP merupakan reaksi yang dapat balik, reaksinya
sebagai berikut.
 |
| Gambar |
ATP ADP + P + 7,3 kalori/mol
Karena fungsi ATP sebagai penyimpan energi yang
sewaktu-waktu siap
digunakan dan bersifat universal (reaksi bolak
balik), maka disebut sebagai
universal energy carrier. Sel dalam menggunakan energi
ATP tersebut sangat
efektif karena hanya berlangsung satu sistem yaitu
dengan hanya mengambil
energi dari sumber ATP.
Reaksi
reduksi-Oksidasi ( Redoks )
Reaksi metabolik yang terjadi dalam sel melibatkan
reaksi oksidasi dan
reaksi reduksi. Apa yang dimaksud reaksi oksidasi
dan reaksi reduksi itu?
Reaksi oksidasi adalah suatu reaksi yang
melibatkan oksigen dengan pelepasan
elektron dari satu atom atau senyawa, sebaliknya reaksi reduksi adalah
suatu
reaksi yang melibatkan oksigen dengan penambahan
elektron dari satu atom
atau senyawa.
Di dalam sel, kedua reaksi tersebut terjadi secara
bersamaan (simultan),
artinya jika elektron dipindahkan dari molekul
sebagai pemberi (donor)
elektron maka ada molekul lain yang bertindak
sebagai penerima (akseptor)
elektron. Dengan demikian, donor elektron menjadi
molekul yang teroksidasi
sedangkan akseptor menjadi molekul yang tereduksi.
Reaksi simultan antara
oksidasi dan reduksi disebut dengan reaksi redoks.
Daftar Pustaka
Idun
Kistinnah,Endang Sri Lestari,iologi3, Pusat Perbukuan Departemen
Pendidikan Nasional
Subardi,Nuryani,Shidiq
Pramono, Biologi 3, Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional
Post a Comment