Enzim: Cara Kerja, Sifat, Fungsi, dan Faktor yang Mempengaruhinya

Enzim: Cara Kerja, Sifat, Fungsi, dan Faktor yang Mempengaruhinya

Credit: wikipedia(dot)org (modifikasi)

Pengertian Enzim

Kata enzim berasal dari bahasa Yunani yaitu “enzyme” yang memiliki arti “di dalam sel”. Kebanyakan enzim adalah protein, tapi beberapa ribonucleic acid / asam ribonukleat (RNA) juga memiliki aktivitas katalitik.

Enzim sering diberi nama sesuai jenis reaksi biokimia yang mereka katalisis. Nama mereka sering diakhiri dengan kata -ase. Sebagai contoh, oksireduktase mengkatalisis reaksi reduksi-oksidasi, transferase mengkatalisis proses transfer beberapa kelompok atom dari satu molekul menuju molekul lain. Serta ada banyak lagi contoh enzim lain yang mudah dikenali dengan akhiran -ase pada namanya.

Enzim merupakan suatu biomolekul berupa protein yang globular (berbentuk bulat) serta terdiri atas satu atau lebih rantai polipeptida. Enzim memiliki fungsi sebagai katalis, yaitu senyawa yang dapat mempercepat proses reaksi tanpa ikut bereaksi. Enzim merupakan suatu katalis berupa senyawa protein yang dapat mengkatalisis semua reaksi kimia dalam sistem biologis.

Enzim memiliki kemampuan untuk mempercepat berbagai reaksi biologis, dari reaksi yang sederhana hingga reaksi yang rumit. Dengan kehadiran enzim, molekul awal yang disebut dengan substrat akan dipercepat proses perubahannya menjadi molekul lain sebagai produk. Satu molekul enzim dapat mengkatalisis ribuan hingga puluhan ribu reaksi biokimia setiap detiknya.

Meskipun semua reaksi, termasuk reaksi biokimia yang terjadi dalam organisme hidup, harus spontan, prosesnya mungkin sangat lamban sehingga tidak ada produk yang di-sintesis selama organisme itu hidup. Katalis biologis yang disebut enzim inilah yang memfasilitasi proses reaksi biokimia, ia secara efektif meningkatkan laju reaksi hingga 1.000 sampai 100.000 kali dibandingkan tanpa adanya katalisator ini.

Cara Kerja Enzim

Cara kerja enzim adalah dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang akan bereaksi sehingga ia mempercepat proses reaksi tersebut. Enzim (E) bekerja dengan terlebih dahulu berikatan dengan substrat mereka untuk membentuk kompleks enzim-substrat (ES).

Kompleks ini menyediakan permukaan yang menjadi tempat terjadinya reaksi, untuk kemudian substratnya diubah menjadi produk. Pembentukan kompleks enzim-substrat memfasilitasi transformasi substrat ke tingkat transisi energi yang lebih tinggi, sehingga produk terbentuk dengan lebih cepat.

Percepatan reaksi ini terjadi dikarenakan enzim berperan untuk menurunkan energi aktivasi, sehingga dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya suatu reaksi. Enzim akan mengikat molekul substrat untuk membentuk suatu kompleks yang dinamakan kompleks enzim substrat. Kompleks ini bersifat sementara yang kemudian akan terurai kembali membentuk enzim bebas dan produk sebagai hasilnya.

Enzim sangatlah spesifik untuk masing-masing substrat yang menjadi pasangannya untuk berikatan. Substrat berinteraksi dengan satu bagian tertentu dari enzim yang disebut sisi aktif / situs aktivasi (activaton site). Perumpamaan yang paling simpel untuk interaksi suatu enzim dengan substratnya adalah seperti gembok dan kunci (lock-and-key model). Enzim diumpamakan sebagai kunci dan substrat sebagai gemboknya. Secara singkat proses ini dapat diringkas menjadi sebagai berikut:

E + S → ES → E + P

E = Enzim

S = Substrat

ES = kompleks enzim-substrat

P = Produk

Beberapa enzim memerlukan komponen non-protein tambahan yang disebut kofaktor. Sebagai contoh, enzim yang menghidrolisis asam amino terakhir pada rantai polipeptida, yaitu karboksipeptidase A, membutuhkan ion zinc pada sisi aktifnya. Jika kofaktornya merupakan molekul organik, ia sering disebut sebagai koenzim. Koenzim ini akan didaur ulang antar reaksi enzim. Banyak koenzim merupakan turunan (derivatif) dari sebuah vitamin; sebagai contoh, nikotinamide adenine dinukleotida (NAD+) merupakan derivatif dari niasin, tetrahidrofolat merupakan derivatif dari folat, thiamine firofosfat derivatif dari thiamine, serta flavin adenine dinukleotida merupakan derivatif dari riboflavin.

Mekanisme Kerja Enzim
Credit: wikipedia(dot)org

Sifat Enzim

Enzim memiliki sifat yang khas, yaitu ia sangat aktif walaupun pada konsentrasi yang amat rendah, sifatnya sangat selektif dan dapat bekerja pada kondisi yang 'ramah', yaitu tanpa perlu berada dalam temperatur ataupun yang tekanan tinggi serta tanpa perlu tambahan logam yang umumnya bersifat toksik. Hal inilah yang menjadi alasan reaksi yang dikatalisis oleh enzim lebih efisien dibandingkan katalis oleh zat kimia.

Enzim mempunyai aktivitas yang spesifik, maksudnya adalah peran enzim sebagai katalis hanya berlaku untuk reaksi yang sejenis saja.  Sifat spesifik (spesifisitas enzim) ini lebih lanjutnya dapat didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu enzim untuk bekerja dengan substratnya berdasarkan perbedaan afinitas dari substrat-substrat untuk mencapai sisi aktif suatu enzim. Sifat spesifik enzim ini dapat dimanfaatkan untuk tujuan pencapaian reaksi ataupun jenis produk sesuai harapan. Sifat ini sangatlah menguntungkan karena dalam prosesnya, tidak akan dihasilkan reaksi-reaksi sampingan sehingga proses reaksi menjadi lebih ramah lingkungan.

Klasifikasi Enzim

Berdasarkan dari biosintesisnya, enzim dapat dibedakan menjadi enzim konstitutif dan enzim induktif. Enzim konstitutif ialah enzim yang selalu tersedia di dalam sebuah sel dalam jumlah yang relatif konstan, sedangkan enzim induktif ialah enzim yang ada dalam sel tapi jumlahnya tidak tetap, bergantung pada ada-tidaknya induser. Jumlah enzim induktif akan bertambah hingga beberapa ribu kali bahkan lebih jika dalam suatu medium terdapat substrat yang menginduksinya, terutama jika substrat penginduksi merupakan satu-satunya sumber karbon yang tersedia.

Berdasarkan tempat ia bekerja, enzim dapat dibedakan menjadi 2 golongan, yaitu endoenzim dan eksoenzim. Endoenzim biasa disebut juga dengan enzim intraseluler. Enzim ini dihasilkan di dalam sel yaitu pada membran sitoplasma, ia berperan untuk melakukan metabolisme di dalam sel. Eksoenzim biasa disebut enzim ekstraseluler,  merupakan enzim yang dihasilkan di dalam sel namun kemudian akan dikeluarkan melalui dinding sel sehingga ia berada bebas dalam media yang mengelilingi sel. Ia juga bereaksi memecah bahan-bahan organik tanpa bergantung pada sel yang melepaskannya.

Penggolongan enzim secara internasional telah dibuat secara sistematis. Sistem ini meletakkan enzim-enzim ke dalam enam kelas utama yang masing-masingnya memiliki sub kelas berdasarkan jenis reaksi yang ia katalisis. Klasifikasi/penggolongan enzim secara internasional ini adalah sebagai berikut:

Oksidoreduktase, memiliki fungsi katalisis proses pemindahan elektron

Transferase, memiliki fungsi katalisis reaksi pemindahan gugus fungsional

Hidrolase, memiliki fungsi katalisis reaksi hidrolisis (pemindahan gugus fungsional ke air)

Liase, memiliki fungsi katalisis proses penambahan gugus ke ikatan ganda atau sebaliknya

Isomerase, memiliki fungsi katalisis proses pemindahan gugus di dalam molekul untuk menghasilkan bentuk isomer

Ligase, memiliki fungsi katalisis proses pembentukan ikatan C-C, C-S, C-O, dan C-N oleh suatu reaksi kondensasi yang berkaitan dengan proses penguraian ATP

Fungsi Enzim

Saat ini, fungsi enzim sebagai biokatalisator telah banyak dimanfaatkan secara komersial untuk proses-proses dalam sebuah industri. Ada beberapa enzim penting yang sering digunakan pada dunia industri berskala besar, yaitu enzim yang berperan menghidrolisis karbohidrat, enzim yang bekerja pada pektin, enzim yang bekerja pada minyak/lemak serta enzim untuk mengurai protein.

Jenis enzim yang paling banyak digunakan dalam industri adalah antara lain: isomerase , amilase, katalase, penicillin asilase, dan protease. Sementara enzim yang sering digunakan untuk keperluan analisis laboratorium adalah antara lain: glukosa oksidase, galaktosa oksidase, alkohol dehidrogenase, heksokinase, muramidase, dan kolesterol oksidase. Dan enzim yang sering digunakan dalam dunia farmasi adalah antara lain: protease, asparaginase, streptokinase, dan lipase.

Faktor yang Mempengaruhi Kinerja Enzim

Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi aktivitas dari suatu enzim. Faktor-faktor tersebut antara lain, suhu, pH, kadar air dan aktivitas air, konsentrasi enzim, konsentrasi substrat, serta faktor dari aktivator dan inhibitor.

Suhu

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, enzim dapat mempercepat proses terjadinya reaksi kimia pada suatu sel hidup (biologis). Enzim merupakan makromolekul yang sifatnya peka terhadap lingkungan. Oleh karena itu, ia harus ditangani dengan sangat hati-hati supaya sifat-sifatnya sebagai katalisator dapat dipertahankan, kecuali enzim termostabil yang dapat aktif pada suhu tinggi.

Pada batas-batas suhu tertentu, kecepatan suatu reaksi yang dikatalisis oleh enzim dapat meningkat seiring dengan naiknya suhu. Reaksi paling cepat terjadi pada suhu yang optimum. Pada suhu yang terlalu tinggi akan terjadi denaturasi enzim. Sedangkan pada suhu 0^oC, enzim dapat menjadi tidak aktif namun bisa aktif kembali jika suhu kembali normal.

pH

Pada umumnya, enzim memiliki sifat amfolitik, yang artinya bahwa enzim memiliki konstanta disosiasi pada gugus asam ataupun gugus basanya, terutama pada gugus terminal amino dan gugus terminal karboksil. Perubahan kereaktifan suatu enzim diperkirakan terjadi akibat perubahan pH pada lingkungan.

Berubahnya aktivitas enzim akibat perubahan pH lingkungan dapat disebabkan oleh berubahnya ionisasi pada enzim, substrat atau kompleks enzim substrat, serta perubahan pada kemampuannya untuk  meningkatkan serta mempengaruhi laju reaksi. Secara umum, enzim menunjukkan aktivitas yang maksimal pada kisaran pH yang disebut dengan pH optimum. Tingkat pH optimum ini berada pada rentang antara pH 4,5 hingga 8,0. Enzim tertentu dapat memiliki kisaran pH optimum yang sempit. Jika berada pada kisaran pH yang optimum, enzim memiliki tingkat stabilitas yang tinggi. Enzim yang sama sering kali memiliki pH optimum yang berbeda, hal ini bergantung pada sumber enzim itu sendiri.

Kadar air dan aktivitas air

Kadar air dari bahan akan sangat mempengaruhi laju suatu reaksi enzimatik. Kadar air bebas yang rendah dapat menghambat difusi dari enzim atau substrat. Sebagai akibatnya, hidrolisis hanya terjadi pada area substrat yang memiliki kontak secara langsung dengan enzim.

Pada sistem reaksi enzim, kadar air bukan mutlak menjadi faktor yang paling penting. Aktivitas enzim akan lebih banyak dipengaruhi oleh aktivitas air / water activity (Aw) suatu bahan. Karena faktor air, ia juga dapat dipengaruhi oleh kelembaban udara di sekitarnya. Pada aktivitas air yang rendah, hanya sebagian kecil dari porsi substrat yang terlarut dalam air bebas. Setelah semua substrat habis terhidrolisis, maka reaksi akan terhenti. Dengan cara meningkatkan kelembaban udara, jumlah air bebas dapat meningkat serta mampu melarutkan substrat sehingga reaksi dapat dimulai kembali.

Konsentrasi enzim

Semakin tinggi konsentrasi suatu enzim, maka semakin meningkat pula kecepatan reaksi hingga batas konsentrasi tertentu. Meskipun demikian, hasil hidrolisis substrat akan tetap konstan seiring naiknya konsentrasi enzim. Hal ini dikarenakan penambahan enzim menjadi sudah tidak efektif lagi pada titik jenuh tertentu.

Konsentrasi substrat

Kecepatan reaksi enzimatik pada umumnya bergantung pada konsentrasi dari substrat yang ada. Kecepatan reaksi dapat meningkat jika konsentrasi substrat juga meningkat. Terjadinya peningkatan kecepatan reaksi ini akan semakin mengecil hingga tercapai titik batas yang pada akhirnya menyebabkan penambahan konsentrasi substrat hanya memiliki sedikit pengaruh pada peningkatan kecepatan reaksi.

Mekanisme Inhibisi Kompetitif
Credit: wikipedia(dot)org

Aktivator dan inhibitor

Beberapa jenis enzim memerlukan aktivator dalam proses katalis reaksinya. Aktivator merupakan senyawa atau ion yang mampu meningkatkan kecepatan suatu reaksi enzimatik. Komponen kimia yang membentuk enzim biasa disebut juga sebagai kofaktor. Kofaktor ini dapat berupa ion-ion anorganik seperti Fe, Ca, Zn, Mg , Mn, Cu atau dapat pula berupa suatu molekul organik kompleks yang sering disebut koenzim. Inhibitor merupakan suatu zat kimia yang dapat menghambat aktivitas dari enzim tertentu. Pada umumnya, cara kerja inhibitor adalah dengan cara menyerang sisi aktif enzim yang mengakibatkan enzim tersebut tidak dapat berikatan dengan substrat pasangannya sehingga fungsi katalitik enzim tersebut menjadi terhambat.

PULSA GRATIS!!!

Kamu punya blog atau punya akses untuk mengelola blog milik instansi tertentu (dinas, puskesmas, RS, universitas, dll)?
dan kamu mau PULSA GRATIS?

Buat artikel yang terkait dg artikel ini atau artikel lain di blog ini, lalu cantumkan URL artikelnya pada artikel kamu sebagai tambahan bacaan. Artikelnya gak perlu panjang-panjang kok, minimal 200 kata sudah boleh. Kalo kamu ada artikel lama yang tinggal diedit untuk ditambahkan URL artikel kami, itu lebih bagus lagi ^_^

Setelah kamu ada artikelnya, beritahu kami dengan cara kirim pesan kepada kami langsung dari menu "Hubungi kami" yang berisi nama kamu, nomor HP, dan URL artikel yang kamu buat.

Kami akan menyeleksi peserta yang memenuhi syarat lalu secara acak akan memilih peserta yang beruntung setiap bulannya untuk mendapatkan pulsa gratis sebesar Rp 20.000,-

Yuk, ikutan! kapan lagi bisa dapat pulsa gratis dengan mudah, hehe :D

Untuk mengirim pesan dan jika ada pertanyaan, hubungi kami disini >> http://www.sainsphd.com/p/hubungi-kami.html

Title : Enzim: Cara Kerja, Sifat, Fungsi, dan Faktor yang Mempengaruhinya
URL : http://sains-phd.blogspot.com/2016/03/enzim-beserta-fungsi-cara-kerja-sifat-dan-macamnya.html

Author : Unknown

Share this

Related Posts