ENZIM - Materi Biologi untuk SMA/MA Kelas XII - senior high school

 

ENZIM

 

Enzim adalah senyawa protein yang bekerja sebagai katalis atau biokatalisator (mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi). Zat yang dipengaruhi oleh enzim disebut substrat, sedangkan hasil reaksinya disebut produk. Nama enzim pada umumnya sesuai dengan nama substratnya dan diberi akhiran –ase. Contohnya lipase (mengubah lipid), dan selulase (menguraikan selulosa).

Klasifikasi Enzim

Berdasarkan tempat kerjanya,

Enzim dibangun dari protein yang dilipat menjadi bentuk yang rumit; mereka hadir di seluruh tubuh. Reaksi kimia yang membuat kita tetap hidup - metabolisme kita - bergantung pada pekerjaan yang dilakukan enzim. 

Enzim mempercepat (mengkatalisasi) reaksi kimia; dalam beberapa kasus, enzim dapat membuat reaksi kimia jutaan kali lebih cepat daripada tanpa reaksi kimia. Substrat berikatan dengan situs aktif enzim dan diubah menjadi produk. Setelah produk meninggalkan situs aktif, enzim siap untuk menempel pada substrat baru dan mengulangi prosesnya. 

Sebelumnya, enzim diberi nama berdasarkan orang yang menemukannya. 

Dengan penelitian lebih lanjut, klasifikasi menjadi lebih komprehensif.

Menurut Persatuan Ahli Biokimia Internasional (I U B), enzim dibagi menjadi 

enam kelas fungsional dan diklasifikasikan berdasarkan jenis reaksi yang 

digunakan untuk mengkatalisasi. Keenam jenis enzim tersebut adalah hidrolase, 

oksidoreduktase, lyase, transferase, ligase, dan isomerase.

Di bawah ini adalah klasifikasi enzim yang dibahas secara rinci:

Oxidoreductase	Enzim oksidoreduktase mengkatalisis reaksi oksidasi dimana elektron cenderung bergerak dari satu bentuk molekul ke bentuk lain.
Transferase	Enzim Transferase membantu dalam pengangkutan kelompok fungsional antara akseptor dan molekul donor.
Hydrolase	Hidrolase adalah enzim hidrolitik, yang mengkatalisis reaksi hidrolisis dengan menambahkan air untuk memutus ikatan dan menghidrolisisnya.
Lyase	Menambahkan air, karbon dioksida, atau amonia melintasi ikatan rangkap atau menghilangkannya untuk membuat ikatan rangkap.
Isomerase	Enzim Isomerase mengkatalisasi perubahan struktural yang ada dalam molekul, sehingga menyebabkan perubahan bentuk molekul.
Ligase	Enzim Ligase dikenal untuk mengisi katalisis dari proses ligasi.

 

Komponen penyusun enzim

Enzim yang lengkap tersusun atas senyawa protein dan nonprotein. Komponen protein disebut apoenzim. Bagian nonprotein disebut gugus prostetik, yang dapat berupa ion organik maupun senyawa organik kompleks. Gugus protestik yang dari ion organik disebut kofaktor, contohnya kalsium (Ca), klor (Cl), natrium (Na), dan kalium (K). Atom logam yang dapat dijadikan kofaktor antara lain seng (Zn), besi (Fe), tembaga (Cu), dan magnesium (Mg). Kofaktor berfungsi sebagai katalis yang dapat meningkatkan fungsi enzim. Enzim yang terikat dengan dengan kofaktor disebut holoenzim.

          

 

Cara kerja enzim

Enzim memiliki sisi aktif (berbentuk celah atau kantung) yang berfungsi sebagai katalis. Enzim meningkatkan laju reaksi kimia dengan cara menurunkan energi aktivasi. Energi Aktivasi (EA) yang sangat besar merupakan rintangan terjadinya reaksi sehingga EA perlu diturunkan.

Enzim berbentuk tiga dimensi dengan sisi aktif yang sangat spesifik sehingga hanya molekul substrat tertentu yang dapat berikatan. Mula-mula enzim akan berikatan dengan substrat, setelah terbentuk produk, enzim akan terlepas kembali. Ada dua teori yang dapat menerangkan kerja enzim terhadap substrat, yaitu teori gembok dengan anak kuncinya (lock and key theory), dan teori kecocokan yang terinduksi (induced fit theory).

 

Teori Gembok dan Kunci (Lock and Key theory)

Bentuk sisi enzim sangat spesifik, sehingga hanya molekul dengan bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim. Enzim dan substrat akan bergabung membentuk kompleks enzim-substrat, seperti kunci yang masuk ke dalam gembok. Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta membebaskan enzim.

Gambar. Kerja enzim berdasarkan teori gembok dan kunci

 

Teori Kecocokan yang terinduksi (Induced fit theory)

Berdasarkan bukti dari kristalografi sinar X, analisis kimia sisi aktif enzim, serta teknik yang lain diduga bahwa sisi aktif enzim bukan merupakan bentuk yang kaku. Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif termodifikasi melingkupinya membentuk kompleks enzim-substrat. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim kembali tidak aktif menjadi bentuk yang lepas hingga sustrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.

Gambar. Kerja enzim berdasarkan teori kecocokan yang terinduksi

 

 

Sifat-sifat enzim

a.    Enzim hanya mengubah kecepatan reaksi, artinya enzim tidak mengubah produk akhir yang dibentuk atau mempengaruhi keseimbangan reaksi, hanya meningkatkan laju suatu reaksi.

b.    Enzim bekerja secara spesifik, artinya enzim hanya mempengaruhi substrat tertentu saja.

c.     Enzim merupakan protein. Oleh karena itu, enzim memiliki sifat seperti protein. Antara lain bekerja pada suhu optimum, umumnya pada suhu kamar. Enzim akan kehilangan aktivitasnya karena pH yang terlalu asam atau basa kuat, dan pelarut organik. Selain itu, panas yang terlalu tinggi akan membuat enzim terdenaturasi sehingga tidak dapat berfungsi sebagai mana mestinya.

d.    Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit. Sesuai dengan fungsinya sebagai katalisator, enzim diperlukan dalam jumlah yang sedikit.

e.    Enzim bekerja secara bolak-balik. Reaksi-reaksi yang dikendalikan enzim dapat berbalik, artinya enzim tidak menentukan arah reaksi tetapi hanya mempercepat laju reaksi sehingga tercapai keseimbangan. Enzim dapat menguraikan suatu senyawa menjadi senyawa-senyawa lain. Atau sebaliknya, menyusun senyawa- senyawa menjadi senyawa tertentu. Reaksinya dapat digambarkan sebagai berikut.

f.     Enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat) serta konsentrasi substrat.

 

Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim

a.    Suhu

Aktivitas enzim meningkat dengan meningkatnya suhu sampai titik tertentu. Jika suhu terlalu tinggi enzim akan mengalami denaturasi (rusak).

b.    pH

Setiap enzim memiliki pH optimum. Perubahan kondisi asam dan basa akan mempengaruhi bentuk tiga dimensi enzim dan dapat menyebabkan denaturasi.

c.     Aktivator dan inhibitor

Aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan antara enzim dan substrat. Contohnya ion klorida yang berperan dalam aktivitas amylase dalam saliva.

Inhibitor merupakan molekul penghambat ikatan enzim dan substrat. Contohnya sianida, yang menutupi sisi aktif enzim yang terlibat dalam respirasi.

d.    Konsentrasi enzim

Semakin besar konsentrasi enzim, semakin besar pula kecepatan reaksi yang berlangsung.

e.    Konsentrasi substrat

Bila jumlah enzim dalam keadaan tetap, kecepatan reaksi akan meningkat dengan penambahan konsentrasi substrat. Namun pada saat sisi aktif enzim semua bekerja, penambahan konsentrasi substrat tidak dapat meningkatkan kecepatan reaksi enzim lebih lanjut.

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Aryulina, Diyah. Dkk. 2007. Biologi SMA dan MA untuk Kelas XII. Jakarta: ESIS.

Campbell, dkk. 2012. Biologi Edisi Kedelapan Jilid 1. Jakarta. Penerbit Erlangga.

Irnaningtyas, 2018. Biologi SMA/MA untuk Kelas XII. Jakarta: Penerbit Erlangga.