Enzim

Definisi Enzim

          Enzim adalah biokatalisator, yang artinya dapat mempercepat reaksi-reaksi biologi tanpa mengalami perubahan struktur kimia. Menurut Kuhne, seorang ahli yang banyak melakukan penyelidikan tentang fermentasi pada tahun 1878, enzim berasal dari kata in dan zyme yang berarti sesuatu di dalam ragi. Berdasarkan penelitian-penelitian berikutnya, diperoleh kesimpulan bahwa enzim adalah suatu protein molekul besar yang bobot molekulnya ribuan. Sebagai contoh, enzim katalase memiliki bobot molekul 248000, sedangkan enzim urease memiliki obot molekul 438000.

          Dapat diketahui pula bahwa enzim terdiri dari bagian yang berupa protein dan bagian lain yang bukan protein. Bagian yang berupa protein biasanya bersifat termolabil atau tidak tahan panas yang disebut apoenzim. Bagian yang bukan protein adalah bagian yang aktif dan diberi nama gugus prostetik, biasanya yang berupa logam seperti besi, tembaga, seng, atau suatu bahan senyawa organic yang mengandung logam.  Apoenzim dan gugus prostetik merupakan suatu kesatuan yang disebut holoenzim. Ada pula enzim yang bagian apoenzim dan gugus prostetiknya tidak bersatu. Bagian gugus prostetik yang lepas disebut koenzim, yang bersifat aktif seperti halnya gugus prostetik. Contoh koenzim adalah vitamin atau bagian vitamin, misalnya vitamin B1,B2,B6, niasin, dan biotin.

Cara Kerja Enzim

          Banyakenzim yang dapat bekerja bolak-balik. Enzim dapat mengubah substrat menjadi hasil akhir. Sebaliknya, enzim juga dapat mengembalikan hasil akhir menjadi substrat jika lingkungannya berubah. Contohnya enzim lipase dapat berfungsi sebagai katalisatordalam perubahan lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Enzim lipase juga dapat mengubah kembali gliserol dan asam lemak menjadi lemak(lipid).

          Enzim bekerja spesifik, artinya enzim mempunyai fungsi khusus. Untuk perubahan zat tertentu, diperlukan enzim tertentu. Jika enzimnya berbeda, maka hasil akhirnya berbeda pula. Contohnya pada pemecahan rafinosa ( suatu trisakarida) yang dilakukan oleh enzim sukrase, akan terurai menjadi meliobosa dan fruktosa. Akan tetapi, apabila dilakukan oleh enzim emulsion, rafinosa akan terurai menjadi sukrosa dan galaktosa.     

Cara kerja enzim ada 2 macam, yaitu dengan model kunci gembok dan induksi pas.

A.      Kunci Gembok (lock and  key)

          Enzim imisalkan sebagai gembok karena memiliki sebuah bagian kecil yang dapat berikatan dengan subtract. Bagian tersebut disebut sisi aktif. Subtrat dimisalkan sebagai kunci karena dapat berikatan secara pas dengan sisi aktif enzim (gembok)

B.      Induksi pas (induced fit)

          Pada model ini, sisi aktif enzim dapat berubah bentuk sesuai dengan bentuk subtract. 

Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim

A.      Temperatur

         Karena enzim tersusun dari protein, maka enzim sangat peka terhadap temperature. Temperatur yang terlalu tinggi dapat menyebabkan denaturasi protein. Temperatur yang terlalu rendah dapat menghambat reaksi. Pada umumnya temperature optimum enzim adalah 30-40˚C. Kebanyakan enzim tidak menunjukan reaksi jika suhu turun sampai sekitar 0˚C, namun enzim tidak rusak. Jika suhu normal kembali, maka enzim akan aktif kembali. Enzim tahan pada suhu rendah, namun dapat rusak di atas suhu 50˚C.

B.      Perubahan pH

            Enzim juga sangat terpengaruh oleh pH.  Perubahan pH dapat mempengaruhi perubahan asam amino kunci pada sisi aktif enzim sehingga menghalangi sisi aktif bergabung dengan subtratnya. pH optimum yang dibutuhkan berbeda-beda, tergantung pada jenis enzimnya.

C.      Konsentrasi Enzim dan Subtrat

          Agar reaksi berjalan optimum, maka perbandingan jumlah antara enzim dan subtract harus sesuai. Jika enzim terlalu sedikit dan subtract terlalu banyak, reaksi akan berjalan lambat dan bahkan ada subtract yang tak terkatalisasi. Semakin banyak enzim, reaksi akan semakin cepat.

D       Inhibitor Enzim

          Seringkali kerja enzim dihambat oleh suatu zat yang disebut inhibitor. Jika inhibitor ditambahkan ke dalam campuran enzim dan subtract, kecepatan reaksi akan turun. Cara kerja inhibitor ini adalah berikatan dengan enzim membentuk kompleks enzim-inhibitor yang masih mampu atau tidak mampu berikatan dengan subtrat. Ada dua jenis inhibitor, yaitu inhibitor kompetitifdan inhibitor nonkompetitif.

1        Inhibitor kompetitif

          Pada penghambatan ini, zat-zat penghambat mempunyai sturktur yang irip struktur substrat. Dengan demikian baik substrat maupun zat penghambat berkompetisiuntuk bergabung dengan sisi aktif enzim. Jika zat penghambat lebih dulu berikatan dengan sisi aktif enzim, maka substrat tidak dapat lagi berikatan dengan sisi aktif enzim.

2        Inhibbitor nonkompetitif

          Pada penghambatan ini, substrat sudah tidak dapat berikatan dengan kompleks enzim-inhibitor, karena sisi aktif enzim berubah.

Nomenklatur Enzim

Enzim diberi nama dengan menambah akhiran –ase pada nama substrat yang diubah oleh enzim tersebut. Misalnya substrat maltosa diubah oleh enzim maltase menjadi glukosa, enzim yang mengubah lemak(lipid) adalah lipase, enzim yang mengubah karbohidrat merupakan kelompok karbohidrase. Ada pula nama enzim yang tidak berakhiran –ase, misalnya pepsin, tripsin, ptialin, dan erepsin.

Golongan Enzim Ada 2:

a. Golongan Hidrolase, yaitu enzim yang dengan penambahan air atau dengan adanya air dapat mengubah suatu substrat menjadi hasil akhir, misalnya karboksilase, protease, dan lipase.

b. Golongan desmolase, yaitu enzim yang dapat memecah ikatan C-C atau C-N. Contohnya enzim-enzim peroksidase, dehidrogenase, katalase, karboksilase, dan trasaminase

Ciri umum enzim

1.     Enzim terbina daripada protein yang dihasilkan oleh sel hidup.

2.     Tindakan enzim spesifik. Setiap jenis enzim hanya bertindak balas dengan substrat tertentu saja. Contoh: enzim sukrase hanya boleh berindak balas dengan sukrosa tetapi tidak boleh bertindak balas dengan maltosa walaupun kedua-duanya adalah gula.

3.     Tindak balas enzim boleh berbalik. Arah tindak balas bergantung kepada jumlah substrat dan hasil yang ada. Tindak balas penguraian lemak akan berlaku dari kiri ke kanan atau dari kanan ke kiri sehingga keseimbangan tercapai antara kedua-dua substrat.

4.     Enzim diperlukan dalam kuantiti yang kecil. Sedikit enzim akan memangkinkan satu bilangan besar tindak balas biokimia yang sama.

5.     Enzim tidak boleh dimusnahkan selepas tindak balas biokimia selesai. Oleh itu, enzim boleh digunakan berulang kali.

6.     Suhu optimum bagi tindak balas enzim ialah pada 37^oC.

SIFAT ENZIM dalam METABOLISME

a. Biokatalisator, yaitu mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi

b. Enzim merupakan senyawa protein yang memiliki sifat protein

c.  Mudah rusak akobat suhu panas (lebih dr 60 derajat celcius) karena sifat  enzim adalah thermolabil.

d. Dalam suatu reaksi kimia, enzim diperlukan sangat sedikit tetapi pengaruhnya dalam kecepatan reaksi sangatlah besar dan dapat digunakan berulang-ulang.

e. Dalam suatu reaksi kimia, enzim bekerja searah meskipun beberapa  diantaranya mampu bekerja dua arah

 f. Dapat bekerja di dalam dan di luar sel

STRUKTUR ENZIM

Kebanyakan enzim berukuran lebih besar dari substratnya. Tetapi hanya sebagian kecil enzim yang secara langsung terlibat dalam katalis. Daerah yang mengandung residu katalitik yang akan mengikat substrat dan kemudian menjalani reaksi ini dikenal sebagai tapak aktif Enzim juga dapat mengandung tapak yang mengikat kofaktor yang diperlukan untuk katalisis. Beberapa enzim juga memiliki tapak ikat untuk molekul kecil, yang sering kali merupakan produk langsung ataupun tak langsung dari reaksi yang dikatalisasi.  Pengikatan ini dapat meningkatkan ataupun menurunkan aktivitas enzim. Dengan demikian ia berfungsi sebagai regulasi umpan balik.