Enzim
Enzim
merupakan senyawa organik atau katalis protein yang dihasilkan oleh sel dan
berperan sebagai katalisator yang dinamakan biokatalisator. Jadi, enzim
dapat mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung di
dalam sel. Perlu Kamu ingat, walaupun enzim dibuat di dalam sel, tetapi untuk
bertindak sebagai katalis tidak harus berada di dalam sel.
Enzim yang bekerja di dalam
sel 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 yang dapat
dikendalikan oleh enzim antara lain respirasi, fotosintesis, pertumbuhan, dan
perkembangan, kontraksi otot, pencernaan dan fiksasi nitrogen.
1.
Komponen Enzim
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.
 |
| Komponen enzym |
Berdasarkan
ikatannya, kofaktor dapat dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu gugus prostetik,
ko-enzim, dan ion-ion anorganik.
a) 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.
b) 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.
c) 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.
Beberapa
kofaktor tidak berubah di akhir reaksi, tetapi kadang-kadang berubah dan
terlibat dalam reaksi yang lain. Enzim yang terikat dengan kofaktornya disebut haloenzim.
2.
Sifat Enzim
Enzim bukanlah penambah energi awal dalam bereaksinya substrat,
tetapi hanya sebagai pengikat sementara sehingga reaksi dapat berlangsung pada keadaan
di bawah energi aktivasinya. Hal ini menyebabkan reaksi akan berjalan lebih
cepat. Enzim merupakan protein yang dapat terdenaturasi (struktur dan sifatnya
berubah) oleh suhu, pH, atau logam berat.
Empat
sifat umum enzim sebagai berikut.
a) Enzim
bukanlah penyebab reaksi, namun enzim hanya mempercepat reaksi. Tanpa adanya
enzim, suatu reaksi tetap dapat terjadi. Akan tetapi, diperlukan energi yang
besar dan berlangsung sangat lambat.
b) Enzim
tidak berubah secara permanen atau habis bereaksi. Enzim yang sama dapat
digunakan berulang-ulang.
c) Enzim
yang sama dapat digunakan untuk reaksi kebalikannya. Suatu enzim dapat mengubah
substrat A menjadi molekul B dan C. Enzim yang sama dapat bekerja sebaliknya
membentuk substrat A dari molekul B dan C.
d) Setiap
jenis enzim hanya bekerja pada zat tertentu saja.
3.
Cara Kerja Enzim
Enzim mengkatalis reaksi dengan cara meningkatkan laju reaksi.
Enzim meningkatkan laju reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi (energi
yang diperlukan untuk reaksi). Penurunan energi aktivasi dilakukan dengan
membentuk kompleks dengan substrat. Setelah produk dihasilkan, kemudian enzim dilepaskan.
Enzim bebas untuk membentuk kompleks baru dengan substrat yang lain. 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.
 |
| *gambar penurunan energi aktivasi oleh enzim |
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.
a.
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.
 |
| *Teori Gembok dan anak kunci |
b.
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.
 |
| *Teori kecocokan yang terinduksi |
4.
Penamaan Enzim
Penamaan enzim umumnya disesuaikan dengan substrat yang diuraikan,
lalu dibubuhi akhiran ase. Sebagai contoh, enzim amilase
menguraikan amilum menjadi maltosa di mulut. Enzim lipase bekerja menguraikan
lipid (lemak) menjadi asam lemak.
5.
Faktor yang Memengaruhi Kerja Enzim
Seperti
halnya protein yang lain, sifat enzim sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungannya.
Kondisi yang tidak sesuai dapat menyebabkan kerja enzim terganggu. Berikut
adalah beberapa faktor yang memengaruhi kerja enzim.
a)
Temperatur
Enzim memiliki rentang temperatur tertentu agar dapat bereaksi
dengan optimal. Pada temperatur yang tinggi, enzim akan rusak (terdenaturasi)
sebagai sifat umum dari protein. Pada kondisi ini, struktur enzim sudah berubah
dan rusak sehingga tidak dapat digunakan lagi. Adapun pada temperatur yang rendah,
enzim berada pada kondisi inaktif (tidak aktif). Enzim akan bekerja kembali
dengan adanya kenaikan temperatur yang sesuai. Semua enzim memiliki kondisi
temperatur yang spesifik untuk bekerja optimal. Enzim memiliki kecenderungan
semakin meningkat seiring dengan kenaikan temperatur hingga pada batas
tertentu. Setelah itu, enzim kembali mengalami penurunan kinerja. Pada saat
kerja enzim optimal maka dapat dikatakan bahwa pada temperatur tersebut
temperatur optimum.
 |
| *contoh grafik pengaruh temperatur terhadap enzim |
b)
pH
Seperti halnya temperatur, pH dapat memengaruhi optimasi kerja
enzim. Setiap enzim bekerja pada kondisi pH yang sangat spesifik. Hal ini
berkaitan erat dengan lokasi enzim yang bekerja terhadap suatu substrat. Pada umumnya,
enzim akan bekerja optimum pada pH 6-8 .
Perubahan pH lingkungan akan mengakibatkan terganggunya ikatan hidrogen yang ada
pada struktur enzim. Jika enzim berada pada kondisi pH yang tidak sesuai, enzim
dapat berada pada keadaan inaktif. Dengan adanya kondisi pH yang spesifik ini,
enzim tidak akan merusak sel lain yang berada di sekitarnya. Contohnya, enzim
pepsin yang diproduksi pankreas untuk mencerna protein dalam lambung, tidak
akan mencerna protein yang ada di dinding pankreas karena enzim pepsin bekerja
pada pH 2-4. Perhatikan gambar dibawah ini!
 |
| *contoh grafik pengaruh ph terhadap enzim |
c)
Konsentrasi Substrat dan Konsentrasi Enzim
Kerja enzim sangat cepat maka untuk mengoptimalkan hasilnya, perlu
perbandingan jumlah atau konsentrasi antara substrat dengan enzim yang sesuai.
Jumlah substrat yang terlalu banyak dan konsentrasi enzim sedikit akan
menyebabkan reaksi tidak optimal.
d)
Kofaktor
Kofaktor
dapat membantu enzim untuk memperkuat ikatan dengan substrat atau kebutuhan
unsur anorganik, seperti karbon. Selain itu, kofaktor juga membantu proses
transfer elektron.
e)
Inhibitor Enzim
Inhibitor mengganggu kerja enzim. Berdasarkan pengertian dari kata
dasarnya (inhibit artinya menghalangi), inhibitor merupakan senyawa yang
dapat menghambat kerja enzim. Inhibitor secara alami dapat berupa bisa (racun)
yang dikeluarkan oleh hewan, seperti ular atau laba-laba. Inhibitor akan
mencegah sisi aktif untuk tidak bekerja. Beberapa obat-obatan juga berfungsi
sebagai inhibitor, seperti penisilin yang berguna menghambat kerja enzim pada
mikroorganisme. Inhibitor terbagi atas dua macam, yakni inhibitor
kompetitif dan inhibitor nonkompetitif. Pada
inhibitor kompetitif, inhibitor ini akan bersaing dengan substrat untuk
bergabung dengan enzim sehingga kerja enzim akan terganggu. Sementara itu,
inhibitor nonkompetitif tidak akan bersaing dengan substrat untuk bergabung
dengan enzim karena memiliki sisi ikatan yang berbeda (Keeton and Gould, 1986:
81).
6)
Kadar Air
Kerja enzim sangat dipengaruhi oleh air. Rendahnya kadar air dapat
menyebabkan enzim tidak aktif. Sebagai contoh, biji tanaman yang dalam keadaan
kering tidak akan berkecambah. Hal ini disebabkan oleh tidak aktifnya enzim
sebagai akibat dari rendahnya kadar air dalam biji. Biji akan berkecambah jika
direndam. Kadar air yang cukup dapat mengaktifkan kembali enzim.
EmoticonEmoticon