BAB I
Pendahuluan
Enzim merupakan katalisator biologis yang
bertanggung jawab untuk mendukung semua reaksi kimia sel dalam mempertahan
homeostatis. Katalisator dapat berupa enzim maupun senyawa bukan enzim yaitu
berupa logam. Karena perannya dalam mempertahankan proses kehidupan,
pemeriksaan dan pengaturan obat-obatan yang mempengaruhi kerja enzim menjadi
kunci utama dalam diagnosis klinis dan terapi. Komponen makromolekul semua
enzim adalah protein, kecuali kelas katalisator RNA yang disebut ribozim.
Ribozim merupakan molekul asam ribonukleat yang mengkatalis reaksi pada ikatan
fosfodiester pada RNA. Katalisator enzim berbeda dengan katalisator yang
terbuat dari logam.
Pada
dasarnya sel yang hidup melakukan aktivitas biokimia yang disebut metabolisme,
dan proses ini sangat dipengaruhi keberlangsungannya oleh suatu enzim.
Aktivitas sel seperti penggantian sel yang rusak, konversi sumber makanan
menjadi energy, pengeluaran sisa-sisa metabolism, proses reproduksi dan semua
aktivitas tubuh seperti mobilisasi, semuanya memerlukan enzim untuk proses
normal.
Kebanyakan reaksi enzimatik bersifat reversibel.
Enzim merupaka protein yang berfungsi untuk mempercepat reaksi dengan jalan
menurunkan energy aktivasi dan tidak mengubah kesetimbangan reaksi. Enzim
bersifat sangat spesifik, ia juga ditemukan pada semua jaringan dan cairan
tubuh. Hampir seluruh proses kehidupan tergantung pada aktivitas enzim.
Tinjauan pustaka
Enzim Adalah sekelompok protein yang berfungsi sebagai
katalisator untuk berbagai reaksi kimia dalam sistim biologic. Hampir semua
reaksi kimia dalam sistim biologis dikatalis oleh enzim. Sisnteis enzim terjadi
di dalam sel dan sebagian nesar enzim dapat diekstraksi dari sel tanpa merusak
fungsinya.
Enzim biasa juga disebut sebagai suatu protein yang mempunyai struktur
tiga dimensi yang mampu mengkatalisis reaksi-reaksi biologis. Untuk
mengaktifkan kerja enzim dibutuhkan adanya kofaktor, seperti ion logam, koenzim
atau spesies yang lain. Enzim menaikan laju reaksi karena enzim dapat
menurunkan energi aktifasi substrat yang terlibat dalam reaksi. Enzim bekerja
optimal dalam kondisi yang optimal, diatas kondisi optimal aktifitas katalis
enzim akan berkurang, demikian pua dibawah kondisi optimal aktivitas
katalitiknya akan menjadi kurang optimal.
Semua enzim pada hakekatnya adalah protein. Beberapa diantaranya mempunyai
struktur agak sederhana, sedangkan sebagian besar lainnya memiliki struktur
rumit. Oleh karena enzim adalah protein, maka interaksi antara enzim dengan
molekul lain, sama halnya dengan protein ditentukan oleh asam amino-asam amino
yang ada dalam permukaan yang berhubungan dengan medium. Sifat-sifat permukaan
enzim dipengaruhi oleh larutan disekitarnya. Gugus-gugus fungional enzim
menggambarkan sifat asam-basa dan kelarutannya.
Suhu, pH, konsentrasi substrat, serta konsentrasi enzim sangat mempengaruhi
aktifitas katalitik enzim. Masing-masing enzim memiliki kondisi optimal.
Aktivitas katalitik enzim dipengaruhi oleh adanya inhibitor. Ada tiga jenis
inhibitor yaitu:
- Inhibitor bersaing
- Indibitor tidak
bersaing, dan
- Inhibitor bukan
bersaing
Satu unit aktivitas enzim didefinisikan sebagai jumlah enzim yang dapat
menghasilkan enzim sebanyak… mol setiap detik pada kondisi percobaan.
Selanjutnya satu unit aktivitas spesifik enzim didefinisikan sebagai jumlah
enzim yang dapat menghasilkan satu… mol produk setiap detik per gram protein
enzim.
Dalam mulut manusia terdapat enzim amylase yang memiliki tugas-tugas yang
penting dalam proses reksi enzimatik untuk kepentingan metabolisme tubuh.
Berdasarkan jenis reaksi yang
dikatalisis, enzim dapat dibagi menjadi enam golongan uatama, yaitu:
- Oksidoreduktase: kelompok enzim yang mengerjakan reaksi oksidasi
dan reduksi
- Transferase: kelompok enzim yang berperan dalam reaksi
pemindahan suatu gugus dari suatu senyawa kepada senyawa lain.
- Hidrolase: Kelompok emzim yang berperan dalam reaksi
hidrolisis
- Liase: Kelompok enzim yang mengkatalisis reaksi adisi
atau pemecahan ikatan rangkap
- Isomerase: kelompok enzim yang mengkatalisis perubahan
konformasi molekul (isomerisasi)
- Ligase(Sintetase): kelompok enzim yang mengkatalisis pembentukkan
ikatan kovalen
Secara
keseluruhan, enzim mempunyai dua bagian utama yaitu: bagian protein (apoenzim)
dan bagian ion protein (koenzim). Apoenzim merupakan suatu
polipeptida yang mempunyai struktur kwarterner atau tersier dengan urutan atau
komposi asam amino tertentu dan rantai polipeptida tersebut distabilkan oleh
ikatan kimia yang terjadi yang dari gugus sampaing pada asam aminonya. Ikatan
kimia yang terjadi merupakan ikatan sulfide, ikatan hydrogen, dan ikatan Van
der Wals.
Maksud dan tujuan
a.
mengetahui kerja enzym yang dipengaruhi oleh PH dan suhu
b mengetahui amilase taoge
dan kacang hijau
Alat
dan Bahan
A.alat
1.tabung reaksi
2.pipet tetes
3.kaki tiga
4.spirtus
5.gelas ukur
6.temperatur
7.cawan porselin
B.bahan
1.
Larutan
buffer
2.
Larutan
amilum
3.
Larutan
enzyma diastase
4.
Larutan
jod
5.
Amilum
6.
Nextrin
7.
Ekstrak
kacang hijau
8.
Ekstrak
taoge
LANGKAH KERJA
Ø Pengaruh PH terhadap aktivitas enzima
diastosa
·
Siapkan
3 tabung reaksi yang bersih,kemudian isilah masing-masing seperti yang
tercantum dibawah ini
No tabung
|
Larutan buffer
|
substrat
|
1
|
6 ml larutan buffer pH=4
|
3 ml larutan amilum 1%
|
2
|
6 ml larutan buffer pH=6
|
3 ml larutan amilum 1%
|
3
|
6 ml larutan buffer pH=8
|
3 ml larutan amilum 1%
|
·
Kemudian
dalam masing-masing tabung di tambahkan 1 ml larutan enzima diastase dan campur
baik-baik,catat waktu pada saat menambahkan larutan tersebut.
·
Inkubasikan
pada penangas air yang suhunya 40%.
·
Setiap
3 menit amati tabung 1,2,3 dengan cara mengambil 2 tetes larutan yang dibuat,
teteskan pada cawan porselin kira-kira 2 tetes larutan 0,01 N jodium.
·
Catat
perubahan warnanya dengan (ambil tabung lain ):
o Amilum ditambah jod
o Dextrin ditambah jod
o Glikogen ditambah jod
·
Hasil akhir pada tabung 1,2,3 diuji dengan larutan
benedict 2 ml.
Ø Pengaruh suhu terhadap aktifitas enzima
diiastase.
·
Siapkan
6 tabung reaksi yang bersih.
·
Masing-masing
di isi amilum 1% sebanyak 2 ml dan masing-masing ditambah larutan diastase
sebanyak 2 ml.
·
Siapkan
penangas air dengan suhu400 C dan 1000 C.
·
Tabung
ke 1 dan 2 di inkubasikan pada suhu 400 C selama 30 menit.
·
Tabung
ke 3 dan 4 di panaskan pada suhu 1000
C selama 10 menit.
·
Tabung
ke 5 dan 6 di biarkan pada suhu kamar selama 30 menit.
·
Kemudian
masing-masing ditambah kira-kira 1ml jod 0,01 M.
·
Amati
perbedaan warna yang terjadi.
Ø Pengujian amilase dari kecambah
·
Siapkan
2 macam bahan (biji kacang hijau dan taoge) masing-masing 50 gram dengan
dihancurkan dengan mortal, tambah aquadest 50 ml kemudian disaring dengan
kertass saring.
·
Siapkan
4 tabung reaksi yang bersih.
·
Masukkan
kedalamnya masing-masing 3 ml amilum 1% atur pH nya dengan menambah 6 ml
larutan buffer pH 6,0.
·
Pada
tabung 1 dan 2 ditambahkan masing-masing 1ml ektrak kacang hijau.
·
Pada
tabung 3 dan 4 ditambahan masing-masing 1ml ekstrak taoge.
·
Inkubasikan
dalam penangas air pada suhu 400 C.
·
Pada
menit ke 0 dan ke 20, diambil 1 tetes bahan tersebut pada lempong persolin dan
ditanbah 1 tetes larutan jod 0,01 N.
·
Catat
perubahan warna yang terjadi.
HASIL PENGAMATAN
v Pengaruh pH terhadap aktifitas enzima
diastosa
No
|
pH
|
Warna awal
|
Amilum
|
Diastase
|
Suhu 400
|
1
|
PH4
|
Bening
|
Bening agak keruh dibagian atas
|
Bening bagian atas ada gumpalan putih
susu
|
·
Sebelum dipanas hitam pekat
·
Menit 3 hitam
·
Menit 6 hitam
·
Menit 9 hitam
|
2
|
pH6
|
Bening
|
Bening agak keruh
|
Bening tidak terjadi gumpalan
|
·
Sebelum dipanasi hitam
·
Menit 3 hitam
·
Menit 6 hitam
·
Menit 8 hitam
|
3
|
pH8
|
Bening
|
Bening agak keruh
|
Bening kekuningan
|
·
Sebelum dipanaskan hitam
·
Menit 3 hitam
·
Menit 6 hitam
·
Menit 9 hitam
|
v Tabung lain
No
|
Larutan
|
W. awal
|
jod
|
1
|
Amilum
|
Bening
|
Hitam kebiruan
|
2
|
Dexitrin
|
Bening
|
Hitam ke unguan
|
v Hasil akhir pada tabung 1,2,3 dengan
larutan benedict 2 ml
No
|
pH
|
Warna awal
|
benedict
|
1
|
pH 4
|
Endapan putih dibawah
|
Biru ada endapan putih di bagian atas
dan menggumpal
|
2
|
pH 6
|
Putih keruh
|
Biru jernih
|
3
|
pH 8
|
Bening kebiruan
|
Biru jernih
|
Pengaruh suhu terhadap aktifitas enzima
diastase
v Suhu 400 C
Tabung
|
Warna awal
|
Amilum+diastase
|
1
|
bening
|
Bening kekuningan
|
2
|
bening
|
Bening kekuningan
|
v Suhu 1000C
Tabung
|
Warna awal
|
Amilum+diastase
|
3
|
Bening
|
Kuning ada gumpalan berwarna biru
(sedikit)
|
4
|
Bening
|
Kuning ada gumpalan berwarna
biru(sedikit lebih kental)
|
v Suhu kamar
Tabung
|
Warna awal
|
Amilum+diastase
|
5
|
bening
|
Bening kekuningan
|
6
|
bening
|
Bening kekuningan
|
Ø Pengujian amilase dari kecambah
|
Warna awal
|
Larutan butter
|
Kacang hijau
0 menit
|
1.Bening
2.Bening
|
1.Hitam pekat
2.Hitam pekat
|
30
enit
|
1.Bening
2.Bening
|
1.Hitam pekat
2.Hitam pekat
|
Taoge
O menit
|
3.Bening
4.Bening
|
3.Biru kehitaman
4.Biru kehitaman
|
30 menit
|
3.Bening
4.Bening
|
3.Ungu kebiruan
4.Ungu kebiruan
|
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Sejarah
Penemuan Enzim
Pada tahun 1800, telah diketahui bahwa sekresi lambung mampu mencerna
daging dan air liur mampu mengubah pati menjadi gula. Kemudian, pada beberapa
tahun berikutnya, Louis Pasteur menyimpulkan bahwa fermentasi gula menjadi
alkohol dilakukan oleh ragi yang menghasilkan “fermen”. Selanjutnya fermen ini
dinamakan sebagai enzim di dalam ragi yang pada saat itu dianggap tidak dapat
dipisahkan dari sel hidup.
Pada tahun 1897, Eduard Buchner berhasil mengekstrak bentuk aktif dari sel
ragi, yaitu serangkaian enzim yang mengkatalisis fermentasi gula menjadi
alkohol. Hal ini membuktikan bahwa enzim di luar sel hidup mampu mengkatalisis
substrat. Kemudian pada tahun 1926, James Sumner pertama kali mengisolasi enzim
dalam bentuk kristal, yaitu enzim urease, karena kristal urease seluaruhnya
merupakan molekul protein, maka Sumner menyimpulkan bahwa semua enzim adalah
protein. Selanjutnya pada tahun 1930, John Northrop bersama rekan-rekannya
berhasilkan mengkristalkan pepsin dan tripsin yang
keduanya juga merupakan molekul protein. Konsep “enzim adalah protein” terus
bertahan hingga sekarang, meskipun diketahui bahwa beberapa enzim memerlukan
kombinasi dengan gugus prostetik (non protein) untuk aktivitas katalitiknya,
dan saat ini juga telah ditemukan molekul yang
memiliki kemampuan katalitik sebagaimana enzim, tetapi bukan merupakan
molekul protein, yaitu molekul RNA.
2.2 Pengertian Enzim
Enzim adalah suatu protein yang berfungsi sebagai biokatalisator.kebanyakan enzim
adalah protein dimana terdapat sedikit ribonukleoprotein ditemukan dan
beberapa dari kelompok ini aktivitas katalitiknya lebih dominan RNA daripada
protein.Enzim mengkatalis reaksi kimia yang berlangsung dalam sel tubuh.
Katalisator didefinisikan sebagai percepatan reaksi kimia oleh beberapa senyawa
dimana senyawanya tidak mengalami perubahan kimia secara permanen.Enzim terikat
sementara pada reaktan yang dikatalisisnya,dan kembali seperti semula setelah
terbentuk produk.misalnya:katalase yang mengkatalisis dekomposisi hidrogen
peroksida menjadi air dan oksigen, reaksinya adalah sebagai berikut:
2H2O2 → 2H2O + O2
Satu molekul katalase dapat memecah 40 juta molekul hidrogen peroksida
setiap detik.
2.3 Sifat-Sifat Enzim
Sifat-sifat enzim dapat diuraikan sebagai berikut :
a. Merupakan protein
Enzim merupakan suatu protein yaitu suatu senyawa yang tersusun dari
rangkaian asam amino yang terikat satu sama lain dengan ikatan peptida, perlu
diketahui bahwa sifat yang dimiliki oleh suatu protein, tentunya dimiliki oleh
enzim pula.
b. Merupakan biokatalisator
Enzim disebut sebagai katalisator karena bekerja sebagai katalis dalam
kehidupan makhluk hidup. Katalis yang dimaksud disini adalah kemampuan enzim
dalam membantu mempercepat reaksi kimia tanpa ikut bereaksi atau terpengaruh
oleh zat kimia tersebut.
c. Enzim bekerja spesifik
Enzim bersifat sangat spesifik, baik jenis reaksi maupun substratnya dalam
artian setiap enzim hanya berfungsi untuk satu senyawa (substrat) tertentu
saja.
d. Memiliki kemampuan untuk diatur
Enzim tidak ikut bereaksi dengan substrat atau produknya. Aktivitas dapat
dikontrol sesuai dengan kebutuhan organisme itu sendiri. Beberapa enzim
disintesis dalam bentuk tidak aktif, dan akan diaktifkan oleh kondisi dan waktu
yang sesuai (enzim alosterik), prekursor yang tidak aktif disebut zymogen.
e. Menggunakan ikatan
nonkovalen
Kekuatan yang menghubungkan substrat dengan enzim umumnya menggunakan
ikatan nonkovalen seperti ikatan hidrogen, interaksi ionik, serta interaksi
hidrofob. Interaksi enzim substrat merupakan interaksi yang lemah, khususnya
ketika atom terlihat lebih dari 1Å dari yang lainnya. Sehingga pengikatan enzim
dengan substrat memerlukan kedua molekul untuk berdekatan dengan permukaan yang
bersentuhan lebar. Hal ini memerlukan konfigurasi yang saling berkomplemen
antara substrat dengan enzim, dan hal ini menjelaskan spesifitas kebanyakan
enzim.
f. Mempercepat reaksi kimia
dengan jalan menurunkan energi aktivasi yaitu energi awal yang
diperlukan untuk memulai reaksi kimia
Enzim mempercepat reaksi di dalam sel dengan mengizinkan reaksi untuk
terjadi secara efektif pada suhu yang lebih rendah dari tubuh (37oC).
Enzim bekerja menurunkan energi aktivasi yang diperlukan untuk reaksi yang
terjadi.
g. Bekerja sangat cepat
Dalam sebuah reaksi kimia, umumnya enzim yang diperlukan sangat sedikit,
tetapi pengaruhnya terhadap kecepatan reaksi sangat besar (cepat), dan dapat
digunakan secara berulang-ulang.
h. Dapat bekerja secara reversibel
Dalam sebuah reaksi kimia, umumnya enzim bekerja satu arah, meskipun
beberapa diantaranya mampu bekerja dalam dua arah. Misalnya reaksi searah
adalah lipase yang membantu pembentukan lemak.
i. Dapat dibantu oleh
kofaktor
Enzim mampu bekerja dengan bantuan bahan nonprotein yang disebut kofaktor.
2.4 Klasifikasi Enzim
A. Penamaan
Enzim
Secara tradisional, enzim diberi nama secara sederhana oleh orang yang
menemukannya. Sistem penamaan terus berubah mengikuti perkembangan ilmu
pengetahuan, dan sistem penamaan enzim serta penggolongannya semakin kompleks
dan komprehensif.
Perkembangan selanjutnya nama enzim biasanya berasal dari :
Ø Substratnya atau reaksi kimia yang dikatalis, dengan
penambahan akhir –ase. Misalnya laktase, alkohol dehidrogenase dan
DNA polimerase.
Ø Berdasarkan jenis ikatan kimia substrat yang dicerna oleh
enzim, ditambah akhiran –ase. Misalnya jika yang dicerna
adalah sulfat, maka diberi nama sulfatase, sedangkan bila substratnya peptid
maka dinamakan peptidase.
Ø Berdasarkan pada jenis reaksi, misalnya transferase, oksidase,
dehidrogenase dan lain-lain.
B. Klasifikasi
Enzim
No.
|
Klasifikasi
|
Jenis Reaksi
|
Sifat Biokimia
|
Gambaran Reaksi
|
Contoh Enzim
|
1.
|
Oksido reduktase
|
Reaksi Oksidasi dan
Reduksi
|
Mengkatalisis reaksi
reduksi/oksidasi, memindahkan atom H atau O atau elektron dari suatu substrat
ke yang lain.
|
AH+B → A+ BH
(tereduksi)
AB+C → AO
(teroksidasi)
|
Dehidrogenase,
oksidase
|
2.
|
Transferase
|
Pemindahan gugus
fungsional
|
Bekerja dengan
memindahkan gugus fungsional antara molekul donor dan akseptor. Kinase
merupakan transferase khusus yang mengatur metabolisme dengan memindahkan
gugus fosfat dari ATP ke molekul lain
|
AB+C → A+ BC
|
Transaminase. Kinase
|
3.
|
Hydrolase
|
Reaksi hidrolisis
|
Bekerja dengan
menambahkan air untuk melepas ikatan dan menghidrolisisnya
|
AB+H2O →
AOH+BH
|
Lipase, amilase,
peptidase
|
4.
|
Lyase
|
Penambahan ikatan
rangkap atau sebaliknya
|
Bekerja dengan
menambahkan air, ammonia, atau karbon dioksida, membentuk ikatan rangkap atau
melepas elemen tersebut untuk menghasilkan ikatan rangkap.
|
RCOCOOH → RCOH+ CO2
|
|
5.
|
Isomerase
|
Reaksi isomerisasi
|
Bekerja untuk
beberapa jenis reaksi isomerisasi: isomer L menjadi D, reaksi mutasi
(penggantian gugus fungsional) dan lainnya.
|
AB → BA
|
Isomerase, mutase
|
6.
|
Ligase
|
Pembentukan ikatan
baru C-O, C-S, C-N atau C-C dengan ATP
|
Bekerja
mengkatalisis reaksi penggabungan dua gugus kimia (atau pengikatan) dengan
menggunakan energi dari ATP.
|
X+Y+ATP → XY + ADP =
Pi
|
Sintetase
|
2.5 Mekanisme Kerja Enzim
a. Inhibitor kompetitif
Menghambat kerja enzim dengan menempati sisi aktif enzim. Inhibitor ini
bersaing dengan substrat untuk berikatan dengan sisi aktif enzim. Pengambatan
bersifat reversibel (dapat kembali seperti semula) dan dapat dihilangkan dengan
menambah konsentrasi substrat.
Inhibitor kompetitif misalnya malonat dan oksalosuksinat, yang bersaing
dengan substrat untuk berikatan dengan enzim suksinat dehidrogenase, yaitu
enzim yang bekerja pada substrat oseli suksinat.
b. Inhibitor nonkompetitif
Inhibitor ini biasanya berupa senyawa kimia yang tidak mirip dengan
substrat dan berikatan pada sisi selain sisi aktif enzim. Ikatan ini
menyebabkan perubahan bentuk enzim sehingga sisi aktif enzim tidak sesuai lagi
dengan substratnya. Contohnya antibiotik penisilin menghambat kerja enzim
penyusun dinding sel bakteri. Inhibitor ini bersifat reversible tetapi tidak
dapat dihilangkan dengan menambahkan konsentrasi substrat.
Gambar Kerja enzim seperti gembok-anak kunci B. Inhibitor kompetitif dan non kompetitif
(Campbell, 2006)
Gambar Kerja enzim seperti gembok-anak kunci B. Inhibitor kompetitif dan non kompetitif
(Campbell, 2006)
c. Inhibitor
irreversibel
Inhibitor ini berikatan dengan sisi aktif enzim secara kuat sehingga tidak
dapat terlepas. Enzim menjadi tidak aktif dan tidak dapat kembali seperti
semula (irreversible). Contohnya, diisopropilfluorofosfat yang menghambat kerja
asetilkolin-esterase. Molekul selalu bergerak dan bertumbukan satu sama
lain. Jika suau molekul substrat menumbuk molekul enzim yangtepat maka akan
menempel pada enzim. Tempat menempelnya molekul substrat pada enzim disebut
dengan sisi aktif.
Ada dua teori yang menjelaskan mengenai cara kerja enzim yaitu:
1. Teori kunci dan gembok
Teori ini diusulkan oleh Emil Fischer pada 1894. Menurut teori ini, enzim
bekerja sangat spesifik. Enzim dan substrat memiliki bentuk geometri komplemen
yang sama persis sehingga bisa saling melekat. Berikut merupakan gambar
tampilan dari cara kerja enzim menurut teori kunci dan gembok :
Emil Fischer mengajukan bahwa baik enzim dan substrat memiliki bentuk
geometri yang saling memenuhi. Hal ini sering dirujuk sebagai model “Kunci dan
Gembok”. Manakala model ini menjelaskan kespesifikan enzim, ia gagal dalam
menjelaskan stabilisasi keadaan transisi yang dicapai oleh enzim. Model ini
telah dibuktikan tidak akurat dan model ketepatan induksilah yang sekarang
paling banyak diterima.
2. Teori ketepatan induksi
Pada tahun 1958, Daniel Koshland mengajukan modifikasi model kunci dan
gembok, oleh karena enzim memiliki struktur yang fleksibel, tapak aktif secara
terus menerus berubah bentuknya sesuai dengan interaksi antara enzim dan substrat.
Akibatnya, substrat tidak berikatan dengan tapak aktif yang kaku. Orientasi
rantai samping asam amino berubah sesuai dengan substrat dan mengijinkan enzim
untuk menjalankan fungsi katalitiknya. Pada beberapa kasus, misalnya
glikosidase, molekul substrat juga berubah sedikit ketika ia memasuki tapak
aktif. Tapak aktif akan terus berubah bentuknya sampai substrat terikat secara
sepenuhnya yang mana bentuk akhir dan muatan enzim ditentukan.
Fungsi utama enzim dalam reaksi adalah sebagai berikut :
· Menurunkan energi
aktivasi dengan menciptakan suatu lingkungan yang mana keadaan transisi
terstabilisasi (contohnya mengubah bentuk substrat menjadi konformasi keadaan
transisi ketika ia terikat dengan enzim).
· Menurunkan energi
keadaan transisi tanpa mengubah bentuk substrat dengan menciptakan lingkungan
yang memiliki distribusi muatan yang berlawanan dengan keadaan transisi.
· Menyediakan lintasan
reaksi alternatif. Contohnya bereaksi dengan substrat sementara waktu untuk
membentuk kompleks Enzim-Substrat antara.
· Menurunkan perubahan
entropi reaksi dengan menggiring substrat bersama pada orientasi yang tepat
untuk bereaksi. Menariknya, efek entropi ini melibatkan destabilisasi keadaan
dasar dan kontribusinya terhadap katalis relatif kecil.
2.5 Faktor-faktor
yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim
Aktivitas enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain:
a. Suhu
Tiap kenaikan suhu 10º C, kecepatan reaksi enzim menjadi dua kali lipat.
Hal ini berlaku dalam batas suhu yang wajar. Kenaikan suhu berhubungan dengan
meningkatnya energi kinetik pada molekul substrat dan enzim. Pada suhu yang
lebih tinggi, kecepatan molekul substrat meningkat. Sehingga, pada saat
bertubrukan dengan enzim, energi molekul substrat berkurang. Hal ini memudahkan
molekul substrat terikat pada sisi aktif enzim. Peningkatan suhu yang ekstrim
dapat menyebabkan atom-atom penyusun enzim bergetar sehingga ikatan hidrogen
terputus dan enzim terdenaturasi. Denaturasi adalah rusaknya bentuk tiga
dimensi enzim dan menyebabkan enzim terlepas dari substratnya. Hal ini,
menyebabkan aktivitas enzim menurun, denaturasi bersifatirreversible (tidak
dapat balik). Setiap enzim mempunyai suhu optimum, sebagian besar enzim manusia
mempunyai suhu optimum 37º C. Sebagian besar enzim tumbuhan mempunyai suhu
optimum 25º C.
b. pH
(derajat keasaman)
Enzim sangat peka terhadap perubahan derajat keasaman dan kebasaan (pH)
lingkungannya. Enzim dapat nonaktif bila berada dalam asam kuat atau basa
kuat.Pada umumnya, enzim intrasel bekerja efektif pada kisaran pH 7,0. Jika pH
dinaikkan atau diturunkan di luar pH optimumnya, maka aktivitas enzim akan
menurun dengan cepat. Tetapi, ada enzim yang memiliki pH optimum sangat asam,
seperti pepsin, dan agak basa, seperti amilase. Pepsin memiliki pH optimum
sekitar 2 (sangat asam). Sedangkan, amilase memiliki pH optimum sekitar
7,5 (agak basa).
c. Inhibitor
Kerja enzim dapat terhalang oleh zat lain. Zat yang dapat menghambat kerja
enzim disebut inhibitor. Zat tersebut memiliki struktur seperti
enzim yang dapat masuk ke substrat, atau ada yang memiliki struktur seperti
substrat sehingga enzim salah masuk ke penghambat tersebut.
d. Aktivator
Selain inhibitor, terdapat juga aktivator yang mempengaruhi kerja enzim.
Aktivator merupakan molekul yang mempermudah enzim berikatan dengan
substratnya. Contohnya, ion klorida yang berperan dalam aktivitas amilase dalam
ludah.
2.6 Koenzim
Koenzim merupakan senyawa organink non-protein dengan berat molekul yang
kecil dan dapat membantu enzim dalam bekerja. Koenzim kadang-kadang disebut
pula sebagai kosubstrat. Molekul ini merupakan substrat untuk enzim
dan tidak membentuk bagian permanen dari struktur enzim.
Koenzim berasal dari gugus prostetik, yang merupkan komponen non-protein
dan terikat kuat pada enzim, seperti gugus besi-sulfur, flavin atau haem.
Contoh enzim yang mempunyai gugus prostetik merupakan jeniskofaktor secara
luas yang merupakan molekul non-protein yang biasanya molekul organik atau ion
logam yang diperlukan oleh enzim untuk aktivitasnya. Berikut tersaji dalam
tabel nama-nama enzim yang memerlukan kofaktor :
No
|
Ion logam
|
Nama enzim
|
1.
|
Fe2+ atau Fe 3+
|
v Sitokrom oksidase
v Katalase
v Peroksidase
|
2.
|
Cu2+
|
v Sitokrom oksidase
|
3.
|
Zn2+
|
v Karbonik anhidrase
v Alkohol dehidrogenase
|
4.
|
Mg2+
|
v Heksokinase
v Glukosa-6-fosfatase
|
5.
|
Mn2+
|
v Arginase
v Ribonukleotida reduktase
|
6.
|
K+
|
v Piruvat kinase
|
7.
|
Ni2+
|
v Urease
|
8.
|
Mo
|
v Dinitrogenase
|
9.
|
Se
|
v Glutation peroksidase
|
2.7 Enzim
Alosterik dan Pengendaliannya
Proses glikolisis pada perombakan glukosa menjadi asam piruvat dikerjakan
oleh sekumpulan enzim (sistem enzim) yang bekerja bersama-sama dalam rangkaian
atau sistem yang berurutan. Di dalam sistem ini, produk reaksi enzim pertama
menjadi substrat bagi enzim kedua dan produk enzim kedua merupakan substrat
bagi enzim berikutnya dan seterusnya hingga dihasilkan asam piruvat. Sistem
multienzim dapat memiliki sampai 15 atau lebih enzim yang bekerja pada urutan
spesifik.
Dalam setiap sistem terdapat sekurang-kurangnya satu enzim pemacu yang
menentukan kecepatan keseluruhan urutan reaksi, karena enzim ini mengkatalisis
tahap yang paling lambat ataupun tahap penentu kecepatan. Enzim pemacu seperti
ini bukan hanya memiliki fungsi katalitik, tetapi juga mampu meningkatkan atau
menurunkan aktivitas katalitik sebagai respon terhadap isyarat tertentu. Enzim
yang aktivitas katalitiknya diatur melalui berbagai jenis isyarat molekuler
disebut sebagai enzim regulatori (enzim pengatur) yang dibedakan menjadi enzim
alosterik (pengatur bukan kovalen) dan enzim pengatur kovalen.
Pada beberapa sisten multienzim, enzim pertama atau enzim pengatur (enzim
regulatori) umumnya dihambat secara spesifik oleh produk akhir sistem
multienzim tersebut. Oleh karena itu, keseluruhan kerja sistem enzim kecepatan
reaksinya diperlambat hingga konsentrasi produk akhir sesuai dengan kebutuhan
sel. Jenis penghambatan ini dinamakan penghambatan balik. Contoh klasik dari
penghambatan balik alosterik ini adalah sistem enzim bakteri yang mengkatalisis
pengubahan L-treonin menjadi L-isoleusin melalui lima tahapan reaksi enzim.
Enzim pertama adalah treonin dehidratase dihambat oleh
isoleusin, yaitu produk akhir dari rangkaian kerja lima enzim. Walaupun
isoleusin merupakan penghambat sangat spesifik, tetapi isoleusin tidak berikatan
dengan sisi substrat pada enzim treonin dehidratase, melainkan berikatan dengan
sisi spesifik lain yang disebut sisi pengatur. Pengikatan
isoleusin pada sisi pengatur enzim treonin dehidratase ini bersifat nonkovalen
sehingga dapat segera diatasi.
Enzim alosterik adalah enzim pengatur yang aktivitas katalitiknya
disebabkan oleh peningkatan nonkovalen dari metabolit tertentu pada sisi lain
(sisi pengatur) dari sisi katalitik enzim. Istilah alosterik berasal dari
bahasa Yunani, yaitu: “allo” yang berarti lain dan “stereos” yang berarti ruang
atau sisi. Jadi enzim alosterik adalah enzim yang memiliki sisi lain selain
sisi katalitik.
Terdapat tiga perbedaan pokok dari siffat-sifat enzim alosterik
dibandingkan dengan sifat-sifat enzim bukan pengatur (enzim secara umum),
yaitu:
1. Enzim alosterik memiliki sisi
katalitik dan satu atau lebih sisi pengatur atau alosterik untuk mengikat
metabolit pengatur yang disebut modulator (pengatur) atau efektor.
2. Molekul enzim alosterik umumnya lebih
besar dan lebih komplek dibandingkat dengan molekul enzim biasa. Kebanyakan
enzim alosterik memiliki dua atau lebih rantai polipeptida.
3. Enzim alosterik biasanya
memperlihatkan penyimpangan yang nyata dari tingkah laku klasik Michaelis-
Menten. Enzim alosterik memperlihatkan kejenuhan. Dengan substrat yang
berlebihan. Tetapi bila kecepatan awal enzim alosterik dipetakan terhadap
konsentrasi substrat, maka terjadi kurva kejenuhan yang berbentuk sigmoid dan
bukan kurva kejenuhan substrat hiperbolik pada enzim biasa.
2.8 Pengendalian
Genetis Enzim
Kehadiran enzim berdasarkan ada atau tidak adanya substrat dibedakan atas:
1. Enzim konstitutif: yaitu enzim yang
selalu ada di dalam sel dan diproduksi secara konstan oleh sel. Misalnya
enzim-enzim untuk lintasan reaksi glikolisis dan siklus Krebs.
2. Enzim induktif atau enzim adaptif:
yaitu enzim yang diproduksi apabila ada substratnya. Sintesis enzim ini melalui
induksi enzim. Substrat yang merangsang (menginduksi) untuk diproduksinya suatu
enzim dinamakan induser. Contoh yang umum dikenal adalah operon lac, sebagai
induser adalah gula laktosa dan enzim indusibelnya (hasil induksi) adalah
β-galaktosidase.
Aktivitas enzim dapat dikendalikan melalui dua mekanisme pengendalian
yaitu:
1. Pengendalian katalisis secara
langsung, yang terbagi menjadi:
a. Melalui penggandengan mekanisme
katalitik itu sendiri yaitu dengan cara mengubah konsentrasi substrat atau
reaktan, atau dengan cara mengubah konsentrasi enzim ataupun gugus prostetik.
b. Melalui penggandengan dengan
proses-proses lain, dengan cara pengaturan oleh ligan (molekul yang dapat
terikat pada molekul enzim). Caranya ada tiga macam:
Ø Aktivasi prekursor; prekursor atau metabolit pertama merupakan
ligan pengatur.
Ø Pengendalian berkaitan dengan energi, ligan pengaturnya
misalnya adenilat (ATP, ADP dan AMP).
Ø Hambatan arus balik, ligan pengaturnya adalah produk akhir
lintasan metabolik.
2.9 Sumber
Enzim
Berbagai enzim yang digunakan
secara komersial berasal dari jaringan tumbuhan, hewan, dan dari mikroorganisme
yang terseleksi. Enzim yang secara tradisional diperoleh dari tumbuhan termasuk
protease (papain, fisin, dan bromelain), amilase, lipoksigenase, dan enzim
khusus tertentu. Dari jaringan hewan, enzim yang terutama adalah tripsin pankreas,
lipase dan enzim untuk pembuatan mentega. Dari jaringan hewan, enzim yang
terutama adalah tripsin pankreas, lipase, dan enzim untuk pembuatan mentega.
Dari kedua sumber tumbuhan dan hewan tersebut mungkin timbul banyak persoalan,
yakni: untuk enzim yang berasal dari tumbuhan, persoalan yang timbulantara lain
variasi musim, konsentrasi rendah dan biaya proses yang tinggi. Sedangkan yang
diperoleh dari hasil samping industri daging, mungkin persediaan enzimnya
terbatas dan ada persaingan dengan pemanfaatan lain. Sekarang jelas bahwa
banyak dari sumber enzim yang tradisional ini tidak memenuhi syarat untuk
mencukupi kebutuhan enzim masa kini. Oleh karena itu, peningkatan sumber enzim
sedang dilakukan yaitu dari mikroba penghasil enzim yang sudah dikenal atau
penghasil enzim-enzim baru lainnya.
Program pemilihan produksi enzim
sangat rumit, dan dalam hal tertentu jenis kultivasi yang digunakan akan
menentukan metode seleksi galur. Telah ditunjukkan bahwa galur tertentu hanya
akan menghasilkan konsentrasi enzim yang tinggi pada permukaan atau media
padat, sedangkan galur yang lain memberi respon pada teknik kultivasi terbenam
(submerged), jadi teknik seleksi harus sesuai dengan proses akhir produksi
komersial.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Ø Enzim adalah suatu protein yang berfungsi
sebagai biokatalisator,senyawa yang
meningkatkan
kecepatan reaksi kimia dalam tubuh mahluk hidup .
Ø Enzim diklasifikasikan berdasarkan tata
namanya.
Ø Mekanisme kerja enzim dapat dijelaskan melalui
teori kunci gembok dan teori ketetapan induksi.
Ø Penghambat kerja enzim atau inhibitor
untuk sementara atau secara tetap inhibitor enzim dibagi menjadi
dua yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif .
Ø Faktor- faktor yang mempengaruhi kerja
enzim adalah suhu ,ph (derajat keasaman),dan inhibitor
DAFTAR PUSTAKA
Ø Montgomery, dkk. 1993. Biokimia
Berorientasi pada Kasus Klinik. Jakarta. Binarupa Aksara.
Ø Saryono. 2011. Biokimia Enzim.
Yogyakarta. Nuha Medika.
Ø Soendoro, dkk. 1989. Prinsip-prinsip
Biokimia.Jakarta. Erlangga.
Ø http://sectoranalyst.blogspot.com/2011/09/laporan-biokimia-enzim.html#ixzz2DetZlpnd
0 komentar:
Posting Komentar