Materi Biologi tentang Enzim

Sekarang kita akan belajar tentang zat yang yang terlibat dalam proses metabolisme yaitu senyawa protein yang dapat mengkatalis reaksi-reaksi kimia dalam sel makhluk hidup. Senyawa tersebut adalah enzim.

Sejarah Penemuan Enzim

Enzim pertama kali dikemukakan oleh Willy Kuhne, seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman pada tahun 1878 dalam penelitiannya tentang peragian. Penelitian ini diawali dari percobaan seorang ahli kimia berkebangsaan Jerman Eduard Buchner yang membuat ekstrak ragi untuk mendapatkan cairan (juice) ragi yang berguna untuk pengobatan.

Ternyata cairan ragi tersebut memecah glukosa menjadi alkohol. Hingga pada tahun 1878 Willy Kuhne menyatakan bahwa substansi yang bersifat khusus tersebut adalah Enzim yang berasal dari kata Yunani, yaitu en artinya di dalam dan zyme yang berarti adonan asam.

Seiring perkembangan zaman, berkembang penelitian tentang enzim oleh Mayrback (Jerman) pada tahun 1952 dan memberikan defenisi Enzim adalah senyawa organik yaitu senyawa protein yang dapat mengatalisasikan reaksi kimia yang terjadi dalam sel jaringan. Enzim ini senantiasa melantarkan, mengendalikan, dan mengatalisasikan aktivitas kimia dari suatu sel hidup.

Sifat-Sifat Enzim

1. Biokatalisator artinya mempercepat reaksi kimia

2. Mudah rusak akibat suhu yang panas

3. Enzim diperlukan sangat sedikit, tetapi pengaruhnya terhadap kecepatan reaksi sangat besar (cepat) dan dapat digunakan berulang-ulang

4. Dapat bekerja di dalam dan di luar sel (Contoh enzim yang bekerja di luar sel adalah amilase dan maltase

5. Dalam sebuah reaksi kimia, umumnya enzim bekerja searah meskipun beberapa di antaranya mampu bekerja dalam dua arah. Contoh reaksi searah yaitu lipase yang membantu pembentukan lemak.

6. Umumnya enzim mampu bekerja dengan bantuan bahan nonprotein yang disebut kofaktor

7. Bekerja dengan spesifik

Komponen Penyusun Enzim

Penyusun utama enzim yaitu molekul protein yang disebut apoenzim. Enzim memerlukan komponen lain yang disebut kofaktor. Kofaktor adalah komponen nonprotein berupa ion atau molekul.

Cara Kerja Enzim

Enzim bekerja untuk meningkatkan proses reaksi kimia.

Ada dua teori cara kerja enzim yaitu;

1. Teori Gembok Dan Kunci (Lock and Key Theory)

Teori ini menjelaskan bahwa 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.

2. Teori Kecocokan yang Terinduksi (Induced Fit Theory)

Teori ini menjelaskan sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif enzim termodifikasi melingkupi substrat membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Dengan demikian, substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim

1. Suhu

Enzim pada manusia bekerja optimal pada 35-40oC mendekati suhu normal. Bakteri yang hidup di air panas memiliki enzim yang bekerja optimal pada 70oC.

2. Derajat Keasaman (Ph)

Enzim bekerja optimal pada pH 6-8. Enzim ptialin hanya bekerja pada pH netral, pepsin bekerja pada pH asam dan tripsin bekerja pada pH basa.

3. Hasil Akhir (Produk)

Jika sel menghasilkan produk lebih banyak dari pada yang dibutuhkan, produk yang berlebih tersebut dapat menghambat kerja enzim. hal ini dikenal dengan istilah feedback inhibitor. Jika produk yang berlebih habis digunakan, kerja enzim akan kembali normal. Mekanisme ini sangat penting dalam proses metabolisme yaitu mencegah sel menghabiskan sumber molekul yang berguna menjadi produk yang tidak dibutuhkan.

4. Konsentrasi Enzim dan Konsentrasi Substrat

Kecepatan suatu reaksi mengikuti peningkatan konsentrasi enzim, sedangkan konsentrasi substrat berpengaruh pada laju reaksi enzim. Pengaruhnya adalah bahwa konsentrasi substrat yang makin tinggi akan meningkatkan laju reaksi enzim.

5. Zat Penghambat

Kerja enzim dapat dihambat oleh zat penghambat atau inhibitor.

Terdapat dua jenis inhibitor;

1. Inhibitor kompetitif

Inhibitor kompetitif menghambat kerja enzim dengan cara berikatan dengan enzim pada sisi aktifnya. Oleh karena itu inhibitor ini bersaing dengan substrat menempati sisi aktif enzim. Enzim yang telah berikatan dengan inhibitor tidak dapat menjalankan fungsinya sebagai biokatalisator

2. Inhibitor non kompetitif

Inhibitor ini tidak bersaing dengan substrat untuk berikatan dengan enzim. Jika telah terjadi ikatan enzim-inhibitor, sisi aktif enzim akan berubah sehingga substrat tidak dapat berikatan dengan enzim.

Peranan Enzim

Enzim berperan dalam proses-proses berikut;

1. Reduksi yaitu reaksi penambahan hidrogen, elektron dan pelepasan oksigen

2. Dehidrasi yaitu pelepasan molekul uap air (H2O)

3. Oksidasi yaitu reaksi pelepasan molekul hidrogen, elektron dan penambahan oksigen

4. Hidrolisis yaitu reaksi penambahan H2O pada suatu molekul dan diikuti pemecahan molekul pada ikatan yang ditambah H2O

5. Deaminase yaitu reaksi pelepasan gugus amin (NH3)

6. Dekarboksilasi yaitu reaksi pelepasan CO2 dan gugus karboksil

7. Fosforilasi yaitu pelepasan fosfat

8. Transferase yaitu reaksi pemindahan suatu radikal

Klasifikasi Enzim

Pemberian nama secara sistematik suatu enzim berdasarkan sistem IEC (Internasional Enzyme Commission). Berikut ini adalah klasifikasi enzim berdasarkan IEC antara lain;

1. Oksidoredutase

Enzim ini bekerja pada beberapa reaksi oksidasi dan reduksi senyawa kimia

2. Transferase

Enzim yang bekerja pada beberapa reaksi pemindahan gugus, misalnya enzim transaminase (mengatalisis pemindahan reversibel dari suatu asam amino ke asam keto) dan kinase (enzim transferase yang berperan dalam pemindahan energi dari satu sistem ke sistem lain dalam bentuk ikatan fosfat berenergi tinggi).

3. Hidrolase

Enzim yang bekerja pada beberapa reaksi hidrolisis

4. Liase

Enzim yang bekerja dalam adisi gugus pada suatu ikatan rangkap

5. Isomerase

Enzim yag bekerja mejaga keseimbangan antara dua isomer

6. Ligase

Enzim yang mengatalisis reaksi membentuk ikatan kimia. Sering juga disebut enzim sintease.

Pemberian nama pada enzim berdasarkan nama substrat yang dipengaruhinya dan jenis reaksi yang dikatalisis. Berdasarkan substrat yang dipengaruhi diberi akhiran –ase, misalnya;

Protein-Proteinase, Karbohidrat- Karbohidrase, Lemak (lipida)-Lipase, Laktose-Laktase, Maltose-Maltase

Jika ditinjau dari tipe reaksinya, nama enzim juga diberi akhiran –ase, misalnya;

Oksidasi-oksidase, Reduksi-reduktase, Pelepasana CO2-Dekarboksilase, Pelepasan hidrogen-Dehidrogenase.

Sekian Materinya Dan Terima kasih bagi pembaca semuanya.

Referensi:, Mediatama, Ririn Safitri. 2016. Buku Siswa kelas Biologi Kelas XII, Peminatan Dan Ilmu-Ilmu Alam Surakarta: Mediatama

Ninik Suspriyati. 2013. Biologi Untuk SMA/MA Kelas XII. Sidoarjo: Masmedia

Sujana, Arman. 2007. Kamus Lengkap Biologi. Jakarta: Mega Aksara

Penyusun: Martha Paol Nabu