Komponen enzim non protein disebut

Gambar struktur tersier enzim amilase

Sudah sampai mana Sobat Pintar tahu tentang Metabolisme? Yuk kita belajar bersama!

Kalian pasti sudah sering mendengar kata metabolisme, Metabolisme merupakan rangkaian proses di dalam sel makhluk hidup yang melibatkan reaksi-reaksi kimiawi, sehingga diperlukan atau dihasilkan bahan-bahan tertentu seperti unsur, molekul, senyawa, atau energi.

Berdasarkan proses dan hasilnya, metabolisme dibedakan menjadi dua, yaitu katabolisme dan anabolisme. Sebelum Sobat mempelajari dua jenis metabolisme, kalian perlu tahu tentang enzim terlebih dahulu.

Enzim merupakan senyawa organik yang berbahan dasar protein untuk menjalankan proses biokimia dalam sistem hayati. Dengan demikian, reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh, baik anabolisme maupun katabolisme selalu melibatkan enzim

Komponen Enzim

Sebagian besar enzim tersusun oleh dua bagian, yaitu bagian yang berupa protein, disebut apoenzim dan bagian non protein yang disebut kofaktor.

Ada juga beberapa enzim yang hanya terdiri dari komponen protein saja. Kofaktor dapat berupa molekul anorganik maupun molekul organik. Molekul anorganik berupa mineral seperti ion Fe, ion Zn, dan ion Mn. Molekul organik misalnya NAD+, vitamin B1, B2, B6, niasin, dan biotin.

Kofaktor yang berupa molekul organik disebut koenzim, sedangkan kofaktor yang berupa molekul anorganik disebut gugus prostetik. Apoenzim dan koenzim yang bersatu membentuk enzim yang lengkap, disebut holoenzim.

Gambar enzim yang terdiri atas bagian protein (apoenzim) dan bagian non protein (gugus prostetik)

Inhibitor kompetitif dan nonkompetitif

Kerja enzim selama metabolisme tidak selalu berjalan lancar tanpa ada yang menghalanginya. Suatu zat tertentu yang dapat menghalangi kerja enzim ini disebut inhibitor. Zat-zat penghambat (inhibitor) berupa zat-zat kimia yang dapat menghambat kerja enzim. Contoh inhibitor enzim adalah garam-garam logam berat seperti air raksa, iodium-asetat, fluorida, sianida, azida, dan karbon monoksida.

Inhibitor kompetitif

Zat penghambat ini mempunyai struktur yang mirip dengan substrat. Oleh karena itu, zat penghambat dan substrat bersaing untuk dapat bergabung dengan enzim membentuk kompleks enzim-substrat. Selain menghambat ikatan antara enzim dengan substrat, inhibitor dapat menghambat penguraian dan pembentukan senyawa baru.

Gambar Inhibitor kompetitif

Inhibitor non-kompetitif

Pada umumnya, inhibitor ini tidak memiliki struktur yang mirip dengan substrat dan bergabung dengan enzim pada bagian selain sisi aktif enzim. Jika inhibitor ini bergabung dengan enzim maka akan mengubah bentuk sisi aktif enzim.

Dengan demikian, bentuk sisi aktif tidak sesuai lagi dengan bentuk substrat (ingat model kerja enzim teori gembok kunci). Contoh inhibitor non-kompetitif adalah pestisida (DDT) dan paration yang menghambat kerja enzim dalam sistem saraf, serta antibiotik dan penisilin pada sel bakteri.

Gambar Inhibitor non-kompetitif

Setiap struktur (senyawa maupun molekul tertentu) yang berbeda, selalu mempunyai sifat-sifat khas masing-masing. Sebelumnya, kalian telah mengetahui bahwa enzim sebagai biokatalisator.

Selama menjalankan fungsinya tersebut, enzim memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

Enzim bekerja secara khusus
Reaksi kimia yang ada di dalam sel banyak sekali, bukan? Kemudian, bagaimana dengan enzim?

Enzim bersifat sangat spesifik, artinya enzim hanya bekerja pada substrat tertentu saja, tidak dapat untuk sembarang substrat. Enzim tertentu hanya mengkatalis reaksi kimia tertentu pula. Contoh: enzim ptialin mengkatalis reaksi pengubahan zat tepung menjadi maltosa.

Dengan demikian, enzim ptialin hanya bekerja pada substrat zat tepung (amilum). Enzim katalase bekerja pada substrat H2O2 (hidrogen peroksida). H2O2 diuraikan oleh katalase menjadi H2 dan O2 (produk).

Enzim dapat bekerja secara bolak balik (reversible)
Sebagian besar reaksi kimia dalam tubuh organisme (biokimia) bersifat reversibel. Demikian juga kerja enzim sebagai biokatalisator.

Artinya, enzim dapat mengkatalisis reaksi maju maupun reaksi kebalikannya. Dengan demikian, enzim tidak mempengaruhi arah suatu reaksi. Enzim dapat membentuk senyawa baru maupun menguraikan suatu senyawa baru tersebut menjadi senyawa lain.

Contoh: enzim lipase mengubah gliserol dan asam lemak menjadi lemak. Enzim lipase juga dapat mengubah lemak menjadi gliserol dan asam lemak.

Enzim rusak jika terkena panas
Komponen protein penyusun enzim akan sangat menentukan sifat enzim. Salah satu sifat dari protein adalah tidak tahan terhadap panas (termolabil). Apoenzim bersifat termolabil. Oleh karena itu, enzim akan rusak jika terkena panas atau suhu yang tinggi.

Kerusakan enzim akibat suhu tersebut dinamakan denaturasi. Pada suhu di atas 5000C, enzim akan mengalami denaturasi. Enzim yang telah rusak menyebabkan aktivitas atau fungsi enzim hilang. Denaturasi bersifat irreversibel. Walaupun suhunya diturunkan atau dinormalkan, enzim yang rusak tidak akan dapat berfungsi kembali.

Enzim dapat digunakan berulang kali (reusable)
Selama enzimnya tidak rusak, enzim bisa dipakai berulang-ulang karena tidak ikut bereaksi.

Enzim tidak ikut berubah menjadi produk
Walaupun enzim bekerja untuk mengubah substrat menjadi produk, tapi enzim tidak ikut berubah menjadi produk juga, ya Sobat.

Pada prinsipnya enzim diaplikasikan untuk meningkatkan efektivitas reaksi baik in vitro maupun in vivo ya Sobat.

Biokatalisator
Enzim berfungsi sebagai katalisator yang berarti enzim berfungsi mempercepat terjadinya reaksi kimia. Enzim yang berperan untuk mempercepat reaksi kimia dalam metabolisme suatu sistem hayati disebut sebagai biokatalisator.

Penurunan energi aktivasi oleh enzim
Reaktan memerlukan energi (panas) untuk memutus ikatan antar atomnya, sehingga atom-atom tersebut dapat membentuk ikatan baru (produk). Energi bebas yang diperlukan untuk memutuskan ikatan ini disebut energi aktivasi (EA), sedangkan perbedaan antara energi bebas produk dengan energi bebas reaktan disebut delta G.

Reaksi kimia yang dikatalis oleh enzim, menunjukkan bahwa reaksi tersebut membutuhkan energi untuk reaksi lebih sedikit dibanding reaksi yang tidak dikatalis oleh enzim. Oleh karena itu, enzim berperan penting dalam menurunkan energi aktivasi untuk memulai suatu reaksi, sehingga reaksi dapat berjalan sangat cepat, efisien, dan tidak menimbulkan suhu yang tinggi.

Lanjut mengerjakan latihan soal yuk Sobat! Untuk lebih memahami karakteristik enzim.

Sifat Enzim – Ketika mencerna makanan, ada zat biomolekul berbentuk protein yang akan membantu dalam mengubah bentuk molekul zat makanan menjadi zat yang dibutuhkan oleh tubuh. Misalnya saja, zat gula yang diubah menjadi energi yang bermanfaat untuk tubuh. Biomolekul tersebut dinamakan enzim. Pada artikel kali ini, kita akan membahas mengenai sifat enzim dan berbagai hal yang ada di dalamnya.

Enzim sendiri berperan untuk membantu metabolisme. Jadi sangat penting untuk tubuh manusia. Cara kerja enzim yaitu bereaksi dengan molekul substrat guna menghasilkan senyawa melalui reaksi kimia organik yang memerlukan energi aktivasi lebih rendah. Sehingga akan mempercepat reaksi kimia, karena reaksi kimia dengan energi aktivitas yang lebih tinggi memerlukan waktu yang lebih lama.

Pengertian Enzim

Kata enzim sendiri berasal dari Bahasa Yunani yaitu “en” yang berarti dalam dan “zyme” yang berarti ragi. Dengan begitu, bisa kita simpulkan bahwa enzim bisa diartikan sebagai zat dalam ragi. Dengan kata lain, maksud dari enzim disini yaitu sekelompok protein yang memiliki fungsi khusus yaitu sebagai biokatalis yang berguna untuk membantu proses metabolisme tubuh seperti halnya pembentukan senyawa penyusunan sel, penguraian protein, pembakaran glukosa, dan penguraian polisakarida.

Sementara itu, enzim juga bisa diartikan sebagai suatu protein yang berguna untuk katalisator dalam reaksi pemecahan dan juga pembentukan atau metabolisme suatu zat yang terjadi di dalam sel sebuah jaringan. Katalisator merupakan suatu zat yang mempengaruhi kecepatan reaksi tanpa mempengaruhi hasil akhirnya. Zat tersebut tidak akan ikut dalam reaksi. Sehingga bentuknya tidak akan berubah.

Enzim adalah senyawa protein yang mempunyai molekul besar. Terdapat beberapa enzim yang hanya terdiri dari polipeptida dan tidak memiliki kandungan gugus kimia selain residu asam amino. Akan tetapi, ada enzim lain yang membutuhkan tambahan komponen untuk aktivitasnya. Komponen itu disebut dengan gugus prostetik. Gugus prostetik merupakan ion atau molekul yang dibutuhkan oleh beberapa enzim untuk melakukan proses katalis.

Dimana gugus prostetik ini bisa berupa molekul anorganik atau kofaktor seperti ion Fe2+, Mn2+, dan Zn2+; atau berbentuk molekul organik kompleks (koenzim). Seperti misalnya vitamin B1, B2, B6, niasin, dan biotin. Koenzim tidak akan terpengaruh oleh pemanasan atau bersifat termostabil. Banyak sekali enzim yang terdiri atas bagian protein dan bagian lain yang bukan protein. Bagian protein enzim disebut dengan apoenzim, dimana bagian ini terdenaturasi oleh pemanasan. Enzim yang strukturnya sempurna dan aktif, bersamaan dengan koenzim atau gugus logamnya yang disebut dengan holoenzim.

Cara Kerja Enzim

Salah satu ciri khas enzim yaitu cara kerjanya dilakukan secara spesifik. Itu artinya, enzim hanya bisa bekerja pada substrat tertentu. Lalu, bagaimana cara kerja suatu enzim? Terdapat dua teori yang menjelaskan mengenai cara kerja enzim, antara lain:

1. Teori Gembok dan Kunci (Lock and Key Theory

Teori gembok dan kunci pertama kali dikemukakan oleh Emil Fischer, di tahun 1894. Di dalam teori penelitian ini, enzim akan berhubungan pada substrat dengan bentuk yang serupa atau spesifik pada sisi aktif enzim. Teori yang satu ini disebut dengan Teori Gembok dan Kunci. Dimana enzim digambarkan sebagai sebuah kunci yang bisa membuka sebuah substrat yang digambarkan sebagai gembok.

Karena antara kunci dan gembok ini ada sisi yang serupa, maka keduanya bisa terbuka dan tertutup. Namun pada teori ini mempunyai sebuah kekurangan, yaitu tidak bisa menjelaskan tentang kestabilan pada enzim ketika mengalami peralihan dengan titik reaksi enzim.

Sisi aktif enzim sendiri bersifat fleksibel, sehingga bisa berubah bentuk menyesuaikan bentuk substrat. Sudah dijelaskan sebelumnya bahwa enzim merupakan sebuah protein katalis. Katalis adalah suatu agen kimia yang merubah kecepatan reaksi tanpa ikut berubah karena adanya reaksi tersebut. Enzim bisa melakukan hal itu berdasarkan pengaruhnya pada energi aktivasi yang diperlukan oleh setiap reaksi kimia. Energi aktivasi merupakan energi yang diperlukan untuk memecahkan molekul senyawa reaktan.

Sementara peran enzim yaitu untuk menurunkan batasan energi aktivasi yang diperlukan untuk memulai reaksi. Turunnya batasan energi tersebut memungkinkan reaksi kimia itu terjadi pada temperatur yang lebih rendah. Hal tersebut menjadi penting karena mayoritas molekul yang berhubungan proses kehidupan sangat sensitif terhadap suhu yang tinggi.

Sifat-sifat Enzim

Enzim mempunyai peran yang penting bagi tubuh manusia dan atas berlangsungnya kehidupan suatu organisme. Oleh karena itu, kita harus memahami sifat enzim. Berikut ini adalah beberapa sifat enzim yang perlu kita pahami, antara lain:

1. Sebagai Katalisator

Sifat enzim yang pertama yaitu berperan sebagai katalisator. Enzim merupakan katalis yang bisa merubah laju reaksi tanpa ikut bereaksi. Tanpa adanya enzim, sebuah reaksi sangat sulit terjadi, sedangkan dengan adanya enzim, kecepatan reaksinya bisa meningkat sampai 107 hingga 1013 kali. Misalnya saja, enzim katalase yang mengandung ion besi (Fe) yang dapat menguraikan 5.000.000 molekul hidrogen peroksida (H2O2) permenit pada 00C. Hidrogen peroksida tersebut hanya bisa diuraikan oleh atom besi, namun satu atom besi akan membutuhkan waktu 300 tahun untuk bisa menguraikan sejumlah molekul H2O2 yang mana oleh satu molekul katalase yang mengandung satu atom besi dapat diuraikan dalam satu detik saja.

Sebuah enzim akan bekerja secara spesifik, itu artinya enzim tertentu hanya bisa mengadakan perubahan pada zat tertentu juga. Dengan kata lain, enzim hanya bisa mempengaruhi satu reaksi dan tidak bisa mempengaruhi reaksi lainnya yang bukan bidangnya. Satu enzim akan khusus untuk satu substrat saja. Misalnya, enzim katalase yang hanya bisa menghidrolisis H2O2 menjadi H2O dan O2.

3. Enzim Memiliki Sifat Bolak-balik

Sifat enzim berikutnya yaitu dapat bekerja bolak-balik karena bisa ikut bereaksi tanpa mempengaruhi hasil akhir dan akan terbentuk lagi di hasil reaksi sebagai enzim. Saat ikut serta untuk bereaksi, maka struktur kimia enzim juga akan berubah. Namun di akhir reaksi, struktur kimia enzim akan terbentuk kembali seperti semula.

Misalnya saja, enzim lipase yang bisa mengubah lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Begitupun sebaliknya, lipase juga bisa menyatukan gliserol dan asam lemak menjadi lemak. Selain itu, enzim tidak hanya dapat menguraikan molekul yang kompleks, namun juga bisa membentuk molekul kompleks dari molekul sederhana penyusunannya atau reaksi bolak-balik.

4. Seperti Protein

Enzim mempunyai sebagian besar sifat protein yang dipengaruhi oleh suhu dan pH. Pada suhu rendah, protein enzim akan mengalami koagulasi dan pada suhu tinggi akan mengalami denaturasi. Karen enzim tersusun dari komponen protein, maka sifat enzim tergolong koloid. Enzim sendiri mempunyai permukaan antar partikel yang sangat besar sehingga bidang kegiatannya juga besar.

5. Enzim Bersifat Termolabil

Aktivitas enzim dapat dipengaruhi oleh suhu. Apabila suhu rendah, maka kerja enzim akan melambat. Semakin tinggi suhu reaksi kimia yang dipengaruhi oleh enzim, maka akan semakin cepat. Namun apabila suhu terlalu tinggi, maka enzim tersebut akan mengalami denaturasi.

6. Hanya Dibutuhkan dalam Jumlah Sedikit

Karena enzim berperan sebagai katalisator, namun tidak ikut bereaksi, maka jumlah yang digunakan sebagai katalis tidak perlu banyak-banyak. Satu molekul enzim bisa bekerja berulang kali, selama molekul tersebut tidak rusak.

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa enzim tersusun atas komponen protein. Oleh karena itu, sifat enzim tergolong koloid. Enzim sendiri mempunyai permukaan antar partikel yang cukup besar. Sehingga bidang aktivitasnya juga cenderung besar.

8. Enzim Dapat Menurunkan Energi Aktivasi

Sebuah enzim kimia bisa terjadi apabila molekul yang terlibat mempunyai cukup energi internal untuk membawanya ke puncak bukit energi menuju ke bentuk reaktif yang disebut dengan tahap transisi. Energi aktivasi sebuah reaksi yaitu jumlah energi dalam kalori yang dibutuhkan untuk membawa semua molekul pada 1 mol senyawa pada suhu tertentu menuju tingkat transisi di puncak batas energi. Jika suatu reaksi kimia ditambahkan dengan katalis berupa enzim, maka energi aktivasi bisa diturunkan dan reaksi akan berjalan dengan lebih cepat.

Enzim tidak berperan untuk menentukan mau kemana arah reaksi tersebut berjalan. Senyawa yang lebih diperlukan adalah poin dari arah sebuah reaksi kimia. Misalnya saja, tubuh yang kekurangan glukosa, maka akan bisa memecah gula cadangan atau glikogen dan juga sebaliknya.

Komponen Enzim

Enzim sendiri mempunyai tiga jenis komponen penyusun yang ada didalamnya. Mulai dari Apoenzim, Kofaktor, dan Gugus Prostetik. Berikut adalah beberapa penjelasan lengkap mengenai ketiga macam tersebut.

1. Apoenzim

Apoenzim merupakan bagian dari enzim aktif yang mana tersusun atas protein yang bersifat mudah berubah terhadap faktor lingkungan yang ada disekitarnya.

2. Kofaktor

Kofaktor merupakan bagian dari komponen non protein yang ada di dalam enzim, yaitu berupa Ion Anorganik atau aktivator, berupa logam yang memiliki ikatan lemah dengan enzim, Fe, Ca, Mn, Zn, K, Co, Ion Klorida, dan Ion Kalsium.

3. Gugus Prostetik

Gugus prostetik merupakan sebuah senyawa organik yang memiliki ikatan kuat dengan enzim. Flavin Adenine Dinucleotide (FAD), Heme, dan Biotin merupakan bagian dari Gugus Prostetik yang memiliki kandungan zat besi dan berperan untuk memberikan kekuatan ekstra pada enzim, terlebih pada Katalase, Sitokrom Oksidase, dan Peroksidase.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim

Di bawah ini adalah beberapa faktor yang dapat mempengaruhi aktivitas enzim, antara lain:

1. Suhu (Temperatur)

Faktor pertama yang bisa mempengaruhi aktivitas enzim adalah suhu atau temperatur. Aktivitas enzim akan semakin meningkat dengan semakin tingginya suhu hingga batas optimum. Hal itu disebabkan karena enzim tersusun atas protein. Oleh karena itu, pada temperatur yang tinggi dan melebihi batas maksimum, hal itu bisa menyebabkan denaturasi protein atau enzim sudah rusak.

Pada suhu 0 derajat Celcius enzim tidak aktif, namun tidak rusak. Apabila temperatur dikembalikan lagi ke posisi normal, maka enzim akan aktif kembali. Suhu maksimum untuk aktivitas enzim pada manusia dan juga hewan berdarah panas yaitu 37 derajat celcius, sementara pada hewan berdarah dingin yaitu 25 derajat celcius.

Kemampuan kerja enzim akan semakin menurun apabila berada di atas suhu tertentu. Hal itu disebabkan karena panas akan mengganggu ikatan hidrogen, ion, dan berbagai macam ikatan yang bisa menstabilkan bentuk aktif dari enzim. Dengan begitu, enzim yang merupakan protein akan mengalami proses denaturasi.

2. Derajat Keasaman atau pH

Perlu dipahami bahwa enzim memiliki pH optimum yang khas. pH optimum pada enzim bisa bersifat basa ataupun asam. Sebagian besar enzim yang ada di dalam tubuh manusia memiliki pH optimum antara 6 hingga 8. Misalnya saja enzim tripsin pendegradasi protein. Akan tetapi, ada beberapa enzim yang aktif pada kondisi asam, misalnya saja enzim pepsin. Perubahan pH bisa mempengaruhi perubahan asam amino pada sisi aktif. Sehingga bisa menghalangi sisi aktif enzim yang berkombinasi dengan substratnya.

3. Konsentrasi Enzim dan Substrat

Biasanya, konsentrasi enzim dan substrat berbanding lurus dengan kecepatan reaksi. Hal tersebut berarti apabila konsentrasi enzim menjadi dua kali lipat, sementara faktor lainnya tetap, yaitu kecepatan reaksinya akan menjadi dua kali lipat. Kondisi konstan dicapai jika enzim sudah mengikat semua substrat yang akan dikatalisir. Meskipun kadar enzim tersebut dinaikkan. Ketika kadar enzim tetap, namun kadar substrat dinaikkan, maka kecepatan reaksi akan naik hingga mencapai kondisi konstan, yaitu saat semua substrat sudah diikat oleh enzim.

4. Zat-zat Penggiat

Adapun zat kimia tertentu yang bisa meningkatkan aktivitas enzim. Misalnya saja, garam-garam dan juga logam alkali dalam konsentrasi encer yaitu 2 persen hingga 5 persen, bisa memacu kerja enzim. Begitu juga dengan ion logam Co, Mg, Ni, Mn, dan Ci. Hal tersebut bisa mendukung teori Ketepatan Terinduksi.

5. Zat-zat Penghambat

Beberapa zat kimia bisa menghambat kinerja enzim. Misalnya saja garam yang mengandung raksa dan juga sianida. Terdapat tiga jenis inhibitor atau penghambat yang perlu dipahami. Berikut adalah informasi selengkapnya:

a. Inhibitor Kompetitif

Pada penghambatan ini, terdapat zat penghambat yang memiliki struktur hampir sama dengan struktur substrat. Dengan begitu, zat penghambat dengan substrat ini akan saling berebut dan bersaing untuk bisa bergabung dengan sisi aktif enzim. Proses penghambatan tersebut bisa diatasi dengan cara meningkatkan konsentrasi substrat.

b. Inhibitor Nonkompetitif

Inhibitor nonkompetitif bisa berhubungan dengan enzim yang ada di luar sisi aktif. Sehingga enzim akan kehilangan aktivitasnya. Oleh karena itu, permukaan sisi aktif tidak bisa berhubungan dengan substrat.

c. Inhibitor Umpan-balik

Hasil akhir dari suatu reaksi dapat menghambat proses kerja enzim pada reaksi itu sendiri.

Fungsi Enzim dalam Tubuh Manusia

Salah satu fungsi yang paling penting dari enzim yaitu untuk membantu proses pencernaan. Adapun cara kerja enzim yaitu dengan merubah bentuk makanan menjadi energi. Misalnya saja, enzim yang ada pada kelenjar air liur, usus, pankreas, dan juga lambung. Enzim akan memecah protein, lemak, dan juga karbohidrat. Tak hanya bisa menghasilkan energi dan juga nutrisi, enzim juga berfungsi untuk membantu pertumbuhan dan juga perbaikan jaringan sel. Selain memiliki fungsi untuk membantu proses pencernaan, enzim juga bisa membantu:

a. Proses pernapasan b. Membangun otot c. Membantu fungsi saraf

d. Membersihkan tubuh dari berbagai macam racun

Adapun fungsi lainnya dari enzim yaitu sebagai replikasi DNA. Setiap sel tersebut membelah diri, maka perlu ada proses menyalin DNA. Peran enzim disini yaitu untuk membantu proses replikasi dengan cara membuka gulungan DNA, kemudian menyalin informasi.

Itulah beberapa penjelasan mengenai sifat enzim dan berbagai macam hal yang ada didalamnya. Semoga bermanfaat.