AKTIVITAS ENZIM.docx

Rosiana Aktivitas Enzim Tugas 2

AKTIVITAS ENZIM

Enzim atau fermen adalah suatu protein yang berfungsi sebagai biokatalisator reaksi-

reaksi biokimia pada mahkluk biologi. Zat-zat yang diuraikan oleh reaksi disebut substrat,

dan yang baru terbentuk dari reaksi disebut produk. Spesifisitas enzim sangat tinggi terhadap

substratnya, dan enzim mempercepat reaksi kimia spesifik tanpa pembentukan produk

samping. Enzim ini bekerja dalam cairan larutan encer, suhu, dan pH yang sesuai dengan

kondisi fisiologis biologis. Melalui aktivitasnya, sistem enzim terkoordinasi dengan baik

sehingga menghasilkan hubungan yang harmonis di antara sejumlah aktivitas metabolik yang

berbeda, semuanya mengacu untuk menunjang kehidupan. Enzim merupakan suatu protein,

maka sintesisnya dalam tubuh diatur dan dikendalikan oleh sistem genetik, seperti halnya

dengan sintesis protein pada umumnya.

Aktivitas enzim disebut juga sebagai kinetik enzim. Kinetik enzim adalah

kemampuan enzim dalam membantu reaksi kimia. Kemampuan enzim ini dapat dihitung

dengan mengukur jumlah produk yang terbentuk, atau dengan menghitung kurangnya

substrat dalam satuan waktu tertentu. Selain itu, dapat juga dihitung dengan peningkatan atau

penurunan koenzim. Menghitung jumlah substrat, produk, atau koenzim di laboratorium tidak

mudah karena jumlahnya yang sangat sedikit. Oleh karena itu, praktik menghitung aktivitas

enzim adalah dengan mengukur perubahan absorbans dalam satuan waktu, pH, dan

suhu tertentu sewaktu reaksi berjalan. Aktivitas enzim dipengaruhi oleh beberapa

faktor, yaitu suhu, pH, kadar substrat, kadar enzim, inhibitor, dan toksik enzim.

Tubuh manusia menghasilkan berbagai macam enzim yang tersebar di berbagai

bagian dan memiliki fungsi tertentu. Salah satu enzim yang penting dalam sistem

pencernaan manusia adalah enzim amilase. Enzim ini terdapat dalam saliva atau air liur

manusia. Saliva yang disekresikan oleh kelenjar liur selain mengandung enzim amilase juga

mengandung 99,5% air, glikoprotein, dan musin yang bekerja sebagai pelumas pada waktu

mengunyah dan menelan makanan. Amilase yang terdapat dalam saliva adalah α-amilase

liur yang mampu membuat polisakarida (pati) dan glikogen dihidrolisis menjadi maltosa dan

oligosakarida lain dengan menyerang ikatan glikosodat α(1 4). Amilase liur akan segera

terinaktivasi pada pH 4,0 atau kurang sehingga kerja pencernaan makanan dalam mulut akan

terhenti apabila lingkungan lambung yang asam menembus partikel makanan.

Enzim adalah biomolekul yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat

proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Hampir semua enzim

P a g e | 1


merupakan protein. Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal reaksi disebut

sebagai substrat, dan enzim mengubah molekul tersebut menjadi molekul-molekul yang

berbeda, disebut produk. Hampir semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat

berlangsung dengan cukup cepat.

Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi

dan dengan demikian mempercepat proses reaksi. Percepatan terjadi karena enzim

menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya

reaksi. Sebagian besar enzim bekerja secara khas, yang artinya setiap jenis enzim hanya dapat

bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan struktur

kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Sebagai contoh, enzim α-amilase hanya dapat digunakan

pada proses perombakan pati menjadi glukosa.

Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama adalah substrat, suhu,

keasaman, kofaktor dan inhibitor. Tiap enzim memerlukan suhu dan pH (tingkat keasaman)

optimum yang berbeda-beda karena enzim adalah protein, yang dapat mengalami perubahan

bentuk jika suhu dan keasaman berubah. Di luar suhu atau pH yang sesuai, enzim tidak dapat

bekerja secara optimal atau strukturnya akan mengalami kerusakan. Hal ini akan

menyebabkan enzim kehilangan fungsinya sama sekali. Kerja enzim juga dipengaruhi oleh

molekul lain. Inhibitor adalah molekul yang menurunkan aktivitas enzim, sedangkan

aktivator adalah yang meningkatkan aktivitas enzim. Banyak obat dan racun adalah inihibitor

enzim.

Kespesifikan

Enzim biasanya sangat spesifik terhadap reaksi yang ia kataliskan mauapun terhadap

substrat yang terlibat dalam reaksi. Bentuk, muatan dan katakteristik hidrofilik/hidrofobik

enzim dan substrat bertanggung jawab terhadap kespesifikan ini. Enzim juga dapat

menunjukkan tingkat stereospesifisitas, regioselektivitas, dan kemoselektivitas yang sangat

tinggi.

Beberapa enzim yang menunjukkan akurasi dan kespesifikan tertinggi terlibat dalam

pengkopian dan pengekspresian genom. Enzim-enzim ini memiliki mekanisme "sistem

pengecekan ulang". Enzim seperti DNA polimerase mengkatalisasi reaksi pada langkah

pertama dan mengecek apakah produk reaksinya benar pada langkah kedua. Proses dwi-

langkah ini menurunkan laju kesalahan dengan 1 kesalahan untuk setiap 100 juta reaksi pada

P a g e | 2


polimerase mamalia. Mekanisme yang sama juga dapat ditemukan pada RNA polimerase,

aminoasil tRNA sintetase dan ribosom.

Beberapa enzim yang menghasilkan metabolit sekunder dikatakan sebagai "tidak pilih-

pilih", yakni bahwa ia dapat bekerja pada berbagai jenis substrat yang berbeda-beda.

Diajukan bahwa kespesifikan substrat yang sangat luas ini sangat penting terhadap evolusi

lintasan biosintetik yang baru.

Model "kunci dan gembok"

Enzim sangatlah spesifik. Pada tahun 1894, Emil Fischer mengajukan bahwa hal ini

dikarenakan 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.

Mekanisme

Enzim dapat bekerja dengan beberapa cara, yang kesemuaannya menurunkan ΔG‡:

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.

P a g e | 3


Jenis Enzim dan Aktivitas Enzim

Ada beberapa jenis enzim yang dikenal, di antaranya sebagai berikut.

1. Aktivitas Enzim - Hidrolase

Hidrolase adalah enzim yang memerlukan bantuan air dalam proses menguraikan zat.

Enzim ini bisa dikelompokkan menjadi beberapa jenis.

a. Karbohidrase adalah enzim yang menguraikan karbohidrat, misalnya:

enzim amilase yang menguraikan amilum menjadi maltose,

enzim maltase yang menguraikan maltosa menjadi glukosa,

enzim ukrase yang mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa,

enzim laktase yang mengubah laktase menjadi glukosa dan galaktosa,

enzim selulase yang menguraikan selulosa menjadi selobiosa, dan

enzim pektinase yang menguraikan pektin menjadi asam-pektin.

b. Esterase adalah golongan enzim yang berfungsi memecah ester:

enzim lipase yang menguraikan lemak menjadi asam lemak, dan

enzim fosfatase yang menguraikan ester menjadi asam fosfat.

c. Protease adalah enzim yang berfungsi menguraikan protein, misalnya:

enzim peptidase yang menguraikan peptida menjadi asam amino,

enzim gelatinase yang berfungsi menguraikan gelatin, dan

enzim renin yang berfungsi menguraikan kasein susu.

2. Aktivitas Enzim - Oksidase dan Reduktase

Oksidase dan reduktase adalah enzim yang berperan aktif membantuproses oksidasi dan

reduksi. Enzim ini bisa dikelompokkan menjadi dua.

P a g e | 4


Dehidrogenase adalah enzim yang mengubah zat-zat organikmenjadi hasil-hasil

oksidasi.

Katalase adalah enzim yang menguraikan hidrogen peroksida menjadi air dan

oksigen.

3. Aktivitas Enzim - Desmolase

Desmolase adalah enzim yang memutuskan ikatan C-C, C-N, dan dapat dikelompokkan

menjadi dua.

Karboksilase, adalah enzim yang mengubah asam piruyat menjadi asetaldehida.

Transaminase adalah enzim yang mengubah amine menjadi asam amino.

Kontrol aktivitas

Terdapat lima cara utama aktivitas enzim dikontrol dalam sel.

1. Produksi enzim (transkripsi dan translasi gen enzim) dapat ditingkatkan atau diturunkan

bergantung pada respon sel terhadap perubahan lingkungan. Bentuk regulase gen ini

disebut induksi dan inhibisi enzim. Sebagai contohnya, bakteri dapat menjadi resistan

terhadap antibiotik seperti penisilin karena enzim yang disebut beta-laktamase

menginduksi hidrolisis cincin beta-laktam penisilin. Contoh lainnya adalah enzim dalam

hati yang disebut sitokrom P450 oksidase yang penting dalam metabolisme obat. Induksi

atau inhibisi enzim ini dapat mengakibatkan interaksi obat.

2. Enzim dapat dikompartemenkan, dengan lintasan metabolisme yang berbeda-beda yang

terjadi dalam kompartemen sel yang berbeda. Sebagai contoh, asam lemak disintesis oleh

sekelompok enzim dalam sitosol, retikulum endoplasma, dan aparat golgi, dan digunakan

oleh sekelompok enzim lainnya sebagai sumber energi dalam mitokondria melalui β-

oksidasi.

3. Enzim dapat diregulasi oleh inhibitor dan aktivator. Contohnya, produk akhir lintasan

metabolisme seringkali merupakan inhibitor enzim pertama yang terlibat dalam lintasan

metabolisme, sehingga ia dapat meregulasi jumlah produk akhir lintasan metabolisme

tersebut. Mekanisme regulasi seperti ini disebut umpan balik negatif karena jumlah

produk akhir diatur oleh konsentrasi produk itu sendiri. Mekanisme umpan balik negatif

dapat secara efektif mengatur laju sintesis zat antara metabolit tergantung pada kebutuhan

sel. Hal ini membantu alokasi bahan zat dan energi secara ekonomis dan menghindari

P a g e | 5


pembuatan produk akhir yang berlebihan. Kontrol aksi enzimatik membantu menjaga

homeostasis organisme hidup.

4. Enzim dapat diregulasi melalui modifikasi pasca-translasional. Ia dapat meliputi

fosforilasi, miristoilasi, dan glikosilasi. Contohnya, sebagai respon terhadap insulin,

fosforilasi banyak enzim termasuk glikogen sintase membantu mengontrol sintesis

ataupun degradasi glikogen dan mengijinkan sel merespon terhadap perubahan kadar gula

dalam darah. Contoh lain modifikasi pasca-translasional adalah pembelahan rantai

polipeptida. Kimotripsin yang merupakan protease pencernaan diproduksi dalam keadaan

tidak aktif sebagai kimotripsinogen di pankreas. Ia kemudian ditranspor ke dalam perut di

mana ia diaktivasi. Hal ini menghalangi enzim mencerna pankreas dan jaringan lainnya

sebelum ia memasuki perut. Jenis prekursor tak aktif ini dikenal sebagai zimogen.

5. Beberapa enzim dapat menjadi aktif ketika berada pada lingkungan yang berbeda.

Contohnya, hemaglutinin pada virus influenza menjadi aktif dikarenakan kondisi asam

lingkungan. Hal ini terjadi ketika virus terbawa ke dalam sel inang dan memasuki

lisosom.

P a g e | 6


DAFTAR PUSTAKA

Panil, Zulbadar. 2004. Memahami Teori dan Praktek Biokimia Dasar Medis. Jakarta: Buku

Kedokteran EGC.

http://teguhsetiawanto.blogspot.com/2007/10/enzim.html

P a g e | 7

AKTIVITAS ENZIM.docx

Documents

Transcript of AKTIVITAS ENZIM.docx