Enzim

Pengertian Enzim

Enzim (dalam bahasa yunani, en = di dalam dan zyme = ragi) adalah senyawa organik

yang tersusun atas protein, dihasilkan oleh sel, dan berperan sebagai biokatalisator dalam reaksi

kimia. Oleh karena merupakan katalisator dalam sistem biologi, enzim sering disebut

biokatalisator. Katalisator adalah suatu zat yang mempercepat reaksi kimia, tetapi tidak

mengubah kesetimbangan reaksi atau tidak mempengaruhi hasil akhir reaksi.

Zat itu sendiri (enzim) tidak ikut dalam reaksi sehingga bentuknya tetap atau tidak

berubah. Enzim sangat penting dalam kehidupan, karena semua reaksi metabolisme dikatalis

oleh enzim. Jika tidak ada enzim, atau aktivitas enzim terganggu maka reaksi-reaksi kimia dalam

tubuh akan berjalan lambat sehingga reaksi metabolisme sel akan terhambat hingga pertumbuhan

sel juga terganggu.

Enzim dalam reaksi biokimia

bertindak mengurangi energi aktivasi (Ea)

yang diperlukan agar reaksi biokimia

berlangsung. Energi aktivasi adalah energi

yang kita tambahkan agar reaksi dapat

berlangsung (Ea).

Enzim dapat bekerja mempercepat

suatu reaksi dengan menurunkan energi

aktivasi. Untuk bekerja, enzim

membutuhkan substrat. Dengan menurunkan energi aktivasi, maka terbentuknya kompleks

enzim-substrat menjadi lebih cepat, sehingga reaksi cepat terjadi.

Cara aktivasi enzim: enzim merupakan suatu protein. Enzim akan teraktifkan saat masuk ke

aparatus golgi, untuk penambahan suatu substansi dalam proses pematangan (packaging).

Cara inaktivasi enzim dengan feed back mechanism. Ada 2 macam feed back, yaitu feed back

positif (inducible), dan feed back negatif (inhibitor). Dengan mekanisme feed back negatif,

enzim dapat diinaktifkan.

Penggolongan Enzim

Enzim digolongkan menurut reaksi yang diikutinya, sedangkan masing-masing enzim

diberi nama menurut substratnya, misalnya urease, arginase, dan lain-lain. Disamping itu ada

pula beberapa enzim yang dikenal dengan nama lama, misalnya pepsin, tripsin, dan lain-lain.

Oleh Commision on Enzymes of the International Union of Biochemistry, enzim dibagi dalam

enam golongan besar. Penggolongan ini didasarkan atas reaksi kimia dimana enzim memegang

peran. Enam golongan enzim tersebut adalah:

a. Oksidoreduktase

Enzim yang melaksanakan katalis dengan melibatkan reaksi oksidasi suatu senyawa

ataupun reduksi dengan senyawa lain.

b. Transferase

Enzim melaksanakan katalis reaksi yang mengalihkan suatu gugus yang mengandung C,

P, N, S suatu senyawa ke senyawa lain

c. Hidrolase

Enzim yang melaksanakan katalis pemecah hidroik atau sebaliknya

d. Liase

Enzim yang melaksanakan katalis pemusatan ikatan C-C, C-O, C-N dsb, tanpa

melibatkan hidrolisis atau oksidasi reduksi

e. Isomerase

Enzim yang melaksanakan katalis reaksi isomerisasi yang merupakan penataan kembali

atom yang membentuk suatu molekul

f. Ligase

Enzim yang melaksanakan katalis reaksi-reaksi pembentukan ikatan antara dua moekul

substrat yang terkait dengan pemusatan ikatan pirofosfat dalam ATP atau senyawa

energi tinggi lainnya.

Macam Enzim Pencernaan

Ada beberapa macam enzim pencernaan. Beberapa macam enzim pencernaan tersebut

antara lain adalah sebagai berikut :

1. Enzim Ptialin

Terdapat di dalam air ludah, dihasilkan oleh kelenjar ludah. Fungsi enzim ptialin

untuk mengubah amilum (zat tepung) menjadi glukosa.

2. Enzim Amilase

Dihasilkan oleh kelenjar ludah (parotis) di mulut dan kelenjar pankreas. Kerja

enzim amilase yaitu: amilum sering dikenal dengan sebutan zat tepung atau

pati.Enzim amilase memecah molekul amilum ini menjadi sakarida dengan molekul

yang lebih sederhana yaitu maltosa.

3. Enzim Maltase

Terdapat di usus dua belas jari Berfungsi memecah molekul maltosa menjadi

molekul glukosa

4. Enzim Pepsin

Dihasilkan oleh kelenjar lambung berupa pepsinogen. Pepsinogen bereaksi

dengan asam lambung menjadi pepsin. Cara kerja enzim pepsin yaitu enzim pepsin

memecah molekul protein yang kompleks menjadi molekul yang sederhana yaitu

pepton. Molekul pepton perlu dipecah lagi agar dapat diangkut oleh darah.

5. Enzim Tripsin

Dihasilkan oleh kelenjar pankreas dan dialirkan ke dalam usus dua belas jari

(duodenum). Cara kerja: asam aminoo memiliki molekul yang lebih sederhaba jika

dibanding molekul pepton. Molekul asam amino inilah yang diangkut darah dan

dibawa ke seluruh sel yang membutuhkan. Selanjutnya sel akan merakit kembali

asam amino-asam amino membentuk protein untuk berbagai kebutuhan sel.

6. Enzim Renin

Dihasilkan oleh kelenjar di dinding lambung. Untuk mengendapkan kasein dari

air susu . Kasein merupakan protein susu sering disbut keju.Setelah kasein dapat

diendapkan dari air susu maka zat dalam air susu dapat di cerna.

7. Enzim Lipase

Dihasilkan oleh dinding lambung. Dikeluarkan bersama dengan pepsin dan renin.

Berfungsi dalam proses katabolisme, yaitu memecah lemak menjadi asam lemak dan

gliserol.

8. Enzim Sukrase

Berperan dalam mengubah atau menguraikan sukrosa menjadi glukosa dan

fruktosa. Dikeluarkan melalui getah usus halus manusia.

9. Enzim Peptidase

Dikeluarkan bersama getah usus halus (intestinum). Menguraikan ikatan peptida

menjadi asam amino (protein).

10. Enzim Ribonuklease

Berperan dalam proses replikasi DNA. Enzim ribonuklease dapat menghidrolisis

RNA. Dapat memisahkan ikatan fosfat yang saling menghubungkan nukleotida.

11. Asam Khlorida (HCl)

Asam klorida (HCl) sering dikenal dengan sebutan asam lambung, dihasilkan oleh

kelenjar di dalam dinding lambung. Asam klorida berfungsi untuk membunuh

mikroorganisme tertentu yang masuk bersama-sama makanan. Produksi asam klorida

yang tidak stabil dan cenderung berlebih, dapat menyebabkan radang lambung yang

sering disebut penyakit “maag”.

12. Cairan Empedu

Cairan empedu dihasilkan oleh hati dan ditampung dalam kantung empedi.

Empedu mengandung zat warna bilirubin dan biliverdin yang menyebabkan kotoran

sisa pencernaan berwarna kekuningan. Empedu berasal dari rombakan sel darah

merah (eritrosit) yang tua atau telah rusak dan tidak digunakan untuk membentuk sel

darah merah yang baru. Fungsi empedu yaitu memecah molekul lemak menjadi

butiran-butian menjadi halus, sehingga membentuk suatu emulsi. Lemak yang sudah

berwujud emulsi ini selanjutnya akan dicerna menjadi molekul-molekul yang lebih

sederhana lagi.

Komponen Enzim

Enzim merupakan senyawa organik berupa protein yang berfungsi sebagai katalis dalam

metabolisme tubuh, sehingga disebut juga biokatalisator.

Komponen penyusun enzim terdiri dari :

1. Apoenzim, yaitu bagian enzim aktif yang tersusun atas protein yang bersifat labil (mudah

berubah) terhadap faktor lingkungan.

2. Kofaktor,yaitu komponen non protein yang berupa :

a. Ion-ion anorganik (aktivator)

Berupa logam yang berikatan lemah dengan enzim, Fe, Ca, Mn, Zn, K, Co. Ion

klorida, ion kalsium merupakan contoh ion anorganik yang membantu enzim amilase

mencerna karbohidrat (amilum)

b. Gugus prostetik

Berupa senyawa organik yang berikatan kuat dengan enzim, FAD (Flavin Adenin

Dinucleotide), biotin, dan heme merupakan gugus prostetik yang mengandung zat

besi berperan memberi kekuatan ekstra pada enzim terutama katalase, peroksidae,

sitokrom oksidase.

c. Koenzim

Berupa molekul organik non protein kompleks, seperti NAD (Nicotineamide

Adenine Dinucleotide), koenzim-A, ATP, dan vitamin yang berperan dalam

memindahkan gugus kimia, atom, atau elektron dari satu enzim ke enzim lain.

Fungsi dan Cara kerja enzim

a. Fungsi Enzim

Enzim mempunyai dua fungsi pokok sebagai berikut.

Mempercepat atau memperlambat reaksi kimia.

Mengatur sejumlah reaksi yang berbeda-beda dalam waktu yang sama

b. Cara Kerja Enzim

1. Kompleks enzim substrat

Untuk dapat bekerja terhadap suatu zat atau substrat harus ada hubungan atau kontak

antara enzim dengan substrat. Oleh karena itu tidak seluruh bagian enzim dapat berhubungan

dengan substrat. Hubungan antara substrat dengan enzim hanya terjadi pada bagian atau tempat

tertentu saja. Tempat atau bagian enzim yang mengadakan hubungan atau kontak dengan

substrat dinamai bagian aktif (active site). Hubungan hanya mungkin terjadi apabila bagian aktif

mempunyai ruang yang tepat dapat menampung substrat. Apabila substrat mempunyai bentuk

atau konformasi lain, maka tidak dapat ditampung pada bagian aktif suatu enzim. Dalam hal ini

enzim itu tidak dapat berfungsi terhadap substrat. Ini adalah penjelasan mengapa tiap enzim

mempunyai kekhasan terhadap substrat tertentu.

a. Lock and key (gembok dan   kunci)  

Menurut teori kunci-

gembok, terjadinya reaksi

antara substrat dengan enzim

karena adanya kesesuaian

bentuk ruang antara substrat

dengan situs aktif (active site)

dari enzim, sehingga sisi aktif enzim cenderung kaku. Substrat berperan sebagai kunci masuk ke

dalam situs aktif, yang berperan sebagai gembok, sehingga terjadi kompleks enzim-substrat.

Pada saat ikatan kompleks enzim-substrat terputus, produk hasil reaksi akan dilepas dan enzim

akan kembali pada konfigurasi semula. Berbeda dengan teori kunci gembok. Jika enzim

mengalami denaturasi (rusak) karena panas, maka bentuk sisi aktif berubah sehingga substrat

tidak sesuai lagi.

b. Teori   Kecocokan I nduksi   (Daniel Koshland)

Menurut teori kecocokan induksi reaksi antara enzim dengan substrat berlangsung karena

adanya induksi substrat terhadap situs aktif enzim sedemikian rupa sehingga keduanya

merupakan struktur yang komplemen atau saling melengkapi. Menurut teori ini situs aktif tidak

bersifat kaku, tetapi lebih fleksibel.

2. Persamaaan Michaelis – Menten

Leonor Michaelis dan Maude Menten pada tahun 1913 mengajukan hipotesis bahwa

dalam reaksi enzim terjadi dahulu kompleks enzim-substrat yang kemudian menghasilkan hasil

reaksi dan enzim kembali. Secara sederhana hipotesis Michaelis dan Menten itu dapat dituliskan

sebagai berikut :

Enzim (E) + Substrat (S) kompleks enzim-substrat (ES) Enzim (E) + Hasil

reaksi (P)

Michaelis dan Menten berkesimpulan bahwa kecepatan reaksi tergantung pada

konsentrasi kompleks enzim-substrat [ES], sebab apabila tergantung pada konsentrasi substrat

[S], maka penambahan konsentrasi substrat akan menghasilkan pertambahan kecepatan reaksi

yang apabila digambarkan akan merupakan garis lurus.

Faktor-faktor yang mempengaruhi enzim

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim, yaitu:

a. Konsent ra si enzim , pada suatu konsentrasi substrat tertentu, kecepatan reaksi bertambah

dengan bertambahnya konsentrasi enzim.

b. Konsentr a si Substrat , hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi enzim

yang tetap, maka pertambahan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan reaksi.

Akan tetapi pada batas konsentrasi tertentu, tidak terjadi kenaikan kecepatan reaksi

walaupun konsentrasi substrat diperbesar. Dengan demikian konsentrasi kompleks enzim

substrat makin besar dan hal ini menyebabkan makin besarnya kecepatan reaksi. Pada

suatu batas konsentrasi substrat tertentu, semua bagian aktif telah dipenuhi oleh substrat

atau telah jenuh dengan substrat. Dalam keadaan ini, bertambah besarnya konsentrasi

substrat tidak menyebabkan bertambah besarnya kosentrasi kompleks substrat, sehingga

jumlah hasil reaksinya pun tidak bertambah besar.

c. Suhu , pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang

lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Di samping itu, karena enzim adalah suatu

protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi, sehingga

bagian aktif enzim akan terganggu dan dengan demikian konsentrasi efektif enzim

menjadi berkurang dan kecepatan reaksinya  pun menurun. Kenaikan suhu sebelum

terjadinya proses denaturasi dapat menaikkan kecepatan reaksi. Namun kenaikan suhu

pada saat terjadinya denaturasi akan mengurangi kecepatan reaksi. Oleh karena ada dua

pengaruh yang berlawanan, maka akan terjadi suatu titik optimum, yaitu suhu yang

paling tepat bagi suatu proses reaksi yang menggunakan enzim tersebut.

d. pH , struktur ion enzim tergantung pada pH lingkungan. Enzim dapat berbentuk ion

positif, ion negative atau ion bermuatan ganda (zwitter ion). Dengan demikian perubahan

pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektifitas bagian aktif enzim dalam

membentuk kompleks enzim substrat. Tinggi rendahnya pH juga dapat menyebabkan

denaturasi yang dapat menurunkan aktifitas enzim, sehingga diperlukan suatu pH

optimum yang dapat menyebabkan kecepatan reaksi enzim yang paling tinggi.

e. Produk/hasil reaksi (dapat menghambat enzim)

f. Zat penggiat (aktivator) , misalnya logam alkali, logam alkali tanah, Mn, Mg, dan Cl.

g. Zat penghambat ( Inhibitor ) , yaitu molekul atau ion yang dapat menghambat reaksi

pembentukan kompleks enzim-substrat. Hambatan yang dilakukan oleh inhibitor dapat

berupa hambatan tidak revesibel atau hambatan revesibel.

Penghambatan Enzim

yaitu molekul atau ion yang dapat menghambat reaksi pembentukan kompleks enzim-

substrat. Hambatan yang dilakukan oleh inhibitor dapat berupa hambatan tidak reversibel atau

hambatan reversibel.

a. Hambatan Reversibel

Hambatan revesibel dapat berupa hambatan bersaing atau hambatan tidak bersaing.

-     Hambatan bersaing.

Hambatan bersaing disebabkan karena ada molekul mirip dengan substrat, yang dapat

pula membentuk kompleks, yaitu kompleks enzim inhibitor (EI) pembentukan

kompleks ES, yaitu melalui penggabungan inhibitor dengan enzim pada bagian aktif

enzim. Dengan demikian terjadi persaingan antara inhibitor dengan substrat terhadap

bagian aktif enzim melalui reaksi sebagai berikut :

E + S -------------- ES

E + I --------------- EI

Inhibitor yang menyebabkan hambatan bersaing disebut inhibitor bersaing. Inhibitor

ini menghalangi terbentuknya kompleks ES dengan cara membentuk kompleks EI dan

tidak dapat membentuk hasil reaksi ( P).

E + S -------------- ES ------------ E + P (membentuk hasil reaksi)

E + I -------------- EI ------------ ( tidak terbentuk hasil reaksi)

Dengan demikian adanya inhibitor bersaing dapat mengurangi peluang bagi

terbentuknya kompleks ES dan hal ini menyebabkan berkurangnya kecepatan reaksi.

- Hambatan tak bersaing

Hambatan tidak bersaing ( non competitive inhibition ) tidak di pengaruhi oleh

besarnya konsentrasi substrat dan inhibitor yang melakukannya (inhibitor tidak

bersaing). Dalam hal ini inhibitor dapat bergabung dengan enzim di luar bagian aktif.

Penggabungan antara inhibitor dengan enzim ini terjadi pada enzim bebas, atau pada

enzim yang telah mengikat substrat yaitu kompleks enzim substrat.

E + I ----------- EI

ES + I ------------ ESI

b. Hambatan tidak reversibel

Hambatan tidak reversibel ini dapat terjadi karena inhibitor bereaksi tidak reversibel dengan

bagian tertentu pada enzim, sehingga mengakibatkan berubahnya bentuk enzim. Dengan

demikian mengurangi aktivitas katalik enzim tersebut. Reaksi ini berlangsung tidak

reversibel sehingga menghasilkan produk reaksi dengan sempurna.

c. Hambatan Alosterik

Hambatan yang terjadi pada enzim alosterik dinamakan hambatan alosterik, sedangkan

inhibitor yang menghambat dinamakan inhibitor alosterik. Bentuk molekul inhibitor alosterik

berkaitan dengan enzim pada tempat diluar bagian aktif enzim. Dengan demikian, hambatan

ini tidak akan dapat diatasi dengan penambahan sejumlah besar substrat. Terbentuknya ikatan

antara enzim dengan inhibitor mempengaruhi konformasi enzim, sehingga bagian aktif

mengalami perubahan bentuk. Akibatnya ialah penggabungan substrat pada bagian aktif

enzim terhambat.

-          Inhibitor/penghambat kompetitif, produk (sebagai zat inhibitor) berkompetisi

dengan substrat untuk berikatan dengan sisi aktif enzim. Dapat diatasi dengan

menambahkan konsentrasi substrat.

-          Inhibitor/penghambat alosterik (non-kompetitif), produk (sebagai zat inhibitor)

berikatan pada bagian enzim selain sisi aktif enzim yang disebut sisi alosterik dan

menyebabkan sisi aktif berubah sehingga substrat tidak dapat berikatan dengan enzim.