A. Enzim

Enzim adalah protein katalis. Enzim katalisator berikatan dengan substrat,mengubah

reaktan menjadi produk. Substart berikatan dengan tempat pengikatan substrat spesisfik yang

terdapat di enzim melalui interaksi dengan residu asam amino enzim. Walaupun enzim dapat

mengalami modifikasi selama urutan ini, pada akhir reaksi enzim kembali ke bentuk semula.

Pada umumnya enzim tersusun atas protein – protein fungsional. Enzim hanya mengubah

substrat yang tertentu menjadi produk . Maksudnya,enzim hanya bekerja pada satu substrat

saja. Karena, geometri ruang yang diperlukan untuk semua interaksi antara substrats dan

enzim menyebabkan setiap enzim selektif bagi substratnya, dan memastikan bahwa produk

yang dihasilkan adalah produk yang spesifik. Berbeda dengan katalisator non protein seperti

H+,OH-, dan ion-ion logam yang dapat bekerja pada beberapa substrat (tidak spesifik)

Katalis merupakan suatu agen kimia yang mempercepat kecepatan reaksi kimia.

Enzim mampu melakukan hal tersebut berdasarkan pengaruhnya terhadap energi aktivasi

yang dibutuhkan oleh setiap reaksi kimia.

Ea

Ea

Energi aktivasi adalah energi yang digunakan untuk memecahkan molekul senyawa

reaktan, yang mana hanya bisa putus apabila telah menyerap energi dari lingkungan

sekitarnya dan menjadikannya sebagai molekul yang stabil. Pada umumnya energi itu adalah

panas yang terdapat di lingkungan sekitar. Panas yang diserap oleh molekul dapat

meningkatkan kecepatan atom atom didalam molekul yang menurunkan probabilitas atom

atom tersebut saling bertumbukan sehingga menurunkan kestabilan molekul. Peranan enzim

adalah menurunkan batasan energi aktivasi yang dibutuhkan untuk memulai reaksi. Turunnya

batasan energi ini memungkinkan reaksi kimia terjadi pada temperature yang lebih rendah.

Pada hakikatnya semua reaksi biokimia dikatalisis oleh enzim. Enzim juga

berperan dalam proses pertumbuhan seluler,metabolisme,respirasi dan reproduksi. Dalam

melakukan tugasnya, enzim membutuhkan kofaktor yang disebut dengan koenzim. Koenzim

yang berperan dalam reaksi enzimatis biasanya terdiri dari fosfor atau vtamin. Enzim dan

koenzim harus besatu untk melakukan tugasnya. Koenzim menyimpan atau melepaskan

energi dan menerim produk oksidasi dari reaksi – reaksi kimia. Koenzim yang umum yaitu,

ATP, NAD (nicontinamade-adenine-dinucleotide) dan FAD (flavin – adenine – dinucleoide)

Enzim yang ditemukan dalam mikroorganisme diklasifikasikan berdasarkan kapan

dan dimana enzim berfungsi. Enzim konstitutif selalu terdapat dalam sel sebagai bagian

integral dari sel,misalnya dimutase,yang membantu petumbuhan aerob pada lingkungan yang

mengandung oksigen. Enzim adaptif atau enzim induksi, hanya dihasilkan jika ada substrat

yang spesifik,misalnya sitrokom oksidase dihasilkan jika ada besi. Eksoenzim yaitu enzim

yang dihasilkan di dalam sel dan dikerjakan diluar sel. Beberapa pengaruh toksik patogen

disebabkan oleh eksoenzim.

Menurut jenis reaksi yang dikatalisnya , enzim diklasifikasikan menjadi 6 kelompok

besar.oksidoreduktase,transferase, hidrolase, liase,isomerase,ligase.

EC Kelompok enzim Jenis reaksi

1 oksidoreduktase Pemindahan elektron dari suatu senyawa ke

akseptor.

2 Trasferase Pemindahan sebuah gugus fungsional, misalnya

gugus asil, amino, metil atau fosfat.

3 Hidrolase Pemisahan ikatan C-O , C-N atau C-S dengan

penambahan H2O pada ikatan.

4 Liase Penambahan gugus ke ikatan rangkap atau

pembentukan ikatan rangkap

5 Isomerase Pemindahan gugus didalam molekul untuk

menghasilkan bentuk isomerik

6 Ligase Pembentukan ikatan C-C, C-S, C-O dan C-N.

Disertai dengan penguraian ikatan berenergi

tinggi.

Spesifisitas suatu reaksi enzimatik timbul akibat susunan tiga dimensi residu asam

amino pada enzim yang membentuk tempat pengikatan untuk substrat dan mengaktifkan

substrat selama reaksi berlangsung.

Model kunci dan anak kunci pada pengikatan substrat,model ini bekerja sesuai

prinsip anak kunci yang masuk dalam kunci yang kaku. Hal ini karena tempat pengikatan

substratnya bersifat komplementer (melengkapi) melalui interaksi hidrofobik inhibitor

multipel, interaksielektrostatik dan ikatan hidrogen. Sehingga mencegah pengikatan dengan

senyawa lain

Model “ induced fit” pada pengikatan substrat dimana sisi aktifnya bersifat fleksibel

yang dapat berubah sesuai dengan substratnya. interaksi multiple antara substrat dan enzim di

tempat pengikatan enzim berfungsi untuk pengikatan substrat dan untuk menyusun kembali

sisi aktif untuk reaksi selanjutnya

Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim

Dalam menjalannkan aktivitasnya enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor

lingkungan seperti suhu, pH ,konsentrasi substrat, konsentrasi enzim dan inhibitor.

Suhu merupakan faktor yang penting bagi kerja enzim. Sampai pada titik tertentu,

peningkatan suhu berbanding lurus dengan kecepatan laju reaksi sampai mencapai titik

optimumnya. Setelah melewati suhu optimum kecepatan reaksi akan menurun drastis. Enzim

memiliki suhu optimal pada suhu 35 – 40 derajat. Pada suhu ≤ 0 maka enzim dalam keadaan

non aktif. Pada suhu ekstrim melewati suhu optimum , maka enzim mengalami denaturasi

(kerusakan struktur dan fungsi)

Apabila aktivitas sebagian besar enzim digambarkan sebagai suatu fungsi dari pH

reaksi biasanya akan tampak peningkatan reaksi seiring dengan pergeseran pH ke rentang

yang lebih tinggi menuju asam. Dan sebaliknya penurunan kecepatan reaksi sewaktu ph

bergeser ke rentang yang bersifat lebih basa. Umumnya enzim membutuhkan pH optimum

netral (±7) . namun ada beberapa enzim yang dapat bekerja dalam suasana asam seperti

pepsin dan renin yang bekerja didalam lambung. Peningkatan atau penurunan pH yang

ekstrim akan menyebabkan enzim mengalami denaturasi.

Penambahan substrat pada awalnya akan meningkatkan kinerja enzim,namun

penambahan konsentrasi substrat selanjutnya tidak berpengaruh apa – apa pada kinerja

enzim. Laju aktivitas enzim menjadi tidak tergantung pada penambahan substratnya.

Konsentrasi enzim juga mempengaruhi laju aktivitas dari enzim itu sendiri. Dalam

batas – batas tertentu laju reaksi perbanding lurus dengan peningkatan kosentrasi enzim

Senyawa kimia tertentu memiliki kemampuan untuk menghambat kerja sebagian

enzim. Jika senyawa ini berikatan dengan ikatan kovalen maka inhibisi ini bersifat permanen

atau tidak bisa dihilangkan. Beberapa ihibitor yang tidak terlalu kuat memiliki kemampuan

mengubah bentuk molekulnya sehingga menyerupai susbstrat dan bersaing dengan substrat di

bagian sisi aktif enzim. Senyawa ini dikenal dengan nama inhibitor kompetirif. Proses

penghambatan ini dapat diatasi dengan meningkatkan konsentrasi substrat.

Inhibitor lainnya dikenal dengan istilah, inhibitor tidak kompetitif. Inhibitor ini tidak

bersaing dengan substrat untuk berikatan dengan sisi aktif melainkan berikatan dengan enzim

dan merubah bentuk molekul enzim. Kondisi ini menyebabkan terjadinya perubahan sisi aktif

sehingga enzim tidak dapat menggunakan sisi aktfifnya untuk berikatan dengan susbtrat

Pengaruh Suhu

Tujuan :

Memperlihatkan kecepatan reaksi enzimatik sampai suhu tertentu sebanding dengan

kenaikan suhu. Reaksi enzimatik mempunyai suhu optimum.

Alat :

1. Tabung reaksi

2. Penjepit tabung

3. Pipet

4. Tempat tabung

Bahan :

1. Susu segar

2. Larutan enzim pepsin 0,5%

Cara kerja :

1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan

2. Siapkan empat tabung reaksi untuk susu masing-masing 5 ml

3. Siapkan empat tabung reaksi untuk larutan pepsin 0,5% masing-masing 1 ml

4. Masukkan :

Satu tabung berisi susu dan satu berisi tabung pepsin ke inkubator 0°C

Satu tabung berisi susu dan satu berisi tabung pepsin ke inkubator (25-30)°C

Satu tabung berisi susu dan satu berisi abung pepsin ke inkubator (37-40)°C

Satu tabung berisi susu dan satu berisi tabung pepsin ke inkubator (75-80)°C

Masing-masing dimasukkan keinkubator selama 3 menit

5. Setelah 3 menit, campurkan masing-masing tabung dan hitung berapa lama proses

penggumpalan terjadi.

Hasil Percobaan :

BAHAN SUHU

0°C (25-30)°C (37-40)°C (75-80)°C

Susu segar 5 mL 5mL 5mL 5mL

Pepsin 0,5 % 1mL 1mL 1mL 1mL

DIINKUBASI SELAMA 3 MENIT

CAMPURAN BAHAN SUSU DAN PEPSIN PADA MASING- MASING SUHU

Hasil Pengukuran

Waktu Penggumpalan (detik)

7 menit 3 menit 14

detik

1 menit 10

detik

15 detik

Pembahasan :

Dari hasil percobaan untuk memperlihatkan kecepatan reaksi enzimatik pada suhu tertentu

yang telah dilakukan, pada tabung pertama 5 ml susu diinkubasi selama 3 menit pada suhu 00

C dicampur dengan 1 ml pepsin yang telah diinkubasi selama 3 menit pada suhu 0 0 akan

menggumpal pada menit ke 7. Tabung kedua 5 ml susu diinkubasi selama 3 menit pada suhu

250 C dicampur dengan 1 ml pepsin yang telah diinkubasi pada suhu dan waktu yang sama

akan menggumpal pada menit ke 3,14. Kemudian pada tabung ketiga 5 ml susu diinkubasi

selama 3 menit pada suhu 370 C dicampur dengan 1 ml pepsin yang telah diinkubasi pada

suhu dan waktu yang sama akan menggumpal pada menit ke 1,10 dan pada tabung terakhir 5

ml susu diinkubasi pada suhu 800 C dan dicampur dengan 1 ml pepsin yang telah diinkubasi

pada suhu danwaktu yang sama akan menggumpal pada detik ke 15.

Kesimpulan :

Dari hasil percobaan ini, dapat disimpulkan bahwa enzim bekerja secara maksimal

pada suhu optimum yaitu 370C. Pada suhu 00 susu menggumpal cukup lama karena pada suhu

tersebut enzim dalam keadaan tidak aktif. Dan enzim mengalami denaturasi pada suhu

maksimum yaitu 750-800.

2. Pengaruh Konsentrasi Enzim

Tujuan :

Untuk mengetahui pengaruh konsentrasi enzim terhadap kecepatan reaksi enzim.

Alat :

1. Tabung reaksi

2. Pipet

3. Wadah tabung reaksi

Bahan :

1. Susu segar

2. Pepsin 0,25%

3. Akuades

Cara kerja :

1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan

2. Siapkan tiga tabung reaksi untuk susu masing-masing 5 ml dan masukkan ke inkubator

selama 3 menit.

Tabung pertama tidak ada penambahan aquaades

Tabung kedua penambahan aquaades 0,5 ml

Tabung ketiga penambahan aquades 0,75 ml

3. Setelah 3 menit susu diinkubasi, campurkan ketiga tabung susu ke masing-masing

tabung pepsin dan hitung berapa lama proses penggumpalan terjadi.

Hasil Percobaan :

Bahan Konsentrasi Enzim

0,25 % 0,125 % 0,25 %

Pepsin 0,25% 1 mL 0,5 mL 0,625 mL

Akuades - 0,5 mL 0,75 mL

INKUBASI PADA SUHU 370 SELAMA 3 MENIT

Susu hangat (370C) 5 mL 5 mL 5 mL

Campur bahan susu pada masing-masing konsentrasi pepsin

Waktu penggumpalan (detik) 180 340 570

Pembahasan :

Dari hasil percobaan untuk menguji kecepatan reaksi penggumpalan pada konsentrasi

enzim yang telah dilakukan, pada tabung pertama yang berisi pepsin 1 ml setelah diinkubasi

selama 3 menit pada suhu 370 C lalu dicampurkan pada 5 ml susu bersuhu 370 C mulai

menggumpal pada detik ke 180. Tabung kedua yang berisi 0,5 ml pepsin dicampur 0,5 ml

akuades lalu diinkubasi selama 3 menit pada suhu 370 C dan dicampur kembali dengan 5 ml

susu bersuhu 370 C akan menggumpal pada detik ke 340. Pada tabung terakhir yang berisi

0,25 ml pespsin dicampur 0,75 ml akuades lalu diinkubasi selama 3 menit pada suhu 37 0 C

dan dicampurkan kembali dengan 5 ml susu bersuhu 370 C akan menggumpal pada detik ke

570.

Kesimpulan:

Dari hasil percobaan dapat disimpulkan, bahwa:

1. Semakin besar konsentrasi substrat, semakin lambat pula kerja enzim

2. Semakin besar konsentrasi enzim, semakin cepat pula kerja enzim