ENZIM PANGAN/ENZIMOLOGI

A N T O, STP

PENDAHULUANRuang Lingkup enzimologi/enzim pangan :- Pengertian enzim- Fungsi dari enzim- Sifat dan klasifikasi enzim- Cara kerja enzim- Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja

enzim- Aplikasi enzim dalam industri

PENGERTIAN

Enzim adalah zat-zat atau yang disebut protein yang berfungsi mempercepat/mengaktifkan reaksi tapi tidak ikut bereaksi(spesifik) dalam satu rangkaian reaksi kimia. Enzim juaga disebut biokatalisator atau katalis

Pengertian enzim harus memenuhi 4 kata kunci,yaitu:

PROTEIN – KATALIS – AKTIF – SPESIFIK

• Protein- Segala ciri dan sifat protein berlaku bagi

enzim. Namun tidak sebaliknya.- Lebih dari separuh jumlah protein yang

ada di dalam sel secara biologis tergolongke dalam enzim.

- Terdapat katalis lain seperti logam,makromolekul bukan protein seperti RNA(ribozim) yang memiliki kemampuankatalis, tidak dapat digolongkan sebagai enzim.

LANJUTAN

• KATALIS- Kemampuan membawa atau memindahkan

suatu senyawa dari suatu keadaan ke keadaan lain dengan cara yang spesifik.

- Keadaan struktur kimia, tempat, keadaan bebas atau terikat.

LANJUTAN

• AKTIF- Adanya interaksi enzim dengan substrat dapat

meningkatkan dinamika substrat.- Molekul akan teraktivasi jika molekul tersebut

mengalami kenaikan energi kinetik.- Substrat adalah senyawa yang dikenali serta

diikat secara spesifik oleh enzim danselanjutnya diaktifkan sehingga mengalamiperubahan kimiawi.

LANJUTAN

• SPESIFIK- Ikatan enzim-substrat merupakan ikatan yang spesifik, sehingga

enzim tertentu hanya akan berikatan dengan substrat tertentu pula, kemudian terjadi pengaktifan substrat dan terjadi Perubahan kimiawi.

- Spesifisitas reaksi enzimatik timbul akibat susunan tiga dimensi residu asam amino pada tempat aktif enzim (catalytic site).

- Spesifisitas enzim ini dibagi menjadi 2, yaitu :* Spesifisitas kerja : berhubungan dengan tipe reaksi yang dikatalisisnya.*Spesifisitas substrat : berhubungan dengan jenis reaktan (substrat) yang reaksi perubahaanya dikatalisis oleh Enzim.

LANJUTAN

• Hal-hal yang prinsip mengenai enzim :- Enzim hanya disintesis oleh dan di dalam sel.- Sebagai produk sel, enzim hanya akan disintesis jika sel mempunyai gen untuk enzim tersebut.- Keberadaan enzim di dalam sel mempunyai tempat tersendiri di bagian sel tersebut. Misalnya enzim-enzim glikolisis dijumpai di sitoplasma sel, sedangkan enzim-enzim siklus Krebs dijumpai di matriks ekstraseluler, dll.

LANJUTAN

- Peran struktur 3 dimensi enzim mempunyai berbagai rupa kemungkinan struktur 3 dimensi, namun hanya satu saja yang mampu mendukung fungsi biologis dari enzim sebgai biokatalis.

- Enzim tidak mengubah tetapan keseimbangan suatu reaksi, melainkan hanya mempercepat tercapainya tetapan keseimbangan tersebut. Dengan adanya enzim laju reaksi meningkat 107 – 1013 kali.

FUNGSI ENZIM• Sebagai katalis dalam proses

biokimia yang terjadi dalam sel maupun di luar sel• Termasuk dalam proses metabolisme• Di samping enzim mempercepat

reaksi, enzim juga bisa memperlambat reaksi atau menurunkan energi aktivasi suatu reaksi kimia.

SIFAT ENZIM• Sifat alami sebagai protein- komposisi dari segi elemen penyusun

proporsinya sama- menghidrolisis protein menjadi asam amino- kristal enzim (prilaku endapan yang sama

dalam ultrafiltrasi)- prilaku yang sama dalam medan listrik (titik

isoelektrik)

- terdenaturasi pada pH dan temperatur yang ekstrim

- protein terkonyugasi dalam 2 komponen :1. Protein atau apoenzim, penentu spesifitas reaksi yang dikatalis.2. Non protein atau Ko-enzim, pusat aktifitas kimiawi yang merupakan molekul yang relatif kecil (sifat termostabil)

• Spesifitas, enzim mempunyai karasteristik dengan reaksi yang selektif.

- Spesifitas stereokimia, senyawa kimia biologi memiliki 2 kemungkinan bentuk isomer, namun umumnya hanya 1 yang dijumpai , contoh : monosakarida = D, asam amino = L.

- Spesifitas rendah, enzim hanya spesifik memutuskan ikatan tertentu, contoh : Lipase = pada ikatan ester antara alkohol dan asam.

- Spesifitas gugus, enzim hanya bekerja pada ikatan ikatan khusus dengan gugus khusus pada salah satu ikatannya, contoh : Tripsinase, hanya dapat memutus ikatan peptida yang mengikat gugus COOH dari lisin & arginin.

- Spesifitas absolut, tipe yang paling banyak dijumpai yaitu enzim yang spesifik pada suatu substrat dan satu jenis reaksi, contoh : maltose, menghidrolisis maltose menjadi 2 unit glukosa.

KLASIFIKASI ENZIM

• Oksidoreduktase• Transferase• Hidrolase• Liase• Isomerase• Ligase

CARA KERJA ENZIM• Kompleks enzim- substrak, kerja enzim

mempunyai kekhasan, bekerja pada satu reaksi saja.

E + S ES E + P

E = Enzim, S = Substrat, P = Hasil Reaksi, ES = Kompleks Enzim Substrat.

• Persamaan Michaelis-Menten, dalam reaksi enzim substrat yang kemudian menghasilkan hasil reaksi dan enzim kembali.

Enzim (E) + Substrat (S) Kompleks Enzim Substrat

Enzim (E) + Hasil Reaksi (P)

Kesimpulan :Kecepatan reaksi tergantung dari konsentrasi ES, sebab apabila tergantung pada konsentrasi Substrat, maka penambahan konsentrasi substrat akan menghasilkan pertambahan kecepatan reaksi, apabila digambarkan akan menampakkan garis lurus,

K1 K3

E + S ES E + P K2

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KINERJA ENZIM

• Konsentrasi enzim, kecepatan suatu reaksi yang menggunakan enzim tergantung pada konsentrasi enzim tersebut. Pada suatu konsentrasi substrat tertentu, kecepata reaksi bertambah dengan bertambahnya konsentrasi enzim.

• Konsentrasi substrat, 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.

• Suhu, reaksi kimia sangat dipengaruhi oleh suhu, termasuk reaksi yang menggunakan katalis enzim dapat dipengaruhi oleh suhu. Karena enzim adalah protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi, maka bagian aktif enzim akan terganggu dan dengan demikian konsentrasi efektif enzim menjadi berkurang dan kecepatannya pun akan menurun.

• Pengaruh pH, seperti halnya protein, struktur ion enzim tergantung pada pH lingkungan. Dengan demikian perubahaan pH lingkungan akan berpengaruhterhadap efektifitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim substrat.

• Pengaruh inhibitor, hambatan atau inhibisi pada suatu reaksi yang menggunakan enzim sebagai katalis dapat terjadi apabila penggabungan substrat pada bagian aktif enzim mengalami hambatan.

APLIKASI ENZIM DALAM INDUSTRI

• Aplikasi teknologi enzim di industri farmasi dan kesehatan

• Aplikasi teknologi enzim di industri makanan

• Aplikasi teknologi enzim di industri kimia.