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
Rosiana Aktivitas Enzim Tugas 2
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
Rosiana Aktivitas Enzim Tugas 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
Rosiana Aktivitas Enzim Tugas 2
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
Rosiana Aktivitas Enzim Tugas 2
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
Rosiana Aktivitas Enzim Tugas 2
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
Rosiana Aktivitas Enzim Tugas 2
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
Top Related