Sifat dan Karakteristik Enzim - Berikut ini aka kami bahasa mengenai materi tentang Sifat dan kerja enzim.
Sifat-sifat Enzim
- Enzim hanya mengubah kecepatan reaksi, artinya enzim tidak mengubah produk akhir yang dibentuk atau mempengaruhi keseimbangan reaksi, hanya meningkatkan laju suatu reaksi.
- Enzim bekerja secara spesifik, artinya enzim hanya mempengaruhi substrat tertentu saja.
- Enzim merupakan protein. Oleh karena itu, enzim memiliki sifat seperti protein. Antara lain bekerja pada suhu optimum, umumnya pada suhu kamar. Enzim akan kehilangan aktivitasnya karena pH yang terlalu asam atau basa kuat, dan pelarut organik. Selain itu, panas yang terlalu tinggi akan membuat enzim terdenaturasi sehingga tidak dapat berfungsi sebagai mana mestinya.
- Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit. Sesuai dengan fungsinya sebagai katalisator, enzim diperlukan dalam jumlah yang sedikit.
- Enzim bekerja secara bolak-balik. Reaksi-reaksi yang dikendalikan enzim dapat berbalik, artinya enzim tidak menentukan arah reaksi tetapi hanya mempercepat laju reaksi sehingga tercapai keseimbangan. Enzim dapat menguraikan suatu senyawa menjadi senyawa-senyawa lain. Atau sebaliknya, menyusun senyawa-senyawa menjadi senyawa tertentu. Reaksinya dapat digambarkan sebagai berikut.
- Enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat) serta konsentrasi substrat.
Fungsi enzim
Enzim mempunyai
berbagai fungsi bioligis dalam tubuh organisme hidup. Enzim berperan dalam
transduksi signal dan regulasi sel, seringkali melalui enzim kinase dan
fosfatase.
Enzim juga berperan
dalam menghasilkan pergerakan tubuh, dengan miosin menghidrolisis ATP untuk
menghasilkan kontraksi otot. ATPase lainnya dalam membran sel umumnya adalah
pompa ion yang terlibat dalam transpor aktif.
Enzim juga terlibat
dalam fungs-fungsi yang khas, seperti lusiferase yang menghasilkan cahaya pada
kunang-kunang. Virus juga mengandung enzim yang dapat menyerang sel, misalnya
HIV integrase dan transkriptase balik.
Salah satu fungsi
penting enzim adalah pada sistem pencernaan hewan. Enzim seperti amilase dan
protease memecah molekul yang besar (seperti pati dan protein) menjadi molekul
yang kecil, sehingga dapat diserap oleh usus. Molekul pati, sebagai
contohnya, terlalu besar untuk diserap oleh usus, namun enzim akan
menghidrolisis rantai pati menjadi molekul kecil seperti maltosa, yang akan
dihidrolisis lebih jauh menjadi glukosa, sehingga dapat diserap.
Enzim-enzim yang
berbeda, mencerna zat-zat makanan yang berbeda pula. Pada hewan pemamah biak,
mikroorganisme dalam perut hewan tersebut menghasilkan enzim selulase yang
dapat mengurai sel dinding selulosa tanaman.
Beberapa enzim dapat
bekerja bersama dalam urutan tertentu, dan menghasilan lintasan metabolisme.
Dalam lintasan metabolisme, satu enzim akan membawa produk enzim lainnya
sebagai substrat. Setelah reaksi katalitik terjadi, produk kemudian dihantarkan
ke enzim lainnya. Kadang-kadang lebih dari satu enzim dapat mengatalisasi
reaksi yang sama secara bersamaan.
Enzim menentukan
langkah-langkah apa saja yang terjadi dalam lintasan metabolisme ini. Tanpa
enzim, metabolisme tidak akan berjalan melalui langkah yang teratur ataupun
tidak akan berjalan dengan cukup cepat untuk memenuhi kebutuhan sel. Dan
sebenarnya, lintasan metabolisme seperti glikolisis tidak akan dapat terjadi
tanpa enzim. Glukosa, contohnya, dapat bereaksi secara langsung dengan ATP, dan
menjadi terfosforliasi pada karbon-karbonnya secara acak.
Tanpa keberadaan
enzim, proses ini berjalan dengan sangat lambat. Namun, jika heksokinase
ditambahkan, reaksi ini tetap berjalan, namun fosforilasi pada karbon 6 akan
terjadi dengan sangat cepat, sedemikiannya produk glukosa-6-fosfat ditemukan
sebagai produk utama. Oleh karena itu, jaringan lintasan metabolisme dalam
tiap-tiap sel bergantung pada kumpulan enzim fungsional yang terdapat dalam sel
tersebut.
Enzim dapat bekerja dengan beberapa cara yaitu :
- 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.
Mekanisme kerja enzim
Secara umum, mekanisme
kerja enzim dapat digambarkan sebagai berikut. Setiap enzim bertindak atas
target tertentu yang disebut substrat, yang diubah menjadi produk yang dapat
digunakan melalui aksi enzim. Dengan kata lain, enzim bereaksi dengan substrat
membentuk kompleks enzim-substrat. Setelah reaksi selesai, enzim tetap sama,
tapi substrat mengubah produk. Misalnya, sukrase tindakan enzim pada substrat
sukrosa untuk membentuk produk – fruktosa dan glukosa.
Berikut merupakan mekanisme
keja enzim secara khusus:
Teori
gembok anak kunci (key-lock): Sisi aktif enzim mempunyai bentuk tertentu yang hanya sesuai
untuk satu jenis substrat saja. Substrat sesuai dengan sisi aktif seperti
gembok kunci dengan anak kuncinya. Hal itu menyebabkan enzim bekerja secara
spesifik. Jika enzim mengalami denaturasi (rusak) karena panas, bentuk sisi
aktif berubah sehingga substrat tidak sesuai lagi. Perubahan pH juga mempunyai
pengaruh yang sama.
Teori
cocok terinduksi (induced fit): Sisi aktif enzim lebih fleksibel dalam menyesuaikan struktur
substrat. Ikatan antara enzim dan substrat dapat berubah menyesuaikan dengan
substrat. Inhibitor Merupakan zat yang dapat menghambat kerja enzim.
Laju reaksi enzim dapat
diturunkan menggunakan berbagai jenis inhibitor enzim.
Inhibisi kompetitif
Pada inihibisi
kompetitif, inhibitor dan substrat berkompetisi untuk berikatan dengan enzim.
Seringkali inhibitor kompetitif memiliki struktur yang sangat mirip dengan
substrat asli enzim. Sebagai contoh, metotreksat adalah inihibitor kompetitif
untuk enzim dihidrofolat reduktase. Kemiripan antara struktur asam folat dengan
obat ini ditunjukkan oleh gambar di samping bawah. Perhatikan bahwa pengikatan
inhibitor tidaklah perlu terjadi pada tapak pengikatan substrat apabila
pengikatan inihibitor mengubah konformasi enzim, sehingga menghalangi
pengikatan substrat. Pada inhibisi kompetitif, kelajuan maksimal reaksi tidak
berubah, namun memerlukan konsentrasi substrat yang lebih tinggi untuk mencapai
kelajuan maksimal tersebut, sehingga meningkatkan Km.
Inhibisi tak kompetitif
Pada inhibisi tak
kompetitif, inhibitor tidak dapat berikatan dengan enzim bebas, namun hanya
dapat dengan komples ES. Kompleks EIS yang terbentuk kemudian menjadi tidak
aktif. Jenis inhibisi ini sangat jarang, namun dapat terjadi pada enzim-enzim
multimerik.
Inhibisi non-kompetitif
Inhibitor
non-kompetitif dapat mengikat enzim pada saat yang sama substrat berikatan
dengan enzim. Baik kompleks EI dan EIS tidak aktif. Karena inhibitor tidak
dapat dilawan dengan peningkatan konsentrasi substrat, Vmax reaksi berubah. Namun, karena substrat masih
dapat mengikat enzim, Km tetaplah
sama.
Inhibisi campuran
Inhibisis jenis ini
mirip dengan inhibisi non-kompetitif, kecuali kompleks EIS memiliki aktivitas
enzimatik residual.
Pada banyak organisme, inhibitor
dapat merupakan bagian dari mekanisme umpan balik. Jika enzim memproduksi terlalu banyak
produk, produk tersebut dapat berperan sebagai inhibitor bagi enzim tersebut.
Hal ini akan menyebabkan produksi produk melambat atau berhenti. Bentuk umpan
balik ini adalah umpan balik negatif. Enzim memiliki bentuk regulasi seperti
ini sering kali multimerik dan mempunyai tapak ikat alosterik.
Koenzim asam folat dan
obat anti kanker metotreksat memiliki struktur yang sangat mirip. Oleh sebab
itu, metotreksat adalah inhibitor kompetitif bagi enzim yang menggunukan folat.
Inhibitor ireversibel
bereaksi dengan enzim dan membentuk aduk dengan protein. Inaktivasi ini
bersifat ireversible. Inhibitor seperti ini contohnya efloritina, obat yang
digunakan untuk mengobati penyakit yang disebabkan oleh protozoa African trypanosomiasis. Penisilin
dan Aspirin juga bekerja dengan cara yang sama. Senyawa obat ini terikat pada
tapak aktif, dan enzim kemudian mengubah inhibitor menjadi bentuk aktif yang
bereaksi secara ireversibel dengan satu atau lebih residu asam amino.
Kegunaan inhibitor
Oleh karena inhibitor
menghambat fungsi enzim, inhibitor sering digunakan sebagai obat. Contohnya
adalah inhibitor yang digunakan sebagai obat aspirin. Aspirin menginhibisi
enzim COX-1 dan COX-2 yang memproduksi pembawa pesan peradangan prostaglandin,
sehingga ia dapat menekan peradangan dan rasa sakit. Namun, banyak pula
inhibitor enzim lainnya yang beracun. Sebagai contohnya, sianida yang merupakan
inhibitor enzim ireversibel, akan bergabung dengan tembaga dan besi pada tapak
aktif enzim sitokrom c oksidase dan memblok pernapasan sel.
Hal-hal yang mempengaruhi
aktivitas enzim
Aktivitas enzim
dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti suhu, pH, dan konsentrasi.
Biasanya, suhu tinggi
meningkatkan laju reaksi yang melibatkan enzim. Suhu optimal untuk reaksi
tersebut dikatakan sekitar 37 º C sampai 40 º C. Setelah suhu naik di atas
tingkat ini, enzim mendapatkan terdenaturasi dan mereka tidak lagi cocok untuk
reaksi dengan substrat.
Variasi pH juga dapat
mempengaruhi mekanisme kerja enzim. Tingkat pH optimum dapat bervariasi dari
satu enzim yang lain, sesuai dengan lokasi aksi mereka. Variasi dari tingkat pH
dapat memperlambat aktivitas enzim dan hasil pH yang sangat tinggi atau rendah
dalam enzim terdenaturasi yang tidak dapat memegang substrat dengan benar.
Tingkat aktivitas enzimatik dapat meningkat dengan konsentrasi enzim dan
substrat
Sumber : www.geraiberas.com
Demikianlah Artikel Sifat dan Karakteristik Enzim
Sekian artikel Sifat dan Karakteristik Enzim kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.
Anda sekarang membaca artikel Sifat dan Karakteristik Enzim dengan alamat link https://www.dunia-mulyadi.com/2015/10/sifat-dan-karakteristik-enzim.html
0 Response to "Sifat dan Karakteristik Enzim"
Post a Comment
Terimakasih atas Kunjungannya serta Komentarnya.....Jangan Lupa Like and Sharenya Thanks......