Pengertian & Sifat Enzim, Struktur Penyusun, Cara Kerja, Reaksi, dan Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim

Enzim merupakan unsur yang mempercepat perubahan kimiawi yang diperlukan oleh kehidupan. Kehidupan tidak mungkin ada tanpa enzim. Tanpa enzim perubahan-perubahan tersebut akan sangat lamban, atau tidak akan terjadi sama sekali, dan kehidupan akan berhenti. Setiap enzim merupakan protein khusus yang disesuaikan dengan proses kimiawi tertentu. Enzim pencernaan mengubah makanan menjadi cairan yang dapat mengalir ke darah dan ke seluruh tubuh. Enzim yang lain mengubah makanan yang sudah dicerna sehingga mengeluarkan energi, sedangkan enzim-enzim yang lain menggunakan energi untuk membuat makanan di dalam zat-zat tubuh.
Pengertian dan sifat enzim lengkap

1. Pengertian Enzim
    Enzim adalah protein yang dapat mempercepat reaksi metabolisme. Enzim merupakan senyawa organik atau katalis protein yang dihasilkan oleh sel dan berperan sebagai katalisator yang dinamakan biokatalisator.
  • Menurut Mayrback (1952) dari Jerman, enzim adalah senyawa protein yang dapat mengatalisis reaksi-reaksi kimia dalam sel dan jaringan makhluk hidup. Enzim merupakan biokatalisator, artinya senyawa organik yang mempercepat reaksi kimia.

2. Sifat Enzim
    Sifat-sifat enzim, yaitu:
  1. Merupakan protein.
  2. Merupakan biokatalisator. Oleh karena enzim bersifat sebagai katalis, enzim tidak akan mengalami perubahan bentuk. Oleh karena itu, enzim dapat digunakan berkali-kali tanpa mengalami kerusakan.
  3. Mempercepat reaksi kimia dengan jalan menurunkan energi aktivasi, yaitu energi awal yang diperlukan untuk memulai reaksi kimia.
  4. Enzim bekerja spesifik, artinya untuk mengubah atau mereaksikan suatu zat tertentu memerlukan zat tertentu pula.
  5. Bekerja sangat cepat.
  6. Tidak ikut bereaksi (tidak mengalami perubahan).
  7. Tidak mengubah keseimbangan reaksi.
  8. Memiliki sisi aktif atau sisi katalitik, yaitu bagian enzim tempat substrat berkombinasi.
  9. Substrat asing yang berfungsi menghambat reaksi disebut inhibitor dan yang berfungsi mempercepat reaksi disebut aktivator.
Enzim memiliki sifat khusus, yaitu hanya dapat mengakatalisis suatu reaksi tertentu, sebagai contoh enzim lipase hanya dapat mengkatalisis reaksi perubahan dari lemak menjadi gliserol dan asam lemak. Reaksinya sebagai berikut.
reaksi sifat enzim sebagai katalisator
Sifat khusus enzim lainnya adalah tidak ikut bereaksi, artinya enzim hanya memproses substrat (contohnya, lemak) menjadi produk (contohnya, gliserol dan asam lemak) tanpa ikut mengalami perubahan dalam reaksi itu. Bahan tempat kerja enzim disebut substrat dan hasil dari reaksi disebut produk. Dengan demikian enzim dapat digunakan kembali untuk mengkatalisis reaksi yang sama, berikutnya.
    Sifat-sifat enzim selain sebagai biokatalisator dan sebagai suatu protein, enzim mempunyai sifat yaitu berperan tidak bolak-balik. Artinya enzim dapat bekerja menguraikan suatu substrat menjadi substrat tertentu dan tidak sebaliknya dapat menyusun substrat sumber dari hasil penguraian, misalya enzim protease dapat menguraikan protein menjadi asam amino, tetapi tidak menggabungkan asam aminonya menjadi protein.
    Enzim menjadi rusak apabila berada pada suhu yang terlalu panas atau terlalu dingin. Sebagian besar enzim akan rusak pada suhu di atas 60oC karena proteinnya (gugus prostetik) menggumpal (koagulasi). Jika telah rusak maka tidak akan berfungsi lagi meskipun berada pada suhu normal, rusaknya enzim oleh panas disebut denaturasi. Selain itu, kerja enzim juga dapat terhalang oleh zat lain. Zat yang dapat menghambat kerja enzim disebut inhibitor, contohnya CO, Arsen, Hg, dan Sianida. Sebaliknya zat yang dapat mempercepat jalannya reaksi disebut aktivator, contohnya ion Mg2+, Ca2+, zat organik seperti koenzim-A.
    Enzim dapat bekerja optimal pada pH tertentu, misalnya enzim lipase, pH optimal 5,7–7,5. Aplikasi pH yang tidak cocok maka sifat kerja enzim dapat menyebabkan ionisasi dari gugus karboksil dan amino dari bagianbagian enzim yang tersusun atau apoenzim dan dapat menyebabkan denaturasi, oleh karena itu akan terjadi tambahan struktur enzim sehingga tidak dapat bekerja dengan baik.

3. Komponen Penyusun/Struktur Enzim
    Berdasarkan komponen penyusunnya, enzim dibedakan menjadi:
  1. Enzim protein sederhana terdiri atas protein.
  2. Enzim konjugasi, terdiri atas protein dan nonprotein.
Enzim konjugasi disebut juga holoenzim. Holoenzim terdiri atas:
  1. Apoenzim (protein), yaitu bagian yang relatif tidak tahan panas (termolabil) atau mudah berubah serta bersifat nonaktif.
  2. Prostetik atau kofaktor (nonprotein), yaitu bagian yang relatif tahan panas (100°C) sampai beberapa lama (termostabil). Terdiri atas ion organik seperti Zn, Fe, Mn, Mg, Na, Ca, CO2, K, NAD, NADP, koenzim A dan senyawa organik seperti tiamin, riboflavin, piridoksin, niasin dan biotin. Golongan prostetik yang terdiri atas senyawa-senyawa organik dinamakan koenzim (merupakan bagian yang bersifat aktif).

4. Cara Kerja Enzim dan Gambarnya
a. Hipotesis “Lock and Key”
Gambar cara kerja enzim hipotesis Lock and Key
Dikemukakan oleh Emil Fischer, cara kerja enzim seperti kunci dengan anak kunci.
  1. Antara enzim dan substrat terjadi persatuan yang kaku seperti kunci dan anak kunci.
  2. Enzim memiliki suatu tempat untuk bergabung dengan substrat yang disebut active site (lokasi aktif) yang merupakan tempat perlekatan molekul substrat.
  3. Pada tempat perlekatan tersebut mempunyai konfigurasi tertentu dan hanya substrat khusus yang cocok untuk dapat bergabung.
  4. Selama reaksi berjalan, enzim dan substrat berkombinasi sementara membentuk kompleks enzim substrat.
  5. Hubungan di antara enzim dan substrat berkombinasi merupakan hubungan yang lemah, sehingga mudah berpisah lagi.
  6. Setelah reaksi, hasil-hasil reaksi tidak lagi bersatu dengan sisi aktif atau sisi katalitik.
b. Hipotesis Koshland (Induced Fit)
    Menurut Koshland, enzim dan sisi aktifnya merupakan struktur yang secara fisik lebih fleksibel dan terjadi interaksi dinamis antara enzim dengan substrat. Jika substrat berkombinasi dengan enzim akan terjadi perubahan konfigurasi sisi aktif enzim, sehingga fungsi enzim berlangsung efektif. 
Gambar cara kerja enzim hipotesis Koshland (Induced Fit)
Molekul enzim memiliki sisi aktif tempat melekatnya substrat dan terbentuklah molekul kompleks enzim-substrat. Pengikatan substrat menginduksi penyesuaian pada enzim yang meningkatkan kecocokan dan mendorong molekul kompleks enzim-substrat berada dalam keadaan yang lebih reaktif

5. Reaksi Kimia pada Enzim
    Secara sederhana cara kerja enzim dapat digambarkan dengan kunci dan gembok. Kompleks enzim dapat tumbuh pada substrat karena pada permukaan enzim terdapat sisi aktif. Sisi aktif tersebut mempunyai konfigurasi aktif tertentu dan hanya substrat tertentu yang dapat bergabung dan menyebabkan enzim dapat bekerja secara spesifik.
Secara sederhana reaksi enzim dituliskan:
Reaksi kimia pada enzim
Sifat-sifat enzim selain sebagai biokatalisator dan sebagai suatu protein, enzim mempunyai sifat yaitu berperan tidak bolak-balik. Artinya enzim dapat bekerja menguraikan suatu substrat menjadi substrat tertentu dan tidak sebaliknya dapat menyusun substrat sumber dari hasil penguraian, misalya enzim protease dapat menguraikan protein menjadi asam amino, tetapi tidak menggabungkan asam aminonya menjadi protein.

6. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim
a. Suhu
  • 0°C = tidak beraktivitas
  • 38°C - 40°C = aktivitas enzim meningkat di atas 40°C = aktivitas enzim menurun
  • 60°C = aktivitas enzim akan terhenti
Enzim terbuat dari protein sehingga enzim dipengaruhi oleh suhu. Suhu memengaruhi gerak molekul. Pada suhu optimal, tumbukan antara enzim dan substrat terjadi pada kecepatan yang paling tinggi. Pada suhu jauh di atas suhu optimal menyebabkan enzim terdenaturasi, mengubah bentuk, struktur, dan fungsinya.
b. Air
c. pH (Derajat Keasaman)
    pH tergantung pada lokasi enzim yang bersangkutan. Seperti protein, enzim juga bekerja dipengaruhi oleh derajat keasaman lingkungan. Derajat keasaman optimal bagi kerja enzim umumnya
mendekati pH netral, sekitar 6–8. Di luar rentang tersebut, kerja enzim dapat terganggu bahkan dapat terdenaturasi.
d. Hasil akhir (produk)
    Jika sel menghasilkan produk lebih banyak daripada yang dibutuhkan, produk yang berlebih tersebut dapat menghambat kerja enzim. Hal ini dikenal dengan feedback inhibitor.
Hasil akhir yang Mempengaruhi Kerja Enzim
Jika produk yang berlebih habis digunakan, kerja enzim akan kembali normal. Mekanisme ini sangat penting dalam proses metabolisme, yaitu mencegah sel menghabiskan sumber molekul yang berguna menjadi produk yang tidak dibutuhkan.
e. Konsentrasi enzim
    Kecepatan proses pembentukan atau penguraian molekul substrat mengikuti konsentrasi enzim. Pada rekasi dengan konsentrasi enzim yang jauh lebih sedikit daripada substrat, penambahan enzim akan meningkatkan laju reaksi. Peningkatan laju reaksi ini terjadi secara linier. Akan tetapi, jika konsentrasi enzim dan substrat sudah seimbang, laju reaksi akan relatif konstan.
f. Konsenstrasi substrat
    Penambahan konsentrsi substrat pada reaksi yang dikatalisis oleh enzim awalnya akan meningkatkan laju reaksi.
Konsenstrasi substrat menjadi Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim
Akan tetapi, setelah konsentrasi substrat dinaikkan lebih lanjut, laju reaksi akan mencapai titik jenuh dan tidak bertambah lagi. Setelah mencapai titik jenuh, penambahan kembali konsentrasi substrat tidak berpengaruh terhadap laju reaksi.
g. Inhibitor
    Inhibitor dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor non-kompetitif.
gambar inhibitor kompetitif dan inhibitor non-kompetitif
1) Inhibitor kompetitif
    Inhibitor kompetitif menghambat kerja enzim dengan cara berikatan dengan enzim pada sisi aktifnya. Oleh karena itu, inhibitor ini bersaing dengan substrat menempati sisi aktif enzim. Hal ini terjadi karena inhibitor memiliki struktur yang mirip dengan substrat. Enzim yang telah berikatan dengan inhibitor tidak dapat menjalankan fungsinya sebagai biokatalisator.
2) Inhibitor nonkompetitif
    Berbeda dengan inhibitor kompetitif, inhibitor nonkompetitif tidak bersaing dengan substrat untuk berikatan dengan enzim. Inhibitor jenis ini akan berikatan dengan enzim pada sisi yang berbeda (bukan sisi aktif). Jika telah terjadi ikatan enzim-inhibitor, sisi aktif enzim akan berubah sehingga substrat tidak dapat berikatan dengan enzim. Banyak ion logam berat bekerja sebagai inhibitor nonkompetitif, misalnya Ag+, Hg2+, dan Pb2+.
7. Peranan Enzim
    Peran atau manfaat enzim adalah:
  1. Reduksi, yaitu reaksi penambahan hidrogen, elektron, atau pelepasan oksigen.
  2. Dehidrasi, yaitu reaksi pelepasan molekul uap air (H2O).
  3. Oksidasi, yaitu reaksi pelepasan molekul hidrogen, elektron, atau penambahan oksigen.
  4. Hidrolisis, yaitu reaksi penambahan H2O pada suatu molekul dan diikuti pemecahan molekul pada ikatan yang ditambah H2O.
  5. Deaminase, yaitu reaksi pelepasan gugus amin (NH2).
  6. Dekarboksilasi, yaitu reaksi pelepasan CO2 dan gugusan karboksil (–COOH).
  7. Fosforilasi, yaitu reaksi pelepasan fosfat.
  8. Transferase, yaitu reaksi pemindahan suatu radikal.
Baca juga: enzim dan fungsinya lengkap😊

Ilmuwan Penemu Enzim
    Anselme Payen (1795–1871) adalah seorang ahli kimia asal Perancis. Anselme Payen menemukan enzim pertama. Ia bekerja pada sebuah pabrik gula. Di sini ia semakin tertarik pada reaksi kimia pada tumbuhan. Pada 1833, Payen menemukan bahwa kecambah menghasilkan zat yang dapat mengubah pati menjadi gula. Ia menyebut zat ini diastase. Zat ini masih dapat bekerja meskipun telah dikeluarkan dari tanaman yang membuatnya.

Tidak ada komentar untuk "Pengertian & Sifat Enzim, Struktur Penyusun, Cara Kerja, Reaksi, dan Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim"