Faktor Fator Yang Mempengaruhi Kerja Enzim
BAB I
PENDAHULUAN
Enzim adalah suatu protein dan dihasilkan oleh sel
hidup. Enzim adalah protein yang mempunyai fungsi khusus. Enzim bekerja dalam
mengkatalisis reaksi kimia (biokimia) yang berlangsung didalam sel itu sendiri.
Sebagai contoh adalah enzin α-amylase (dikenal juga enzim ptyalin) yang
berperan dalam mengkatalisis reaksi pemecahan pati menjadi unsur penyusunya
yang lebih sederhana. Enzim ini di hasilkan secara alami di mulut bersam-sama
dengan ludah (saliva).
Dalam tubuh manusia sendiri terdapat berjuta-juta
enzim yang mana peran masing-masing enzim tersebut sangat spesifik. Untuk
itulah kemudian ada suatu system penamaan enzim. Dalam tata cara penamaan
enzim, biasanya diawali dengan nama substrat dan di akhiri dengan akhiran –ase.
Sebagai contoh enzim sucrose, enzim ini berperan secara spesifik dalam
menghidrolisis sukrosa. Lalu ada lagi enzim lipase, yang berperan dalam
hidrolisis lemak (lipid).
Secara internasional enzim dikelompokkan menjadi 6 kelas
yaitu :
- Oksidoreduktase : enzim yang
berperan dalam pemindahan electron (redoks).
- Transterase : enzim yang
berperan dalam pemindahan gugus fungsionil.
- Hidrolase : enzim yang membantu
dalam proses hidrolisis (pemindahan gugus fungsional ke air).
- Liase : enzim yang berperan
dalam penambahan gugus pada ikatan ganda atau sebaliknya.
- Isomerase : enzim yang berperan
dalam reaksi pemindahan dalam molekul menghasilkan bentuk isomer.
- Ligase : emzim yang
membantu dalam reaksi pembentukan ikatan C-C, C-S, C-O, dan C-Noleh reaksi
kondensasi yang berkaitan dengan Penguraian ATP. (Thenawijaya: 1988)
Tubuh kita merupakan laboratorium yang sangat rumit,
sebab di dalamnya terjadi reaksi kimia yang beraneka ragam. Penguraian zat-zat
yang terdapat dalam makanan kita, peggunaan hasil uraian untuk memperoleh
energy, penggabungan kembali hasil uraian untuk membentuk persediaan makanan
dalam tubuh serta banyak macam reaksi lain yang apabila dilakukan di dalam
laboratorium atau in vitro membutuhkan keahlian khusus serta waktu yang lama.
Reaksi atau proses kimia yang berlangsung dengan baik dalam tubuh kita ini
dimungkinkan karena adanya katalis dalam tubuh yakni enzim.
Berzelius pada tahun 1837 mengusulkan nama ‘katalis’
untuk zat-zat yang dapat mempercepat reaksi tetapi zat itu sendiri tidak ikut
bereaksi. Proses kimia yang terjadi dengan pertolongan enzim telah dikenal
sejak zaman dahulu. Dahulu proses fermentasi dianggap hanya terjadi dengan
adanya sel yang mengandung enzim. Anggapan tersebut berubah setelah Buchner
membuktikan bahwa cairan yang berasal dari ragi tanpa adanya sel hidup dapat
menyebabkan terjadinya fermentasi gula menjadi alkohol dan karbondioksida.
Pengetahuan tentang enzim atau enzimologi sejak 1926
berkembang dengan cepat. Dari hasil penelitian para ahli biokimia ternyata
bahwa banyak enzim mempunyai gugus bukan protein, jadi termasuk protein
majemuk. Enzim semacam ini (holoenzim) terdiri atas protein (apoenzim) dan
suatu gugus bukan protein. Sebagai contoh, enzim katalase terdiri atas protein
dan ferriprotorfirin. Ada juga enzim yang terdiri atas protein dan logam.
Enzim memiliki tenaga katalitik yang luar biasa, yang
biasanya jauh lebih besar dari katalisator sintetik. Spesifisistas enzim amat
tinggi terhadap substratnya, enzim mempercepat reaksi kimiawi spesifik tanpa
pembentukan produk samping, dan molekul ini berfungsi di dalam larutan encer
pada keadaan suhu dan pH normal. Hanya sedikit katalisator non-biologi yang
dilengkapi dengan sifat-sifat ini.
Enzim memberikan dampak kepada banyak bidang
pengetahuan biomedis. Pada saat sel mengalami cedera (misalnya akibat suplai
darah yang terganggu atau akibat inflamasi), enzim-enzim tertentu akan merambas
ke dalam plasma. Pengukuran aktivitas enzim tersebut dalam plasma darah telah
menjadi bagian integral tindakan diagnosis untuk penyakit-penyakit yang penting
Berbagai faktor penting misalnya konsentrasi enzim
serta substrat, suhu, pH, dan inhibitor yang mempengaruhi pengukuran kadar
aktivitas enzim. Karena aktivitas enzim meningkat bersamaan dengan peningkatan
suhu, laju berbagai proses metabolisme, akan mengalami peningkatan yang
bermakna.
Aktivitas enzim
Aktivitas enzim ternyata dipengaruhi banyak factor.
Faktor-faktor tersebut nebebtukan afektivitas kerja suatu enzim. Apabila factor
tersebut berada dalam kondisi yang optimum, maka kerja enzim juga akan
maksimal.
Beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim :
1. Suhu (temperature)
Oleh karena reaksi kimia dapat dipengaruhi oleh suhu,
maka reaksi yang menggunakan katalis enzim dapat dipengaruhi oleh suhu. Pada
suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang lebih
tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Disamping itu, karena enzim itu adalah
suatu protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan terjadinya proses
denaturasi. Apabila terjadi proses denaturasi, maka bagian aktif enzim akan
terganggu dan dengan demikian konsentrasi efektif enzim menjadi berkurang dan
kecepatan reaksinya pun akan menurun. Kenaikan suhu sebelum terjadinya proses
denaturasi dapat menaikkan kecepatan reaksi.
Peningkatan suhu meningkatkan reaksi enzim yang
terkatalisis dan yang tidak terkatalisis dengan cara meningkatkan energi
kinetic dan frekuensi tubrukan dari besarnya molekul. Bagaimanapun energy panas
dapat meningkatkan energy kinetic dari enzim ke titik yang mana kelebihan
energy pelindung untuk dapat mengganggu interaksi non-kovalen yang berfungsi
mengatur struktur tiga dimensi dari enzim. Cincin polipeptida kemudian mulai
terbuka atau terdenaturasi, yang disertai dengan pengurangan kecepatan dari
aktivitas katalisis. Pada temperatur tertentu sebuah enzim berada dalam keadaan
stabil, konformasi,
kompetensor katalisis tergantung suhu normal sel, yang
mana enzim itu berada. Enzim pada umumnya stabil pada temperatur 45-55°C.
Sebaliknya, enzim pada mikroorganisme termofilik yang berada pada sumber mata
air panas gunung berapi, atau pada lubang hidrotermal bawah laut dapat stabil
pada suhu kurang lebih 100°C. (aurel.2010)
Enzim tersusun oleh protein, sehingga sangat peka
terhadap suhu. Peningkatan suhu menyebabkan energi kinetik pada molekul
substrat dan enzim meningkat, sehingga kecepatan reaksi juga meningkat. Namun
suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan rusaknya enzim yang disebut
denaturasi, sedangkan suhu yang terlalu rendah dapat menghambat kerja enzim.
Pada umumnya enzim akan bekerja baik pada suhu optimum, yaitu antara 30° –
40°C.(e-dukasi.2010)
2. Derajat keasaman (pH)
Perubahan
pH dapat mempengaruhi perubahan asam amino kunci pada sisi aktif enzim,
sehingga menghalangi sisi aktif bergabung dengan substratnya. Setiap enzim
dapat bekerja baik pada pH optimum, masing-masing enzim memiliki pH optimum
yang berbeda. Sebagai contoh : enzim amilase bekerja baik pada pH 7,5 (agak basa), sedangkan
pepsin bekerja baik pada pH 2 (asam kuat/sangat asam). (e-dukasi.2010)
Seperti protein pada umumnya, struktur ion enzim
tergantung pada pH lingkungannya. Enzim dapat berbentuk ion positif, ion
negatif, atau ion bermuatan ganda. Dengan demikian perubahan pH lingkungan akan
berpengaruh terhadap efektivitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks
enzim substrat. Disamping pengaruh terhadap struktur ion pada enzim, pH rendah,
atau pH tinggi dapat pula menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan ini akan
mengakibatkan menurunnya aktifitas enzim. Terdapat suatu nilai pH tertentu atau
daerah pH yang dapat menyebabkan kecepatan reaksi paling tinggi. pH tersebut
dinamakan pH optimum. (aurel.2010)
3. Konsentrasi enzim
Kecepatan reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi enzim,
makin besar konsentrasi enzim makin tinggi pula kecepatan reaksi, dengan kata
lain konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi.
4. Konsentrasi substrat
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi
enzim yang tetap, maka pertambahan konsentrasi substrat akan menaikkan
kecepatan reaksi.
Untuk dapat terjadi kompleks enzim substrat,
diperlukan adanya kontak antara enzim dengan substrat. Kontak ini terjadi pada
suatu tempat atau bagian enzim yang disebut bagian aktif. Pada konsentrasi
substrat rendah, bagian aktif enzim ini hanya menampung sedikit substrat. Bila
konsentrasi substrat diperbesar, makin banyak substrat yang dapat berhubungan
dengan enzim pada bagian aktif tersebut. Dengan demikian, konsentrasi kompleks
enzim substrat makin besar dan hal ini menyebabkan makin besarnya kecepatan
reaksi. Namun dalam keadaan ini, bertambah besarnya konsentrasi susbstrat tidak
menyebabkan bertambah besarnya konsentrasi kompleks enzim substrat, sehingga
jumlah hasil reaksinya pun tidak bertambah besar.(aurel.2010)
Peningkatan konsentransi substrat dapat meningkatkan
kecepatan reaksi bila jumlah enzim tetap. Namun pada saat sisi aktif semua
enzim berikatan dengan substrat, penambahan substrat tidak dapat meningkatkan
kecepatan reaksi enzim selanjutnya.(e-dukasi.2010)
Enzim mempunyai spesifitas yang tinggi. Apabila
substrat cocok dengan enzim naka kinerja enzim juga akan
optimal.(Pradhana.2008)
5. Aktifator dan inhibitor
Aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan
antara enzim dengan substratnya, misalnya ion klorida yang bekerja pada enzim amilase. Inhibitor merupakan
suatu molekul yang menghambat ikatan enzim dengan substratnya. Inhibitor akan
berikatan dengan enzim membentuk kompleks enzim-inhibitor.
Ada 2 jenis inhibitor, yaitu :
Ada 2 jenis inhibitor, yaitu :
·
Inhibitor
kompetitif
Molekul penghambat yang strukturnya mirip substrat, sehingga molekul tersebut berkompetisi dengan substrat untuk bergabung pada sisi aktif enzim. Contoh : sianida bersaing dengan oksigen untuk mendapatkan Hemoglobin pada rantai akhir respirasi. Inhibitor kompetititf dapat diatasi dengan penambahan konsentrasi substrat.
Molekul penghambat yang strukturnya mirip substrat, sehingga molekul tersebut berkompetisi dengan substrat untuk bergabung pada sisi aktif enzim. Contoh : sianida bersaing dengan oksigen untuk mendapatkan Hemoglobin pada rantai akhir respirasi. Inhibitor kompetititf dapat diatasi dengan penambahan konsentrasi substrat.
·
Inhibitor
nonkompetitif
Molekul penghambat yang bekerja dengan cara melekatkan diri pada bagian bukan sisi aktif enzim. Inhibitor ini menyebabkan sisi aktif berubah sehingga tidak dapat berikatan dengan substrat. Inhibitor nonkompetitif tidak dapat dipengaruhi oleh konsentrasi substrat.(e-dukasi.2010).
Molekul penghambat yang bekerja dengan cara melekatkan diri pada bagian bukan sisi aktif enzim. Inhibitor ini menyebabkan sisi aktif berubah sehingga tidak dapat berikatan dengan substrat. Inhibitor nonkompetitif tidak dapat dipengaruhi oleh konsentrasi substrat.(e-dukasi.2010).
6. Waktu
Waktu kontak/reaksi antar enzim dan substrat
menentukan efektivitas kerja enzim. Semakin lama waktu reaksi maka kerja enzim
juga akan semakin optimum.(Pradhana.2008)
7. Konsentrasi ion Hidrogen
Kecepatan dari hampir semua reaksi enzim yang
terkatalisis menunjukkan ketergantungan yang signifikan dari konsentrasi ion
hydrogen. Kebanyakan enzim intraseluler menunjukkan aktivitas optimal pada
nilai pH 5 dan 9. Hubungan dari aktivitas konsentrasi ion H menunjukkan
keseimbangan antara denaturasi enzim pada pH yang tinggi dan rendah serta efek
pada enzim, substrat, atau keduanya.(aurel.2010)
8. Ion logam
Ion-ion logam, yang menjalankan peranan katalitik dan
structural pada lebih seperempat dari semua enzim yang dikenal dapat pula
mengisi peranan pengatur, khususnya bagi reaksi dimana ATP merupakan substrat.
Kalau kompleks ATP ion logam tersebut merupakan substrat, aktifitas maksimal
secara khas akan terlihat pada rasio molar ATP terhadap logam di sekitar satu.
Kelebihan logam atau kelebihan ATP merupakan hambatan karena senyawa-senyawa
nukleosida di– dan trifosfat membentuk kompleks yang stabil dengan
kation-kation dwi-valensi, konsentrasi intraseluler nukleotida dapat mempengaruhi
konsentrasi intraseluler ion-ion logam bebas dan dengan demikian mempengaruhi
pula aktivitas enzim-enzim tertentu.(aurel.2010)
BAB II
KESIMPULAN
·
Enzim
adalah suatu protein dan dihasilkan oleh sel hidup. Enzim adalah protein yang mempunyai
fungsi khusus. Enzim bekerja dalam mengkatalisis reaksi kimia (biokimia) yang
berlangsung didalam sel itu sendiri
·
Faktor-faktor
yang mempengaruhi enzim :
- Suhu (temperature)
- Derajat keasaman (pH)
- Konsentrasi enzim
- Konsentrasi substrat
- Aktifator dan inhibitor
- Waktu
- Konsentrasi ion Hidrogen
- Ion logam
No comments:
Post a Comment