Enzim

Enzim merupakan suatu katalis biologi. Enzim sebagai suatu katalis biologi berfungsi mempercepat laju reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh. Hal demikian dapat terjadi karena keberadaan enzim mampu menurunkan energi aktivasi. Energi aktivasi adalah energi awal yang diperlukan untuk memulai rekasi kimia. Tanpa enzim, proses metabolisme di dalam tubuh berlangsung lambat.

     Enzim dibentuk di dalam sel untuk dimanfaatkan oleh sel-sel itu sendiri atau dikirim keluar sel untuk melakukan fungsinya. Enzim yang melakukan fungsi kerjanya di dalam sel disebut enzim intraselular, contohnya lisozim di dalam organel lisosom. Enzim yang bekerja di luar sel dikenal sebagai enzim ekstraselular, contohnya enzim pencernaan makanan seperti amilase.

 

1.      Struktur Enzim

Keseluruhan bagian enzim disebut haloenzim. Enzim tersusun dari dua komponen utama, yaitu protein dan nonprotein.

Komponen protein (apoenzim) merupakan komponen yang sangat penting dalam aktivitas enzim karena memiliki sisi aktif dengan bentuk yang spesifik untuk suatu substrat. Sisi aktif enzim merupakan bagian dari gugus protein yang berfungsi sebagai tempat melekat dan mereaksikan suatu substrat. Substrat merupakan bahan atau molekul yang dikatalis oleh suatu enzim. Dapat berupa karbohidrat, protein dan lemak. Komponen nonprotein (gugus prostetik) memiliki sifat stabil pada suhu yang relatif tinggi dan tidak berubah pada akhir reaksi. Gugus prostetik dibedakan menjadi kofaktor dan koenzim.

Kofaktor tersusun dari zat anorganik yang umumnya berupa logam, misalnya Cu, Fe, Mn, Zn, Ca, K, dan Co. Koenzim tersusun dari senyawa organic nonprotein yang tidak melekat erat pada bagian protein enzim. Contohnya, vitamin, NAD, NADP dan koenzim A. Beberapa enzim tidak dapat melakukan fungsinya tanpa kehadiran kofaktor dan koenzim. 

2.      Sifat Enzim

Sampai saat ini, telah dikenal lebih dari 2000 jenis enzim. Secara umum, enzim memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

a.        Merupakan protein karena penyusun utamanya adalah protein

b.       Mudah terpengaruh oleh perubahab lingkungan seperti suhu dan pH

c.        Berperan sebagai katalisator, yaitu mempercepat reaksi kimia, tetapi tidak ikut berubah setelah proses reaksi selesai

d.       Mempercepat reaksi kimia dengan jalan menurunkan energi aktivasi, yaitu energi awal yang diperlukan untuk memulai reaksi kimia.

e.        Tidak menentukan arah reaksi kimia, tetapi hanya mempercepat laju reaksi sampai mencapai keseimbangan

f.        Bekerja secara spesifik. Enzim hanya bekerja pada satu macam substrat dan tidak untuk bermacam-macam substrat. Hal tersebut dikenal dengan istilah satu enzim satu substrat.

g.       Bekerja secara bolak-balik. Enzim dapat berfungsi dalam reaksi penyusunan zat sekaligus dalam reaksi penguraian zat.

h.       Dibutuhkan dalam jumlah sedikit. Sedikit enzim mampu mengkatalis reaksi kimia.

3.      Mekanisme Kerja Enzim

Reaksi enzimatis dapat berlangsung apabila substrat tersedia dan bagian sisi aktif enzim dalam keadaan kosong. Substrat akan memasuki bagian sisi aktif enzim dan bagian sisi aktif tersebut akan mengalami perubahan bentuk dengan mengelilingi substrat sehingga membentuk ikatan lemah kompleks enzim-substrat. Di dalam sisi aktif, substrat diubah menjadi produk yang selanjutnya dilepas dari enzim. Begitu seterusnya sampai bagian sisi aktif tersebut ditempati lagi oleh substrat yang lain.

Ada dua jenis hipotesis yang menjelaskan tentang mekanisme kerja enzim, yaitu sebagai berikut :

a.      Hipotesis gembok dan anak kunci (lock and key). Menurut hipotesis yang dikemukakan oleh Emil Fischer, bagian sisi aktif enzim memiliki bentuk spesifik dan tidak fleksibel. Suatu enzim hanya dapat ditempati oleh substrat tertentu saja.

b.      Hipotesis kecocokan induksi (induced fit). Menurut hipotesis ini, bagian sisi aktif enzim bersifat fleksibel terhadap substrat yang masuk. Apabila ada substrat yang masuk ke bagian sisi aktif, maka bagian ini akan mengalami perubahan bentuk mengikuti suatu substrat. 

4.      Faktor-faktor yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim

Ada beberapa faktor yang dapat memperngaruhi kecepatan reaksi enzim, yaitu sebagai berikut :

a.       Suhu

Setiap enzim memiliki suhu optimum, yaitu suhu yang paling baik untuk melangsungkan reaksi secara maksimal. Pada manusia, suhu optimum berkisar antara 35-40°C. Suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan denaturasi (rusaknya struktur enzim) sehingga enzim tidak dapat bekerja.

b.      pH (Derajat Keasaman)

Pada umumnya, pH optimum enzim berkisar antara 6 sampai 8. Namun, pada tubuh manusia terdapat beberapa pengecualian. Contohnya, pepsin (enzim pencernaan pada lambung) bekerja efektif pada pH 2. Perubahan yang cukup tajam pada pH dapat menyebabkan enzim tersebut mengalami denaturasi.

c.       Inhibitor

Inhibitor merupakan senyawa kimia yang bersifat menghambat kerja enzim. Ada dua jenis inhibitor, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif.

Inhibitor kompetitif merupakan senyawa kimia menyerupai substrat yang dapat bereaksi dengan sisi aktif enzim. Jika sisi aktif enzim terlah terisi oleh inhibitor kompetitif, maka substrat tidak dapat berkaitan dengan enzim.

Inhibitor nonkompetitif merupakan senyawa kimia yang menghambat kerja enzim dengan cara melekat pada bagian selain sisi aktif, disebut sisi alosterik. Akibatnya, bagian sisi aktif enzim sulit berkaitan dengan substrat sehingga enzim tidak dapat mengubah subtract menjadi produk.

Contoh inhibitor nonkompetitif yang akrab dengan kehidupan sehari-hari adalah pestisida, DDT, dan racun yang berpengaruh pada jaringan syaraf. Antibiotik seperti penisilin, dan streptomisin merupakan inhibitor nonkompetitif bagi enzim yang ada dalam tubuh bakteri, sedangkan sulfanilamide merupakan inhibitor kompetitif bagi enzim bakteri.

d.      Konsentrasi substrat

Jumlah substrat yang berlebihan dapan menyebabkan penurunan kerja enzim. Untuk mengatasi hambatan tersebut, biasanya sel akan menambah jumlah enzim dengan cara melakukan sintesis enzim.

5.      Pengelompokan Enzim

Berdasarkan tempat kerjanya, enzim dapat dibedakan menjadi dua, yaitu endoenzim (enzim yang bekerja di dalam sel/enzim intraselular) dan eksoenzim (enzim yang bekerja di luar sel/enzim ekstraselular). Berdasarkan cara kerjanya, enzim dikelompokkan menjadi enam, yaitu sebagai berikut :

a.         Enzim golongan EC 1 (oksidoreduktase), berfungsi untuk mengatasi reaksi oksidasi atau reduksi dari satu unsur. Contohnya, enzim dehydrogenase dan oksidase.

b.         Enzim golongan EC 2 (transferase), berfungsi untuk membantu memindahkan suatu unsur ke unsur lan. Contohnya, enzim transamilase dan kinase.

c.          Enzim golongan EC 3 (hidrolase), berfungsi membantu pembentukan produk dengan bantuan air (hidrolisis). Contohnya, enzim lipase, amilase peptidase

d.        Enzim golongan EC 4 (liase), berfungsi memindahkan atau menambahkan ikatan C-C, C-N, C-O, atau C-S dari substrat tanpa melalui peristiwa hidrolisis. Contohnya, enzim piruvat dekarboksilase dan oksalat dekarboksilase

e.         Enzim golongan EC 5 (isomerase), berfungsi dalam membantu menyusun kembali suatu molekul. Contohnya enzim isomerase dan mutase

f.          Enzim golongan EC 6 (ligase), berfungsi membantu menggabungkan dua molekul melalui penyusunan ikatan C-O, C-S, C-N, atau C-C baru dengan pemecahan ATP. Contohnya enzim sintetase.