Enzim merupakan protein atau molekul berbasis protein yang mempercepat reaksi kimia dalam tubuh organisme. Perannya adalah sebagai katalis untuk reaksi kimia. Dimana ini artinya enzim mendorong perubahan satu set reaktan atau substrat menjadi produk tertentu. Sifat enzim juga beragam. Terkait perannya yang spesifik di alam, misalnya, setiap jenis enzim hanya mampu menjadi katalis dari satu jenis reaksi kimia. Salah satu contohnya adalah enzim protease yang memecah protein tidak mampu memecah protein atau karbohidrat.
Sifat enzim lainnya adalah sensitif terhadap suhu. Disini enzim bekerja paling baik pada suhu optimum, yaitu 37 derajat selsius. Ketiga, enzim juga sensitif terhadap perubahan pH. Beberapa enzim bekerja optimal di pH rendah, tapi ada pula enzim yang optimal di pH tinggi.
Penyusun utama enzim adalah protein. Enzim juga bekerja bolak-balik dan bersamaan dalam reaksi penyusunan maupun penguraian suatu zat. Sifat enzim yang terakhir adalah katalisator. Sebagai katalis, enzim mempercepat reaksi kimia dengan menurunkan energi aktivasi. Energi aktivasi adalah energi minimum yang dibutuhkan untuk memulai terjadinya reaksi kimia.
Struktur Enzim
Enzim merupakan protein yang dilipat menjadi bentuk 3D yang kompleks. Tiap enzim memiliki bentuk atau alur tertentu dalam struktur 3D yang mengikat substrat. Bentuk enzim secara lengkap disebut dengan haloenzim. Haloenzim terdiri dari dua komponen, yaitu apoenzim dan gugus protestik.
(Baca juga: Mengenal Enzim Beserta Jenis-jenisnya)
Apoenzim atau komponen protein merupakan sisi aktif enzim. Apoenzim adalah tempat melekat dan bereaksinya substrat. Sementara itu, gugus prostetik atau komponen nonprotein tersusun dari kofaktor dan koenzim.
Kofaktor terdiri dari zat anorganik, seperti K, Zn, Fe, Co, dan lain-lain. Sebaliknya, koenzim adalah zat organik nonprotein, seperti Koenzim A, NADP, NAD, dan lain-lain. Beberapa kerja enzim membutuhkan baik kofaktor dan koenzim.
Cara Kerja Enzim
Enzim dan substrat akan membentuk kompleks substrat-enzim sebelum menghasilkan produk. Substrat adalah zat yang berfungsi sebagai enzim, sementara produk adalah zat yang diperoleh pada akhir reaksi kimia. Cara kerja enzim dibagi menjadi dua, yaitu gembok dan anak kunci (lock and key) serta kecocokan induksi (induced fit).
Menurut teori gembok dan anak kunci, enzim memiliki sisi aktif yang kosong. Sisi aktif tersebut merupakan tempat menempelnya substrat agar enzim dapat bekerja. Ketika substrat menempati sisi aktif enzim, enzim tersebut menjadi kompleks enzim. Sisi aktif enzim memiliki bentuk yang spesifik dan tidak fleksibel. Karena itu, hanya bentuk substrat tertentu yang dapat melekat pada enzim.
Sementara itu, hipotesis kecocokan induksi berpendapat bahwa sisi aktif enzim bersifat fleksibel. Sisi aktif enzim dapat berubah mengikuti bentuk substrat yang menempel padanya.
Oleh Biologi Edukasi 28 Jan, 2020
Cara kerja enzim dapat dijelaskan dengan dua teori, yaitu teori gembok dan anak kunci, dan teori kecocokan yang terinduksi.
Enzim dan substrat bergabung bersama membentuk kompleks, seperti kunci yang masuk dalam gembok. Di dalam kompleks, substrat dapat bereaksi dengan energi aktivasi yang rendah. Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta membebaskan enzim.
| Lock and key teory |
| teori induced fit |
a. Enzim merupakan biokatalisator. Enzim dalam jumlah sedikit saja dapat mempercepat reaksi beribu-ribu kali lipat, tetapi ia sendiri tidak ikut bereaksi.
b. Enzim bekerja secara spesifik.
Enzim tidak dapat bekerja pada semua substrat, tetapi hanya bekerja pada substrat tertentu saja. Misalnya, enzim katalase hanya mampu menghidrolisis H2O2 menjadi H2O dan O2.c. Enzim berupa koloid.
Enzim merupakan suatu protein sehingga dalam larutan enzim membentuk suatu koloid. Hal ini menambah luas bidang permukaan enzim sehingga aktivitasnya lebih besar.d. Enzim dapat bereaksi dengan substrat asam maupun basa.
Sisi aktif enzim mempunyai gugus R residu asam amino spesifik yang merupakan pemberi atau penerima protein yang sesuai.e. Enzim bersifat termolabil.
Aktivitas enzim dipengaruhi oleh suhu. Jika suhu rendah, kerja enzim akan lambat. Semakin tinggi suhu, reaksi kimia yang dipengaruhi enzim semakin cepat, tetapi jika suhu terlalu tinggi, enzim akan mengalami denaturasi.f. Kerja enzim bersifat bolak-balik (reversibel).
Enzim tidak dapat menentukan arah reaksi, tetapi hanya mempercepat laju reaksi mencapai kesetimbangan. Misalnya enzim lipase dapat mengubah lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Sebaliknya, lipase juga mampu menyatukan gliserol dan asam lemak menjadi lemak.Referensi:
Campbell, Neil A., Jane B Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, & Peter V. Minorsky. 2017. BIOLOGY eleventh edition. New York: Pearson Education, Inc.
Kistinnah, Idun., & Endang Sri Lestari. 2009. Biologi 3 : Makhluk Hidup dan Lingkungannya Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
P.,Fictor Ferdinand, & Moekti Ariebowo. 2009. Praktis Belajar Biologi 3: untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas/ Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Rachmawati, Faidah., Nurul Urifah, & Ari Wijayati. 2009. Biologi : untuk SMA/ MA Kelas XII Program IPA. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Sembiring, Langkah., & Sudjino. 2009. Biologi : Kelas XII untuk SMA dan MA. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Subardi, Nuryani, & Shidiq Pramono. 2009. Biologi 3 : Untuk Kelas XII SMA dan MA. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Teori Cara Kerja Enzim
Enzim mengkatalis reaksi dengan meningkatkan kecepatan reaksi. Meningkatkan kecepatan reaksi dilakukan dengan menurunkan energi aktivasi (energi yang diperlukan untuk reaksi). Penurunan energi aktivasi dilakukan dengan membentuk kompleks dan substrat. Secara sederhana, kerja enzim digambarkan sebagai berikut.
Setelah produk dihasilkan dari suatu reaksi, enzim kemudian dilepaskan. Enzim bebas untuk membentuk kompleks yang baru dengan substrat yang lain.
Kerja enzim dapat diterangkan dengan dua teori,
yaitu teori gembok dan kunci serta teori kecocokan yang terinduksi.
1. Teori Gembok dan Kunci
Pada teori gembok dan kunci (Lock and Key Theory) ini, Enzim dan substrat bergabung bersama membentuk kompleks, seperti kunci yang masuk dalam gembok. Di dalam kompleks, substrat dapat bereaksi dengan energi aktivasi yang rendah. Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta membebaskan enzim.
2. Teori Kecocokan yang Terinduksi
Menurut teori kecocokan yang terinduksi (Induced Fit Theory) sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel sehingga dapat berubah bentuk menyesuaikan bentuk substrat. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupinya membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim kembali tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Sehingga, substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.