Makalah Enzim

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Beberapa jenis molekul dapat mempengaruhi aktivitas enzim. Aktivitas dari enzim dapat dipengaruhi oleh beberapa jenis molekul, salah satunya adalah inhibitor. Inhibitor merupakan suatu senyawa yang dapat menghambat atau menurunkan laju reaksi yang dikatalisis oleh enzim. Inhibitor irreversibel atau tidak dapat balik, dimana setelah inhibitor mengikat enzim, inhibitor tidak dapat dipisahkan dari sisi aktif enzim. Keadaan ini menyebabkan enzim tidak dapat mengikat substrat atau inhibitor merusak beberapa komponen (gugus fungsi) pada sisi katalitik molekul enzim. Sedangakan inhibitor reversibel atau dapat balik, bekerja dengan mengikat sisi aktif enzim melalui reaksi reversibel dan inhibitor ini dapat dipisahkan atau dilepaskan kembali dari ikatannya. Inhibitor dapat balik terdiri dari tiga jenis, yaitu inhibitor yang bekerja secara kompetitif, non-kompetitif, dan un-kompetitif.

         Sehingga dilakukan percobaan pengaruh inhibitor terhadap aktivitas enzim dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh inhibitor terhadap aktivitas enzim. Dimana dalam percobaan pengaruh inhibitor terhadap aktivitas enzim ini, digunakan inhibitor kompetitif yaitu malonat. Dalam hal ini malonat yang menginhibisi reaksi yang dikatalisis oleh enzim suksinat dehidrogenase.

B.     Rumusan Masalah

1.      Apa yang dimaksud dengan enzim  ?

2.      Berapakah penggolongan enzim ?

3.      Bagaimanakah sifat enzim ?

4.      Apa faktor yang memepengaruhi kerja enzim?

C.    Tujuan Masalah

1.      Untuk mengetahui pengertian enzim.

2.      Untuk mengetahui berapakah penggolongan enzim.

3.      Untuk mengetahui bagaimana sifat enzim.

4.      Untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi kerja enzim.

 BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Enzim

Enzim adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein, berfungsi sebagai senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi  dalam suatu reaksi kimia. Hampir semua enzim merupakan protein. Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal reaksi disebut sebagai substrat, dan enzim mengubah molekul tersebut menjadi molekul-molekul yang berbeda,yang disebut sebagai produk. Jenis produk yang akan dihasilkan bergantung pada suatu kondisi/zat, yang disebut promoter. Semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat dalam suatu arah lintasan metabolisme yang ditentukan oleh hormon sebagai promoter.

Enzim ialah suatu zat yang dapat mempercepat laju reaksi dan ikut beraksi didalamnya sedangkan pada saat akhir proses enzim akan melepaskan diri seolah – olah tidak ikut bereaksi dalam proses tersebut.

Allah berfirman :

وَأَوْحَى رَبُّكَ إِلَى النَّحْلِ أَنِ اتَّخِذِي مِنَ الْجِبَالِ بُيُوتًا وَمِنَ الشَّجَرِ وَمِمَّا يَعْرِشُونَ (68) ثُمَّ كُلِي مِنْ كُلِّ الثَّمَرَاتِ فَاسْلُكِي سُبُلَ رَبِّكِ ذُلُلًا يَخْرُجُ مِنْ بُطُونِهَا شَرَابٌ مُخْتَلِفٌ أَلْوَانُهُ فِيهِ شِفَاءٌ لِلنَّاسِ إِنَّ فِي ذَلِكَ لَآَيَةً لِقَوْمٍ يَتَفَكَّرُونَ (69)

Artinya:

Dan Tuhamu mewahyukan kepada lebah: "Buatlah sarang-sarang di bukit-bukit, di pohon-pohonkayu, dan di tempat-tempat yang dibikin manusia." (16: 68)

Kemudian makanlah dari tiap-tiap (macam) buah-buahan dan tempuhlah jalan Tuhanmu yang telah dimudahkan (bagimu). Dari perut lebah itu keluar minuman (madu) yang bermacam-macam warnanya, di dalamnya terdapat obat yang menyembuhkan bagi manusia. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat tanda (kebesaran Tuhan) bagi orang-orang yang memikirkan. (16: 69).

Dalam Madu terdapat enzim katalase, super oksid dismutase, glutation peroksidase eksogen dapat membantu peran enzim serupa endogen sebagai enzim penangkap radikal bebas. Menurunnya enzim penangkap radikal bebas memicu penumpukan radikal bebas pada infeksi HIV/AIDS. Keadaan ini akan mengganggu berbagai aktivitas sel, jaringan, dan organ sehingga pasien terpuruk melaju ke arah stadium lebih berat.

Lipase berguna dalam membantu enzim pencernakan sehingga cepat menghancurkan makanan komponen lemak sehingga mengurangi potensi gangguan rasa nyaman di saluran cerna, rasa mudah penuh, kembung, sari makanan mudah diserap usus.

Pasien HIV/AIDS yang mengkonsumsi madu secara teratur akan tampil lebih bugar, bersemangat dan penuh vitalitas. Hal tersebut terkait berbagai komponen yang terkandung dalam madu sangat bermanfaat bagi stamina dan membangun energi. Kini madu menarik perhatian para pakar kesehatan, termasuk para praktisi infeksi HIV/AIDS.

Enzim merupakan reaksi atau proses kimia yang berlangsung dengan baik dalam tubuh makhluk hidup, karena adanya katalis yang mampu mempercepat reaksi. Koenzim mudah dipisahkan dengan proses dialisis. Enzim berperan secara lebih spesifik dalam hal menentukan reaksi mana yang akan dipacu dibandingkan dengan katalisator anorganik sehingga ribuan reaksi dapat berlangsung dengan tidak menghasilkan produk sampingan yang beracun.

Enzim terdiri dari:

·         Apoenzim adalah bagian enzim yang tersusun atas protein.

·         Gugus prostetik adalah bagian enzim yang tidak tersusun atas protein.

Gugus prostetik dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu koenzim (tersusun dari bahan organik) dan kofaktor (tersusun dari bahan anorganik).

Enzim bekerja dengan cara bereaksi dengan molekul substrat untuk menghasilkan senyawa intermediat  melalui suatu reaksi kimia organik yang membutuhkan energi aktivasi lebih rendah, sehingga percepatan reaksi kimia terjadi karena reaksi kimia dengan energi aktivasi lebih tinggi membutuhkan waktu lebih lama.

Meskipun senyawa katalis dapat berubah pada reaksi awal, pada reaksi akhir molekul katalis akan kembali ke bentuk semula. Enzim mengkatalis reaksi dengan cara meningkatkan laju reaksi. Enzim meningkatkan laju reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi (energi yang diperlukan untuk reaksi) dari EA1 menjadi EA2. Penurunan energi aktivasi dilakukan dengan membentuk kompleks dengan substrat. Setelah produk dihasilkan, kemudian enzim dilepaskan. Enzim bebas untuk membentuk kompleks baru dengan substrat yang lain.

Sebagian besar enzim bekerja secara khas, yang artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan struktur  kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Sebagai contoh, enzim amilase hanya dapat digunakan pada proses perombakan pati menjadi glukosa. Cara kerja enzim juga dapat dijelaskan dengan dua teori, yaitu teori gembok dan anak kunci, dan teori kecocokan yang terinduksi.

a.    Teori gembok dan anak kunci (Lock and key theory)

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.

Gambar : Cara kerja enzim

b.    Teori kecocokan yang terinduksi (Induced fit theory)

        Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupi substrat membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Sehingga, substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.

B.     Penggolongan Enzim

Enzim dapat digolongkan berdasarkan tempat bekerjanya, daya katalisisnya, dan cara terbentuknya.

1.      Penggolongan enzim berdasarkan tempat bekerjanya

a.       Endoenzim

Endoenzim disebut juga enzim intraseluler, yaitu enzim yang bekerjanya di dalam sel. Umumnya merupakan enzim yang digunakan untuk proses sintesis di dalam sel dan untuk pembentukan energi (ATP) yang berguna untuk proses kehidupan sel, misalnya dalam proses respirasi.

b.      Eksoenzim

Eksoenzim disebut juga enzim ekstraseluler, yaitu enzim yang bekerjanya di luar sel. Umumnya berfungsi untuk “mencernakan” substrat secara hidrolisis, untuk dijadikan molekul yang lebih sederhana dengan BM lebih rendah sehingga dapat masuk melewati membran sel. Energi yang dibebaskan pada reaksi pemecahan substrat di luar sel tidak digunakan dalam proses kehidupan sel.

2.      Penggolongan enzim berdasarkan daya katalisis

a.       Oksidoreduktase

Enzim ini mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi, yang merupakan pemindahan elektron, hidrogen atau oksigen. Sebagai contoh adalah enzim elektron transfer oksidase dan hidrogen peroksidase (katalase). Ada beberapa macam enzim electron transfer oksidase, yaitu enzim oksidase, oksigenase, hidroksilase dan dehidrogenase.

b.      Transferase

Transferase mengkatalisis pemindahan gugusan molekul dari suatu molekul ke molekul yang lain. contohnya :

1.    Transaminase adalah transferase yang memindahkan gugusan amina.

2.    Transfosforilase adalah transferase yang memindahkan gugusan fosfat.

3.    Transasilase adalah transferase yang memindahkan gugusan asil.

c.       Hidrolase

Enzim ini mengkatalisis reaksi-reaksi hidrolisis, dengan contoh enzim adalah:

1.   Karboksilesterase adalah hidrolase yang menghidrolisis gugusan ester karboksil.

2.    Lipase adalah hidrolase yang menghidrolisis lemak (ester lipida).

3.    Peptidase adalah hidrolase yang menghidrolisis protein dan polipeptida.

d.      Liase

Enzim ini berfungsi untuk mengkatalisis pengambilan atau penamba-han gugusan dari suatu molekul tanpa melalui proses hidrolisis, sebagai contoh adalah:

1.    Liase malat hidroliase (fumarase) yaitu enzim yang mengkatalisis reaksi pengambilan air dari malat sehingga dihasilkan fumarat.

2.    Dekarboksiliase (dekarboksilase) yaitu enzim yang mengkatalisis reaksi pengambilan gugus karboksil.

e.       Isomerase

Isomerase meliputi enzim-enzim yang mengkatalisi reaksi isomerisasi. Enzim Isomerase merupakan enzim dari kelompok yang sangat heterogen mengkatalisi beberapa jenis isomerase. Diantaranya cis-trans, keto-enol dan interkonversi (perubahan bentuk) aldose-ketose. Isomerase yang mengkatalisa pembalikan karbon asimetrik terjadi pada epimerase atau recemase. Mutase melibatkan transfer intramolekul pada suatu kelompok seperti fosforil. Transfer tidak perlu langsung, tapi dapat melibatkan suatu enzim fosforilated sebagai perantara. yaitu:

1.    Rasemase, merubah l-alanin D-alanin

2.    Epimerase, merubah D-ribulosa-5-fosfat D-xylulosa-5-fosfat

3.    Cis-trans isomerase, merubah transmetinal cisrentolal

4.    Intramolekul ketol isomerase, merubah D-gliseraldehid    3 fosfat dihidroksi aseton fosfat

5.    Intramolekul transferase atau mutase, merubah metilmalonil-CoA suksinil-CoA

f.       Ligase

Enzim ini mengkatalisis reaksi penggabungan 2 molekul dengan dibebaskannya molekul pirofosfat dari nukleosida trifosfat, sebagai contoh adalah enzim asetat=CoASH ligase yang mengkatalisis rekasi sebagai berikut:

Asetat + CoA-SH + ATP  Asetil CoA + AMP + P-P

3.  Penggolongan enzim berdasarkan cara terbentuknya :

a.   Enzim konstitutif

Di dalam sel terdapat enzim yang merupakan bagian dari susunan sel normal, sehingga enzim tersebut selalu ada umumnya dalam jumlah tetap pada sel hidup. Walaupun demikian ada enzim yang jumlahnya dipengaruhi kadar substratnya, misalnya enzim amilase. Sedangkan enzim-enzim yang berperan dalam proses respirasi jumlahnya tidak dipengaruhi oleh kadar substratnya.

b.      Enzim adaptif

Enzim adaptif adalah enzim yang pembentukannya dirangsang oleh adanya substrat. Sebagai contoh adalah enzim beta galaktosidase.

Enzim diklasifikasikan berdasarkan tipe reaksi dan mekanisme reaksi yang dikatalisis. Pada awalnya hanya ada beberapa enzim yang dikenal, dan kebanyakan mengkatalisis reaksi hidrolisis ikatan kovalen. Semua enzim ini diidentifikasi dengan menambahkan akhiran –ase pada nama substansi atau substrat yang dihidrolisis. Contoh:

Ø  Lipase berfungsi menghidrolisis lipid.

Ø  Amilase berfungsi menghidrolisis amilum.

Ø  Protease menghidrolisis protein.

Pemakaian penamaan tersebut terbukti tidak memadai karena banyak enzim mengkatalisis substrat yang sama tetapi dengan reaksi yang berbeda. Contohnya ada enzim yang megkatalisis reaksi reduksi terhadap fungsi alkohol gula dan ada pula yang mengkatalisis reaksi oksidasi pada substrat yang sama.

Sistem penamaan enzim sekarang tetap menggunakan –ase, namun ditambahkan pada jenis reaksi yang dikatalisisnya. Contoh:

·         enzim dehidrogenase mengkatalisis reaksi pengeluaran hidrogen,

·         enzim transferase mengkatalisis pemindahan gugus tertentu.

Untuk menghindari kesulitan penamaan karena semakin banyak ditemukan enzim yang baru, maka International Union of Biochemistry (IUB) telah mengadopsi sistem penamaan yang kompleks tetapi tidak meragukan berdasarkan mekanisme reaksi. Namun sampai sekarang masih banyak buku-buku yang masih menggunakan sistem penamaan lama yang lebih pendek.

C.       Sifat Sifat Enzim

1.  Enzim adalah protein   
                                        Sebagai protein enzim memiliki sifat seperti protein, yaitu sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan, seperti suhu, pH, konsentrasi substrat). Jika lingkungannya tidak sesuai, maka enzim akan rusak atau tidak dapat bekerja dengan baik.

2.  Bekerja secara khusus/spesifik

 Setiap enzim memiliki sisi aktif yang sesuai hanya dengan satu jenis substrat, artinya setiap enzim hanya dapat bekerja pada satu substrat yang cocok dengan sisi aktifnya.

3. Berfungsi sebagai katalis

 Meningkatkan kecepatan reaksi kimia tanpa merubah produk yang    diharapkan tanpa ikut bereaksi dengan substratnya, dengan demikian energi yang dibutuhkan untuk menguraikan suatu substrat menjadi lebih sedikit.

4. Diperlukan dalam jumlah sedikit

Reaksi enzimatis dalam metabolisme hanya membutuhkan sedikit sekali enzim untuk setiap kali reaksi.

5.  Bekerja bolak-balik

Enzim tidak mempengaruhi arah reaksi, sehingga dapat bekerja dua arah (bolak-balik). Artinya enzim dapat menguraikan substrat menjadi senyawa sederhana, dan sebaliknya enzim juga dapat menyusun senyawa-senyawa menjadi senyawa tertentu.

D.    Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim

Enzim dalam melakukan aktivitas dan fungsi enzim, terdapat beberapa faktor yang mempengaruhinya. Secara garis besar terdapat 3 faktor utama yang mempengaruhi aktivitas enzim yaitu substansi nonprotein, kondisi lingkungan optimal dan inhibitor. Berikut penjelasan tentang faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim.

1.      Substansi protein dalam enzim

Dalam banyak reaksi yang menggunakan enzim, diperlukan adanya substansi nonprotein untuk melakukan aktivitas enzim yang seharusnya. Substansi nonprotein ini memulai reaksi melalui ikatan molekul enzim dengan cara yang spesifik. Secara khusus terdapat 5 bagian enzim yaitu (1) koenzim yang merupakan subtansi organik seperti vitamin, koenzim A, heme, dan biotin) (2) kofaktor yaitu substansi anorganik seperti atom logam seng, besi, tembaga. (3) Kelompok prostetik yaitu tempat kofaktor enzim dapat berikatan dengan efektif yang merupakan bagian protein enzim. (4) Holoenzim adalah bagian protein dan nonprotein enzim yang hadir bersamaan. (5) apoenzim merupakan bagian protein enzim

Struktur nonprotein enzim

2.      Kondisi Lingkungan Optimal

Setiap enzim memiliki kondisi lingkungan yang optimal yang akan mengoptimalkan konformasi enzim yang aktif. Hingga saat ini diketahui dua poin yang dibutuhkan dalam kondisi lingkungan optimal yaitu pengaturan suhu dan pengaturan pH.

Suhu memiliki dua pengaruh utama yaitu pengaruh terhadap reaksi serta terjadinya denaturasi. Pengaruh terhadap reaksi yaitu untuk enzim pada umumnya semakin adanya peningkatan pada suhu maka akan terjadi peningkatan kecepatan reaksi, molekul bergerak lebih cepat dikarenakan kenaikan suhu sehingga akan banyak berinteraksi.

Penurunan suhu tentunya akan berakibat sebaliknya. Ketika suhu mencapai serta melampaui batas tertentu, maka akan terjadi denaturasi. Definisi denaturasi adalah perubahan permanen yang menginaktivasi enzim. Saat terjadi denaturasi, ikatan kimia terputus dan enzim kehilangan bentuk spesifiknya.

Pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim

pH atau ukuran kadar ion OH atau H pada lingkungan. Apabila pH lingkungan terlalu asam atau basa dapat menyebabkan denaturasi enzim. Umumnya, pH optimun enzim adalah dalam pH netral (pH 7). Hal menarik dari enzim pencernaan adalah bekerja optimum pada pH 2.

Grafik pengaruh pH terhadap aktivitas enzim

3.      Inhibitor

Pengertian inhibitor adalah molekul yang berikatan secara selektif pada enzim dan menghambat aktivitas enzim. Enzim dapat berikatan dengan inhibitor secara reversibel ataupun ireversibel. Ada dua macam inhibitor yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif.

Ø  Inhibitor Kompetisi

Pada inhibitor kompetisi terjadi penambahan substrat dapat mengurangi daya hambatnya, karena inhibitor bersaing dengan substrat untuk mengikat bagian aktif  enzim. Misalnya enzim suksinat dehidrogenase yang berfungsi mengkatalisis reaksi oksidasi asam uksinat menjadi fumarat, jika dalam proses ini ditambahkan asam malonat, maka enzim suksinat dehidrogenase akan menurun aktivitasnya.

Tetapi jika diberikan lagi asam suksinat sebagai substrat reaksi akan normal kembali. Sehingga aktivitas inhibitor ini sangat bergantung pada konsentrasi inhibitor, konsentrasi substrat, dan  aktivitas relatif inhibitor dan substrat. Inhibitor kompetitif memiliki bentuk seperti substrat normal dan bersaing dengan substrat normal tersebut untuk berikatan dengan situs aktif enzim. Oleh karena itu, pengikatan inhibitor memblokade situs aktif terhadap substrat. Apabila inhibitor bersifat reversibel dapat diatasi dengan menambahkan konsentrasi substrat.

Inhibitor kompetitif mengikat bagian enzim yang lain selain situs aktif (active site). Pengikatan inhibitor ini dapat mengubah bentuk situs aktif enzim sehingga tidak dapat mengikat substrat.

Ø  Inhibitor Nonkompetisi

Inhibitor nonkompetisi pengaruhnya tidak dapat dihilangkan  dengan adanya penambahan substrat lain, dimana inhibitor ini akan berikatan dengan  permukaan enzim tanpa lepas dan lokasinya tidak dapat diganti oleh substrat. Sehingga daya kerja inhibitor sangat tergantung dari  konsentrasi inhibitor dan aktivitas inhibitor terhadap enzim.

Inhibitor kompetitif pada enzim

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

1.      Enzim adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein, berfungsi sebagai senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi  dalam suatu reaksi kimia

2.      Enzim dapat digolongkan berdasarkan tempat bekerjanya, daya katalisisnya, dan cara terbentuknya.

3.      Sifat-sifat enzim antara lain :

a.       Enzim sebagai protein,

b.      Bekerja secara khusus/spesifik

c.       Enzim berfungsi sebagai katalis

d.      Diperlukan dalam jumlah sedikit

e.       Bekerja secara bolak-balik.

4.      Faktor yang mempengaruhi cara kerja enzim antara lain : Substansi protein dalam enzim, kondisi lingkungan optimal, inhibitor.

B.     Saran

Semoga dengan adanya makalah tentang enzim pada tumbuhan, diharapkan untuk para pembaca agar  lebih memahami tentang enzim yang terdapat pada tumbuhan dengan harapan dapat bermanfaat dan bisa dipahami oleh para pembaca. Kemudian kritik dan saran sangat kami harapkan dari para penbaca,khususnya dari dosen yang telah membimbing kami, apabila ada kekurangan dalam penyusunan karya tulis ini kami mohon maaf yang sebesar-besarnya.

DAFTAR PUSTAKA

Anna Poedjiadi, Dasar-Dasar Biokimia, Jakarta : UI-Press, 1994.

Benyamin Lakitan, Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan, Jakarta : Rajawali Pers, 2013.

Poedjiadi, Dasar-Dasar Biokimia, Jakarta : UI-Press, 2006.

Stryer  L,  Biokimia Vol 2. Edisi 4,  Jakarta :  Penerbit Buku Kedokteran EGC, 2000.