ENZIM Oleh Zaenal Arifin

Pengertian Enzim merupakan biokatalis (katalisator yang disintesis oleh organisme hidup), yang mengkatalis reaksi-reaksi kimiawi dalam tubuh makhluk hidup. Enzim tidak hanya bekerja dalam tubuh, tapi juga bisa bekerja dalam tabung reaksi , asal kondisinya sesuai dnegan dalam tubuh.. Didalam tubuh, enzim berfungsi mengkatalis reaksi-reaksi perubahan makanan menjadi bentuk yang dapat dimanfaatkan oleh tubuh, baik sebagai energi maupun unsur pembentuk tubuh. Kekurangan enzim dapat menimbulkan penyakit tertentu.

Klasifikasi Mula-mula enzim diberi nama sesuai dengan subtrat yang dikatalis oleh enzim tersebut dengan menambah akhiran -ase pada nama subtrat bersangkutan . Misal : Lipase --> lemak Amilase ---> amilum Protease --> protein

lanjutan Karena saat ini diketahui banyak enzim yang bekerja pada satu subtrat, maka IUB membuat klasifikasi menurut jenis reaksinya menjadi 6 kelas enzim sebagai berikut : 1. Oksidoreduktase 2. Tranferase 3. Hidrolase 4. Liase 5. Isomerase 6. Ligase

Kelas oksidoreduktase Mengkatalis reaksi-reaksi oksidasi dan reduksi diantara dua subtrat (S dan S’. ) Reaksi : S tereduksi + S’teroksidasi = Steroksidasi + S’tereduksi Contoh : Alkohol + NAD (alkoholdehidrogenase) = aldehid/keton + NADH + H+

Transferase Transferase adalah Enzim-enzim yang mengkatalis pemindahan suatu gugus (G) diantar sepasang subtrat S dan S’. Reaksi : S-G + S’ = S +S’-G Gugus yang biasa ditransfer adalah : gugus satu karbon, residu aldehida, keton, dan gugus yang mengandung asil, alkoil, glikosil, fosfor dan sulfur. Contoh : Asetil-SKoA + Kolin = Asetil-Kolin + KoASH (kolin O-asetiltransferase)

Hidrolase Enzim-enzim yang mengkatalis reaksi hidrolisis ikatan-ikatan ester, eter, peptida, glikosil. Contoh : Enzim Asilkolin asil-hidrolase. Reaksi : Asilkolin + H20 = Kolin + Asam

Liase Enzim-enzim yang mengkatalis pembuangan gugus dari subtrat dengan mekanisme selain hidrolisis dan meninggalkan ikatan rangkap Reaksi : X Y -C-C- = X-Y + -C=C- Contoh : Aldehide liase : Reaksi : Ketosa fosfat = Dihidroksi-fosfat + aldehida

Isomerase Isomerase adalah Enzim-enzim yang mengkatalis interkonversi isomer-isomer optik, geometrik, atau posisi.. Contoh : Alanin rasemase Reaksi : L-alanin = D-alanin

Ligase Enzim-enzim yang mengkatalis penggabungan dua senyawa diikuti oleh pemcahan ikatan pirofosfat dari ATP atau senyawa sejenisnya. Mengkatalis reaksi pembentukan ikatan C-O;C-N; dan C-C. Contoh : KoA ligae (suksinat tiokinase) Reaksi : GTP + Suksinat + KoASH = GDP+ Pi + Malonil-SKoA

Koenzim Koenzim adalah senyawa organik yang diperlukan untuk aktivitas suatu enzim Tanpa zat tersebut (koenzim) , mak enzim tidak bisa aktif. Misal : - NAD (niasin adenin dinukleotida) diperlukan untuk aktifitas enzim LDH (lactat dehidrogenase) - KoASH diperlukan untuk enzim Tiokinase - Piridoksalfosfat ----> transaminase

Lanjutan koenzim Berbeda dengan enzim yg bersifat termolabil, koenzim bersifat termostabil. Koenzim diklasifikasikan menjadi 2 : 1. Koenzim yg terlibat dalam pemindahan gugus non H. Misal : Koenzim A-SH, TPP, piridoksal-fosfat 2. Koenzim yg terlibat u/ pemindahan gugus H Misal : NAD; NADP; FMN; FAD

PENGUKURAN KECEPATAN REAKSI ENZIMATIS Kecepatan reaksi enzimatis dapat diukur dengan cara ,mengukur kecepatan subtrat yang bereaksi, atau produk yang dihasilkan (per menit atau per jam) dalam keadaan pengkuran kusus.. pengukuran dinyatakan dalam unit enzim

DISTRIBUSI ENZIM DALAM SEL Enzim memiliki tempat tersendiri dalam sel. Enzim-enzim glikolitik Embden- Meyerhof terdapat di sitoplasma.. Enzim siklus kreb terdapat di mitokondria. Rantai pernafasan terletak di membran dalam mitokondria.

Isoenzim Adalah bentuk-bentuk enzim yang mmeilki katalisnya serupa , tetap[I sifayt-sifat fisik dan kimianya berbeda satu dengan yang lain. Misalnya enzim Laktat dehidrogenase /LDH (mengubah asam ketopiruvat menjadi asam laktat) dengan menggunakan Ko-dehidrogenase NAD+/NADH+H+ memilki 4 promotor terdiri dari 2 H dan 2 M Isoenzim I1 = HHHH I3 = HHMM I2 = HHHM I4 = HMMM I5 = MMMM

Reaksi enzimatis Proses reaksi enzimatis dapat digambarkan sebagai berikut : E + S = ES ---> E + P E = Enzim S = Subtrat ES = Kompleks enzim subtrat P = Produk/hasil akhir Dari diagram diatas diketahui bahwa enzum mula-mula berikatan dengan subtrat membentuk kompleks enzim subtrat. Setelah terbentuk kompleks enzim subtrat dengan segera akan terbentuk produk reaksi dan enzim terbentuk kembali.

Lanjutan reaksi enzimatis Untuk memahami reaksi enzimatis perlu diketahui istilah-istilah berikut ini : Tempat aktif (aktive site) adalah tempat kontak subtrat dengan enzim yang menyebabkan reaksi enzimatis Sisi alosterik (Allosteric Site) adalah sisi diluar tempat aktif molekul enzim. Modifier adalah Molekul kecil dari senyawa intermediate yang mempengaruhi aktifitas enzim, baik meningkatkan maupun menurunkan kecepatan reaksi.

2 model rekasi enzim Ada dua model yang membantu menjelaskan reaksi Enzimatis : 1) Model Fischer (model kaku), mengumpamakan pasangan enzim - subtrat seperti pasangan gembok dengan anak kuncinya, sehingga tidak sembarangan anak kunci bisa membuka gembok itu.. Model ini digunakan untuk menjelaskan mekanisme kerja inhibitor kompetitif 2) Model Koschland (model konformasi), menggambarkan bentuk molekul enzim yang lentur (fleksibel). Sifat lentur ditimbulkan oleh adanya unsur-unsur pengatur kelnturan molekul pada tempat tertentu drai enzim

Teori Kinetika Terjadinya reaksi diantara molekul-molekul dalam suatu larutan disebabakan adanya benturan - benturan antar molekul dan harus memilki cukup tenaga untuk melawan “energi barier”. Jika molekul-molekul mempunyai cukup energi kinetik untuk bereaksi, semua faktor yang bersifat menaikan frekuensi benturan antar molekul menimbulkan kenaikan kecepatan reaksi. Faktor yang menghambat benturan antar molekul akan menghambat kecepatn reaksi. Enzim bersifat menurunkan energi barier shingga hambatan mudah terlampaui.

Faktor yang mempengaruhi reaksi enzim Kecepatan reaksi enzimatis dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut : Suhu Keasaman Ada tidaknya senyawa inhibitor Ada tidaknya senyawa perusak enzim Kadar enzim Kadar subtrat

Suhu Pada suhu 0°K (-273 °C) , partikel enzim tidak bergerak sehingga tidak terjadi reaksi. Setiap kenaikan suhu 10°C akan menaikkan kecepatn reaksi enzimatis dua kali lipat yang berlangsung sampai tercapai suhu optimal enzim bersangkutan. Bila suhu dinaikkan terus, maka kecepatan reaksi mulai menurun sampai suatu saat enzim mengalmi denaturasi dan tidak aktif (ingat enzim merupakan protein yang bersifat termo labil). Kenaikan kecepatan reaksi 2 kali lipat yg disebabkan kenaikkan suhu 10° C sebelum dicapainya suhu optimal disebut “quotient 10”

Keasaman/ PH Enzim mumnya memilki pH optimum 5-9. Kecuali enzim yang mmeilki pH optimum sangat asam. Pada pH optimum terjadi kecepatan reaksi maksimal : E- +SH+ --> E-SH Bila pH bergeser ke arah asam secara bertahap, maka makin besar perbedaan pH optimal enzim dengan pH yang kita buat, makin banyak enzim yang mengikat H+ membentuk EH, sedangkan EH tidak bisa mengikat SH+. Berarti semakin besar perbedaan pH semakin banyak enzim yang tidak aktif Sebaliknya bila pH ditingkatkan secara bertahap ke arah basa dari pH optimal, maka semkain banyak subtrat SH+ yang terurai menjadi S + H+, berarti banyak subtrat yang tidak dapat bereaksi dengn E. Kejadian tersbut berjalan parallel, sehingga memberikan gambaran kurva berbentuk lonceng “bell shape”

Inhibitor Berdasarkan daya kerjanya , dikenal 2 macam inhibitor. 1. Inhibitor kompetitif 2. Inhibitor non-kompetitif Inhibitor Kompetitif, mempunyai bentuk molekul yang mirip dengan subtrat, yang sebenarnya untuk enzim tersebut, shingga enzim salah tangkap. Contoh : malonat (inhibitor) dengan suksinat (subtrat). Makin banyak inhibitor makin sedikit aktive site, sehingga reaksi makin lambat. Efek inhibitor kompetitif dapat dikurangi dengan penambahan subtrat, berarti penghambatan inhibitor kompetitif bersifat reversibel Inhibitor non-kompetitif, bekerja dengan cara merubah konformasi molekul enzim dan mengakibatkan tidak terdapatnya kontak reaksi antar molekul subtrat dengan enzim. Inhibitor ini biasanya menempel pada sisi alosterik. dan biasanya berupa logam berat yang merusak molekul protein enzim. Penghambat non kompetitif bersifat ireversibel. bersifat irreversibel.

Faktor perusak enzim Beberapa agen dapat menyebabkan kerusakan enzim. Misalnya sinar ultraviolet (oksidator). Faktor tersebut merusak aktifitas enzim mengingat enzim bersifat protein Mislanya enzim yang aktifitasnya ditentukan oleh gugus sulfidril, apabila ada oksidator yang merubah gugus sulfhidril menjadi disulfidril, menyebbakan enzim in-aktif. Aktif kembali bila diberikan reduktor.

Kadar enzim Kadar enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi. Yang berarti semakin tinggi kadar enzim, maka semakin cepat reaksi berlangsung, selama subtratnya tersedia. Kadar enzim tidak mempengaruhi keseimbangan (tidak mengubah arah reaksi)

Kadar subtrat Penaikan kadar subtrat akan menaikan kecepatan reaksi enzimatis. Pada kadar subtrat tertentu dicapai kecepatan reaksi enzimatis yang maksimal (Vmax). Setelah Vmax tercapi, penambahan kadar subtrat tidak lagi meningkatkan kecepatan reaksi enzimatis. Besarnya kadar subtrat pada kecepatan reaksi enzimatis mencapai 1/2 Vmax disebut Konstanta Michaelis (KM).

Pengaturan aktifitas enzim Pengaturan aktifitas enzim dilakukan dengan beberapa cara : Pembentukan proenzim mempercepat pembentukan enzim ketika dibutuhkan. Pengaturan alosterik; diatur oleh efektor alosterik berupa senyawa dengan BM kecil, yang tidak ada kemiripan dengan enzim atau subtrat yang diaturnya. Inhibisi umpan balik; penghambatan oleh produk reaksi enzimatis itu sendiri Modifikasi kovalen ; misalnya penempelan satu gugus fosfat secara kovalen terhadap enzim (fosforilasi dan defosforilasi)