Ciri-ciri dan cara kerja dari faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kerja enzim

Enzim

Enzim berasal dari kata Yunani, (en = dalam, dan zyme= bahan adonan roti) yang berarti yeast atau dalam ragi.  Enzim berfungsi sebagai biokatalis pada semua proses kimia dalam  makhluk hidup sehingga disebut life is enzyme . Enzim dikatakan sebagai biokatalisator, karena enzim berfungsi mempercepat reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi. Hal ini disebabkan karena enzim tak diubah oleh reaksi yang dikatalisnya serta tidak mengubah kedudukan normal dari kesetimbangan kimia dan pada akhir reaksi terbentuk kembali. Suatu reaksi kimia yang berlangsung dengan bantuan enzim memerlukan energi yang lebih rendah. Jadi enzim juga berfungsi menurunkan energi aktivasi.

Enzim dibuat dari sel – sel hidup dan dihasilkan di dalam sel. Terdapat dua tipe enzim, eksoenzim atau enzim eksraseluler atau enzim di luar sel dan endoenzim atau enzim intraselular atau enzim di dalam sel keduanya dibedakan bedasarkan tempat kerjanya. Endoenzim yaitu enzim yang berkerja dalam sel. Sistem endoenzim selain bersifat anabolik dapat juga bersifat katabolik. Sedangkan eksoenzim yaitu enzim yang disekresikan ke luar sel dan berdifusi ke dalam media. Sebagian besar eksoenzim bersifat hidroliktik, karena eksoenzim menguraikan molekul kompleks menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana. Molekul-molekul yang lebih kecil ini kemudian dapat memasuki sel dan digunakan untuk kepentingan sel.

Komponen Enzim

Enzim tersusun atas dua bagian. Apabila enzim dipisahkan satu sama lainnya menyebabkan enzim tidak aktif. Suatu enzim tersusun atas bagian protein dan bukan protein. Bagian protein disebut apoenzim, dan bagian non protein disebut kofaktor. komponen enzimApabila enzim dipisahkan satu sama lainnya menyebabkan enzim tidak aktif. Namun keduanya dapat digabungkan menjadi satu, yang disebut holoenzim. Apoenzim adalah bagian protein dari enzim, bersifat tidak tahan panas, dan berfungsi menentukan kekhususan dari enzim. Contoh, dari substrat yang sama dapat menjadi senyawa yang berlainan, tergantung dari enzimnya. Kemudian kofaktor dapat berupa ion logam (Cu, Mg, K, Fe, Na), atau koenzim yang berupa bahan organik, misalkan vitamin B (B1, B2).  Beberapa kofaktor tidak berubah di akhir reaksi, tetapi kadang-kadang berubah dan terlibat dalam reaksi yang lain.

 

Beberapa Kofaktor yang membantu kerja enzim :

Gugus Prostetik

Gugus prostetik merupakan tipe kofaktor yang biasanya terikat kuat pada enzim, berperan memberi kekuatan tambahan terhadap kerja enzim. Contohnya adalah heme, yaitu molekul berbentuk cincin pipih yang mengandung besi. Heme merupakan gugus prostetik sejumlah enzim, antara lain katalase, peroksidase, dan sitokrom oksidase.

Ion – Ion Organik

Ion-ion anorganik merupakan kofaktor yang terikat dengan enzim atau substrat kompleks sehingga fungsi enzim lebih efektif. Contohnya, amilase dalam ludah akan bekerja lebih baik dengan adanya ion klorida dan kalsium.

Koenzim

Koenzim bersifat termostabil (tahan panas), mengandung ribose dan fosfat. Fungsinya menentukan sifat dari reaksinya. Contoh,  koenzimnya adalah  NADP (Nicotiamida Adenin Denukleotid Phosfat) maka reaksi yang terjadi adalah dehidrogenase. Disini NADP berfungsi sebagai akseptor hidrogen. Koenzim dapat bertindak sebagai penerima/akseptor hidrogen, seperti NAD atau donor dari gugus kimia, seperti ATP (Adenosin Tri Phosfat). Jika koenzim terikat dengan apoenzim maka akan menjadi gugus protestik, tetapi keduanya mudah dipisahkan.

Cara Kerja Enzim

Enzim mengkatalis reaksi dengan cara meningkatkan laju reaksi. Enzim meningkatkan laju reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi. 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. Agar dapat bereaksi, enzim dan substrat harus saling komplementer.

cara kerja enzim 1

Terdapat dua teori yang akan menjelaskna kerja enzim, yaitu teori Lock and Key (kunci dan anak kunci) dan teori Induced Fit (Kecocokan yang terinduksi). Teori lock and key dikemukakan oleh Emil Fischer dan teori induced fit dikemukakan oleh Daniel Kashland.,

Enzim yang bekerja dengan prinsip kunci dan anak kunci’ (lock and key) dibaratkan sebagai kunci gembok yang memiliki sisi aktif dan substrat diibiratkan sebagai kunci. Pada salah satu sisi enzim terdapat tempat aktif yang memiliki bentuk yang dapat berpasangan tepat sama dengan bentuk permukaan substrat. Substrat yang masuk kesisi aktif enzim akan diubah menjadi produk dan produk ini akan dilepaskan dari sisi aktif enzim dan enzim siap menerima substrat yang baru. Pada teori ini satu enzim hanya dapat digunakan untuk satu jenis substrat.

Kemudian enzim yang bekerja dengan prinsip “Kecocokan yang Terinduksi” (Induced fit Theory) dapat melakukan penyesuaian bentuk untuk berikatan dengan substrat. Hal ini bertujuan meningkatkan kecocokan dengan substrat dan membuat ikatan enzim substrat lebih efektif. Jadi sisi aktif enzim lebih fleksibel. Ketika produk sudah dibentuk, makan produk akan terlepas dari kompleks dan enzim akan kembali tidak aktif dan menjadi bentuk yang lepas. Hal ini akan menyebabkan enzim kembali kebentuk semula dan akan berubah lagi jika bertemu dengan substrat yang akan bereaksi dengan enzim tersebut.

cara kerja enzim

Sifat – Sifat Enzim

Ada beberapa sifat enzim.

Pertama, enzim sebagai biokatalisator, karena enzim berfungsi sebagai katalis yang mempercepat suatu reaksi kimia atau sebagai yang memulai suatu reaksi kimia di dalam sel. Enzim mempercepat reaksi kimianya dengan cara menurunkan energi aktivasinya.

Kedua, enzim adalah protein, karena sifat – sifat enzim sama seperti dengan sifat protein. Sehingga enzim dapat dipengaruhi oleh pH dan suhu.  Koagulasi akan terjadi saat protein enzim dalam keadaan suhu rendah dan denaturasi akan terjadi saat protein enzim dalam keadaan suhu tinggi. pH mempengaruhi enzim terutama pada gugus karbosilat dan gugus amin.

Ketiga, enzim bekerja secara spesifik, artinya bahwa satu enzim hanya dapat bekerja pada satu substrat. Satu enzim hanya untuk satu substrat contohnya  maltase hanya dapat memecahkan maltosa untuk  menjadi glukosa.

Keempat, enzim dapat bekerja secara bolak – balik, artinya selain dapat memecah substrat juga dapat membentuk substrat dari penyusunnya. Hal ini disebabkan akrena enzim tidak mempengaruhi arah reaksi.

Kelima, enzim bekerja dengan cepat, sifat enzim ini disebabkan karena enzim hanya berfungsi menurunkan energy aktivasi pada awal reaksi kimia di dalam sel.

Keenam, enzim diperlukan dalam jumlah sedikit. Sesuai dengan fungsinya sebagai katalisator, enzim diperlukan dalam jumlah yang sedikit. Dalam jumlah sedikitpun keefektifan enzim sudah dapat terjadi.

Ketujuh, enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan.  Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat) serta konsentrasi substrat. (Aryulina, Diah, et al. Biologi 3. Jakarta : Esis, 2007)

Faktor – faktor yang Mempengaruhi kerja Enzim

Temperatur atau suhu

Umumnya enzim bekerja pada suhu yang optimum. Apabila suhu turun, maka aktivitas akan terhenti tetapi enzim tidak rusak. Sebaliknya, pada suhu tinggi aktivitas menurun dan enzim menjadi rusak.

pH

Perubahan pH dapat membalikkan kegiatan enzim, yaitu mengubah hasil akhir kembali menjadi substrat. Daya katalis enzim menjadi rendah  pada pH yang rendah maupun tinggi, karena terjadinya denaturasi protein enzim. Hal ini disebabkan karena enzim mempunyai gugus aktif yang bermuatan positif (+) dan negatif (-).Pada keadaan asam, cenderung muatannya positif, dan pada keadaan negatif cendrung muatannya negatif sehingga aktivitas enzim menjadi berkurang atau bahkan tidak aktif. pH optimum untuk masing-masing enzim pun berbeda tergantung tempat enzim  bekerja. Sebagai contoh amilase jamur mempunyai pH optimum 5,0.

Konsentrasi Substrat

Substrat adalah zat yang diubah menjadi sesuatu yang baru. Umumnya, terdapat hubungan yang sebanding antara substrat dengan hasil akhir apabila konsentrasi enzim tetap, pH konstan, dan temperatur konstan. Konsentrasi substrat mempengaruhi kecepatan reaksi. Jadi, apabila konsentrasi substrat yang tersedia dua kali lipat lebih besar, maka hasil akhir juga akan menjadi dua kali lipat lebih cepat.  Jika konsentrasi substrat [S] meningkat sementara semua kondisi lain dipertahankan tetap konstan, kecepatan awal yang terukur v1 (kecepatan yang diukur ketika masih sedikit sekali substrat yang sudah bereaksi), akan meningkat hingga mencapai nilai maksimum, Vmaks dan tidak lebih jauh lagi.

Konsentrasi Enzim

Konsentrasi enzim yang bertambah akan mempercepat suatu reaksi reaksi kimia. Tetapi jika konsentrasi enzim dan substrat seimbang makan akan kembali konstan.

Inhibitor

Berbentuk seperti substrat dan dapat bergabung dalam  reaki enzimatik, sehingga dapat menghambat suatu reaksi karena kerja enzim terganggu. Inhibitor dibagi menjadi 2 yaitu inhibitor kompetitif dan non – kompetitif. Inhibitor kompetitif didefinisikan sebagai suatu senyawa yang berkompetisi dengan suatu subsrat alamiah dari enzim untuk tempat aktif (pengikatan subsrat). Inhibisi nonkompetitif umumnya karakteristik sebagai suatu inhibisi dari aktivitas enzimatik melalui senyawa yang tidak mempunyai hubungan structural dengan substrat dan karena itu inhibisi tidak dibalik oleh peningkatan konsentrasi subsrat.

inhibitor

Berikut sedikit cuplikan video yang membahas tentang enzim :

Soal :

1) Enzim dikatakan sebagai biokatalisator karena …

A. Karena dari cabang biologi                          D. Karena dapat membuat reaksi

B. Karena ikut berubah dengan reaksi           E. Karena dapat menguraikan reaksi

C. Karena dapat mempercepat reaksi

2) Molekul yang mempercepat reaksi namu tidak ikut dalam reaksi disebut …

A. Enzim                            D. Lemak

B. Karbohidrat                   E. Kofaktor

C. Protein

3) Enzim yang bekerja di dalam sel adalah …

A. Endoenzim          D. Eksoenzim

B. Apoenzim            E. Holoenzim

C. Koenzim

4) Enzim disintesis oleh …

A. Sel mati        D. Tumbuhan

B. Mesin           E. Sel hidup

C. Hewan

5) Ciri khas dari enzim adalah …

A. Diperlukan dalam jumlah banyak

B. Kerjanya tidak dipengaruhi pH

C. Hanya untuk reaksi anabolisme

D. Kerjanya dipengerahi suhu

E. Hanya bekerja satu arah

6) Cara enzim meningkatkan laju reaksi adalah …

A. Menaikkan energi aktivasi

B. Tidak memperdulikan energi aktivasi

C. Menutupi atau menghilangkan energi aktivasi

D. Meurunkan energi aktivasi

E. Tidak ada jawaban yang benar

7)  Pernyataan berikut yang merupakan ciri dan sifat dari enzim sebagai biokatalisator, kecuali …

A. Hanya diperlukan untuk reaksi anabolisme

B. Dapat bekerja bolak – balik

C. Kerjanya dipengaruhi suhu

D. Hanya diperlukan dalam jumlah sedikit

E. Tidak berubah setelah membantu proses reaksi

8) Enzim diperlukan dalam jumlah …

A. Sedang        D. Banyak

B. Sedikit         E. Lebih banyak dari substrat

C. Sama dengan substrat

9) Suatu hal yang menjadi penghambat enzim untuk bekerja adalah …

A. Glukosa

B. Inhibitor

C. Aktivator

D. Passivator

E. Motivator

10) Inhibitor yang berlomba dengan substrat untuk suatu enzim adalah …

A. Inhibitor Kompetitif

B. Inhibitor Irrevisible

C. Inhibitor Passive

D. Inhibitor Non – Kompetitif

E. Inhibitor reversible

11) Salah satu hal yang dapat mempercepat reaksi kimia adalah …

A. Konsentrasi substrat yang tinggi

B. Konsentrasi substrat yang rendah

C. Konsentrasi enzim yang rendah

D. Inhibitor

E. B dan C benar

12) pH dapat …

A. Menaikkan kerja enzim

B. Menerunkan kerja enzim

C. Membalikkan kerja enzim

D. Menentukkan kerja enzim

E. Memajukan kerja enzim

13) Enzim akan bekerja dengan baik saat ….

A. Suhu optimum         D. Suhu dingin

B. Suhu rendah             E. Suhu panas

C. Suhu tinggi

14) Salah satu teori kerja enzim adalah …

A. Teori Pasang – Lepas

B. Teori Darwin

C. Teori Lock and Key

D. Teori Ketidak Cocokkan yang tidak terinduksi

E. Teori Katalisator

15)
teori kecocokan induksi

 

 

Gambarkan diatas menunjukkan salah satu dari teori kerja enzim, yaitu …

ATeori Induced Fit                    D. Teori Pasang Lepas

B. Teori Lock and Key                 E. Teori Big – Bang

C. Teori Big – Bang

Pembahasan :

1) Jawab yang benar adalah C

Enzim dikatakan sebagai biokatalisator, karena enzim berfungsi mempercepat reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi. Hal ini disebabkan karena enzim tak diubah oleh reaksi yang dikatalisnya serta tidak mengubah kedudukan normal dari kesetimbangan kimia dan pada akhir reaksi terbentuk kembali.

2) Jawaban yang benar adalah A

Enzim merupakan suatu biokatalisator yang kerjanya adalah mempercepat suatu reaksi kimia di dalam sel. Sedangkan kofaktor bukanlah molekul melainkan suatu komponen dari enzim.  Lemak dan sisanya bukanlah sebuah enzim dan tidak dapat mempercepat reaksi

3)Jawaban yang benar adalah A

Endoenzim adalah enzim yang bekerja di dalam sel, eksoenzim adalah enzim yang bekerja di luar sel.

4) Jawaban yang benar adalah B

Enzim disintesis oleh sel hidup yaitu protein dan asam amino.

5) Jawaban yang benar adalah D

Enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan.  Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat) serta konsentrasi substrat.

6) Jawaban yang benar adalah D

Enzim meningkatkan laju reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi. Penurunan energi aktivasi dilakukan dengan membentuk kompleks dengan substrat.

cara kerja enzim 1

 

7) Jawaban yang benar adalah A

Enzim dalam metabolisme juga diperlukan dalam proses katabolisme (perombakkan menjadi senyawa yang lebih sederhana). Seperti enzim maltase yang akan merombak maltose menjadi glukosa.

8)  Jawaban yang benar adalah B

Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit. Sesuai dengan fungsinya sebagai katalisator, enzim diperlukan dalam jumlah yang sedikit. Dalam jumlah sedikitpun keefektifan enzim sudah dapat terjadi.

9) Jawaban yang benar adalah B

Inhibitor berbentuk seperti substrat dan dapat bergabung dalam  reaksi enzimatik, sehingga dapat menghambat suatu  reaksi karena kerja enzim terganggu.

10) Jawaban yang benar adalah A

Inhibitor kompetitif adalah molekul penghambat yang cara kerjanya bersaing dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktif enzim.

11) Jawaban yang benar adalah A

Konsentrasi substrat berbanding lurus dengan kecepatan suatu reaksi. Makas semakin besar konsentrasi suatu substrat semakin besar pula kecepatan suatu reaksi kimia.

12) Jawaban yang benar adalah C

Perubahan pH dapat membalikkan kegiatan enzim, yaitu mengubah hasil akhir kembali menjadi substrat.

13) Jawaban yang benar adalah A.

Pada saat mencapai suhu optimum suatu enzim akan bekerja paling cepat karena enzim mencapai titik dimana dia dapat bekerja cepat. Titik suhu yang paling cepat dalam reaksi enzim itu disebut optimum sehingga pilihan yang lain salah.

14) Jawaban yang benar adalah C

Teori Lock and Key adalah keadaan dimana enzim dan substrat akan bergabung bersama membentuk kompleks, seperti kunci yang masuk ke dalam gembok. Kemudian sisanya bukanlah teori yang membahas enzim apalagi membahas tentang kerja enzim.

15) Jawaban yang benar adalah B

Enzim yang bekerja dengan prinsip “Kecocokan yang Terinduksi” (Induced fit Theory) dapat melakukan penyesuaian bentuk untuk berikatan dengan substrat. Hal ini bertujuan meningkatkan kecocokan dengan substrat dan membuat ikatan enzim substrat lebih efektif. Jadi sisi aktif enzim lebih fleksibel.

Sumber :

–  R. Susilowarno Gunawan, et al. Biologi XII. Grasindo

–  Abdurahman Deden. Biologi (Kelompok Pertanian dan Kesehatan Kelas X).Bandung : Grafindo Media Pratama. 2008.

– Aryulina, Diah, et al. Biologi 3. Jakarta : Esis, 2007

– Karmana, Oman.Cerdas Belajar Bologi untuk Kelas XII.  Grafindo.

 

Iklan