Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik. Molekul awal yang disebut substrat akan dipercepat perubahannya menjadi molekul lain yang disebut 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 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. Sebagai contoh:
X + C → XC (1)
Y + XC → XYC (2)
XYC → CZ (3)
CZ → C + Z (4)
Meskipun senyawa katalis dapat berubah pada reaksi awal, pada reaksi akhir molekul katalis akan kembali ke bentuk semula.
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 α-amilase hanya dapat digunakan pada proses perombakan pati menjadi glukosa.
Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama adalah substrat, suhu, keasaman, kofaktor dan inhibitor. Tiap enzim memerlukan suhu dan pH (tingkat keasaman) optimum yang berbeda-beda karena enzim adalah protein, yang dapat mengalami perubahan bentuk jika suhu dan keasaman berubah. Di luar suhu atau pH yang sesuai, enzim tidak dapat bekerja secara optimal atau strukturnya akan mengalami kerusakan. Hal ini akan menyebabkan enzim kehilangan fungsinya sama sekali. Kerja enzim juga dipengaruhi oleh molekul lain. Inhibitor adalah molekul yang menurunkan aktivitas enzim, sedangkan aktivator adalah yang meningkatkan aktivitas enzim. Banyak obat dan racun adalah inihibitor enzim.
Struktur dan mekanisme
Enzim umumnya merupakan protein globular dan ukurannya berkisar dari hanya 62 asam amino pada monomer 4-oksalokrotonat tautomerase, sampai dengan lebih dari 2.500 residu pada asam lemak sintase. Terdapat pula sejumlah kecil katalis RNA, dengan yang paling umum merupakan ribosom; Jenis enzim ini dirujuk sebagai RNA-enzim ataupun ribozim. Aktivitas enzim ditentukan oleh struktur tiga dimensinya (struktur kuaterner). Walaupun struktur enzim menentukan fungsinya, prediksi aktivitas enzim baru yang hanya dilihat dari strukturnya adalah hal yang sangat sulit.
Kebanyakan enzim berukuran lebih besar daripada substratnya, tetapi hanya sebagian kecil asam amino enzim (sekitar 3–4 asam amino) yang secara langsung terlibat dalam katalisis.Daerah yang mengandung residu katalitik yang akan mengikat substrat dan kemudian menjalani reaksi ini dikenal sebagai tapak aktif. Enzim juga dapat mengandung tapak yang mengikat kofaktor yang diperlukan untuk katalisis. Beberapa enzim juga memiliki tapak ikat untuk molekul kecil, yang sering kali merupakan produk langsung ataupun tak langsung dari reaksi yang dikatalisasi. Pengikatan ini dapat meningkatkan ataupun menurunkan aktivitas enzim. Dengan demikian ia berfungsi sebagai regulasi umpan balik.
Sama seperti protein-protein lainnya, enzim merupakan rantai asam amino yang melipat. Tiap-tiap urutan asam amino menghasilkan struktur pelipatan dan sifat-sifat kimiawi yang khas. Rantai protein tunggal kadang-kadang dapat berkumpul bersama dan membentuk kompleks protein. Kebanyakan enzim dapat mengalami denaturasi (yakni terbuka dari lipatannya dan menjadi tidak aktif) oleh pemanasan ataupun denaturan kimiawi. Tergantung pada jenis-jenis enzim, denaturasi dapat bersifat reversibel maupun ireversibel.
Fungsi Enzim pada Tubuh Manusia
Tubuh manusia adalah kesatuan yang sangat kompleks dari berbagai sistem. Di dalam sistem tubuh manusia tersebut, tentu terjadi berbagai reaksi kimia yang alamiah. Beberapa reaksi kimia tersebut biasanya berlangsung dengan sangat cepat.
Kecepatan proses reaksi dalam tubuh manusia tersebut dipengaruhi oleh zat yang membantu atau berperan dalam reaksi kimia itu sendiri. Zat ini menjadi sangat penting. Jika zat ini tidak ada, berbagai reaksi kimia dalam tubuh manusia tidak dapat terjadi. Zat penting ini disebut fermen atau lebih dikenal masyarakat dengan sebutan enzim.
Kandungan Enzim
Sebagai zat, enzim merupakan biomolekul berupa protein yang memiliki fungsi sebagai katalis atau senyawa yang dapat mempercepat terjadinya proses reaksi tanpa dirinya sendiri habis karena proses reaksi. Dalam prosesnya tersebut, enzim membutuhkan sebuah energi bernama energi aktivasi yang lebih rendah.
Enzim adalah satuan protein yang terdiri atas molekul-molekul berbentuk besar dengan massa yang berat. Enzim memiliki protein yang cenderung tidak terlalu tahan terhadap panas, enzim jenis ini disebut juga apoenzim.
Selain protein, enzim terdiri atas zat lain berupa besi, tembaga, dan seng. Dalam istilah enzim, zat-zat logam tersebut dikenal dengan sebutan gugus prostetik. Jika dua zat yang berbeda kandungan tersebut, protein dan zat logam bergabung, kedua zat tersebut akan membentuk holoenzim.
Kinerja Enzim dalam Tubuh
Sebagai zat penting yang berfungsi dalam proses kimia dalam tubuh, kinerja enzim dalam tubuh manusia dipengaruhi beberapa hal, seperti substrat, suhu, keasaman, kofaktor, dan inhibitor. Kandungan protein dalam enzim membuatnya menjadi rentan terhadap keadaan pH serta suhu di sekitarnya. Jika tidak sesuai, hal ini dapat mempengaruhi kerja dari enzim dalam tubuh manusia. Racun dan obat-obatan adalah dua faktor yang dapat menurunkan kinerja enzim.
Spesifikasi dan Mekanisme Cara Kerja Enzim
Spesifikasi enzim sangat peka terhadap reaksi yang dikataliskan. Reaksi tersebut meliputi bentuk muatan karakterisktik hidrofilik dan substrat. Beberapa enzim, bahkan, menunjukkan keakuratan dan spesifikasinya dalam keadaan tertinggi ketika terjadi pengkopian atau pengekspresian genom. Enzim yang bekerja dengan sistem tinggi seperti ini memiliki mekanisme kerja seperti melakukan pengecekan berulang kali.
Spesifikasi enzim dibedakan dalam dua jenis, yaitu spesifikasi enzim yang dikenal dengan istilah kunci dan gembok dan spesifikasi dengan model ketepatan induksi.
1. Spesifikasi Model “Kunci dan Gembok”
Spesifikasi jenis ini pertama kali dikemukakan oleh Emil Fischer. Fischer mengemukakan pendapatnya bahwa struktur enzim dan substrat memiliki bentuk dan geometri ruang yang saling “klop” atau memenuhi. Itulah alasan mengapa spesifikasi ini disebut spesifikasi kunci dan gembok. Namun, Fischer kesulitan ketika harus menjelaskan tentang stabilitas keadaan transisi yang bisa dicapai oleh enzim dengan spesifikasi ini.
2. Spesifikasi Ketepatan Induksi
Temuan lebih baru pun dengan cepat mengganti teori tentang spesifikasi “kunci dan gembok” ini. Temuan model spesifikasi ketepatan induksi ini juga merupakan hasil “renovasi” dari spesifikasi terdahulu. Daniel Koshland mengatakan bahwa enzim memiliki bentuk yang fleksibel sehingga bentuknya dapat berubah mengikuti interaksi yang terjadi antara enzim dan substrat.
Sebagai sebuah zat yang membantu terjadinya proses kimia dalam tubuh manusia, enzim memiliki mekanisme kerja dalam melakukan “tugasnya”. Mekanisme enzim adalah sebagai berikut.
Enzim bekerja dengan cara menurunkan energi aktivasi. Caranya adalah dengan menciptakan sebuah lingkungan baru yang memiliki keadaan transisi yang stabil.
Enzim bekerja dengan cara menurunkan energi pada saat keadaan transisi. Penurunan energi ini dilakukan tanpa mengubah bentuk dari subtrat. Caranya adalah dengan menciptakan lingkungan baru yang berdistribusi dengan muatan yang berlawanan dengan keadaan enzim yang bertransisi.
Enzim menyediakan sebentuk lintasan sebagai alternatif.
Enzim bekerja dengan cara menurunkan reaksi perubahan entropi dengan cara membawa substrat pada orientasi yang lebih tepat untuk bereaksi. Mekanisme ini melibatkan destabilisasi pada keadaan dasar enzim.
Adapun jenis-jenis enzim yang dimaksud antara lain adalah :
1. Rennet
Rennet adalah enzim yang digunakan dalam proses pembuatan keju (cheese) yang terbuat dari bahan dasar susu. Susu adalah cairan yeng tersusun atas protein yang terutama kasein yang dapat mempertahankan bentuk cairnya. Rennet merupakan kelompok enzim protease yang ditambahkan pada susu pada saat proses pembuatan keju. Rennet berperan untuk menghidrolisis kasein terutama kappa kasein yan berfungsi mempertahankan susu dari pembekuan. Enzim yang paling umum yang diisolasi dari rennet adalah chymosin. Chymosin dapat diisolasi dari beberapa jenis binatang, mikroba atau sayuran, akan chymosin yang berasal dari mikroorganisme lokal atau asli yang belum mendapat rekayasa gebetik kadang aplikasinya dalam pembuatan keju atau cheddar menjadi kurang efektif.
2. Laktase
Lactase adalah enzim likosida hidrolase yang berfungsi untuk memecah laktosa menjadi gula penyusunnya yaitu glukosa dan galaktosa. Tanpa suplai atau produksi enzim laktase yang cukup dalam usus halus, akan menyebabkan terjadinya lactose intolerant yang mengakibatkan rasa tidak nyaman diperut seperti kram, banyak buang gas, atau diare) dalam saluraqn cerna selama proses pencernaan produk-produk susu. Secara komersial laktase digunakan untuk menyiapkan produk-produk bebas laktosa seperti susu. Ini juga dapat digunakan untuk membuat es krim untuk membuat cream dan rasa produk yang lebih manis. Laktase biasanya diisolasi dari yeast (Kluyveromyces sp.) dan fungi (Aspergillus sp.).
3. Katalase
Katalase adalah enzim yang dapat diperoleh dari hati sapi (bovine livers) atau sumber microbial. Dan digunakan untuk mengubah hydrogen peroksida menjadi air dan molekul oksigen. Enzim ini digunakan secara terbatas pada proses produksi keju.
4. Lipases
Lipase digunakan untuk memecah atau menghidrolisis lemak susu dan memberikan flavour keju yang khas. Flavour dihasilkan oleh karena adanya asam lemak bebas yang diproduksi ketika lemak susu dihidrolisis. Selain pada industri engolahan susu juga pada industri lainnya.
5. Protease
Protease adalah enzim yang berfungsi untuk menghidrolisis ikatan peptida dari senyawa-senyawa protein dan diurai menjadi senyawa lain yang lebih sederhana (asam amino). Contoh protease yang dapat dimanfaatkan adalah bromelin danpapain sebagai bahan pengempuk daging.
6. Amilase
Amilase merupakan enzim yang berfungsi untuk menghidrolis amilum (pati) menjadi gula-gula sederhana seperti dekstrin dan glukosa. Enzim amilase dapat digunakan dalam proses pembuatan biskuit, minuman beralkohol, dan pembuatan sirup glukosa.
di tulis oleh Muhammad Iqbal, 10S10015, Prodi S1 Gizi
Sumber:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar