Aktivasi Enzim
Ilmu
pengetahuan mengidentifikasi aktivitas enzim dalam tubuh makhluk hidup sebagai
senyawa organik dengan fungsi katalis yang dihasilkan sel dalam suatu reaksi
kimia. Enzim bekerja atau aktivitas enzim berlangsung di dalam sel dan hanya
sebagian kecil yang bekerja di luar sel.
Enzim
menekan energi aktivasi dengan mengatalisasi reaksi dan meningkatkan kecepatan
proses metabolisme. Bayangkan, reaksi fosfat dekarboksilase, jika tidak
dikatalisasi oleh enzim orotidina 5, memerlukan waktu 78 juta tahun untuk
mengubah 50% substrat menjadi produk. Namun, dengan adanya enzim tersebut,
proses hanya berlangsung 25 milidetik.
Enzim yang
bekerja di dalam sel disebut enzim intraseluler, misalnya enzim katalase yang
berfungsi memecah senyawa-senyawa berbahaya. Sementara enzim yang bekerja di
luar sel, disebut enzim ekstraseluler. Enzim-enzim tersebut mengendalikan
reaksi biokimia, seperti respirasi, pertumbuhan, perkecambahan, fotosintesis,
pencernaan, dan lain-lain.
Jenis Enzim dan
Aktivitas Enzim
Ada beberapa
jenis enzim yang dikenal, di antaranya sebagai berikut.
1. Aktivitas
Enzim - Hidrolase
Hidrolase
adalah enzim yang memerlukan bantuan air dalam proses menguraikan zat. Enzim
ini bisa dikelompokkan menjadi beberapa jenis.
a.
Karbohidrase adalah enzim yang menguraikan karbohidrat, misalnya:
enzim amilase yang menguraikan amilum
menjadi maltose,
enzim maltase yang menguraikan maltosa
menjadi glukosa,
enzim ukrase yang mengubah sukrosa menjadi
glukosa dan fruktosa,
enzim laktase yang mengubah laktase menjadi
glukosa dan galaktosa,
enzim selulase yang menguraikan selulosa
menjadi selobiosa, dan
enzim pektinase yang menguraikan pektin
menjadi asam-pektin.
b. Esterase
adalah golongan enzim yang berfungsi memecah ester:
enzim lipase yang menguraikan lemak menjadi
asam lemak, dan
enzim fosfatase yang menguraikan ester
menjadi asam fosfat.
c. Protease
adalah enzim yang berfungsi menguraikan protein, misalnya:
enzim peptidase yang menguraikan peptida
menjadi asam amino,
enzim gelatinase yang berfungsi menguraikan
gelatin, dan
enzim renin yang berfungsi menguraikan
kasein susu.
2. Aktivitas
Enzim - Oksidase dan Reduktase
Oksidase dan
reduktase adalah enzim yang berperan aktif membantu proses oksidasi dan
reduksi. Enzim ini bisa dikelompokkan menjadi dua.
Dehidrogenase adalah enzim yang mengubah
zat-zat organik menjadi hasil-hasil oksidasi.
Katalase adalah enzim yang menguraikan
hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen.
3. Aktivitas
Enzim - Desmolase
Desmolase
adalah enzim yang memutuskan ikatan C-C, C-N, dan dapat dikelompokkan menjadi
dua.
Karboksilase, adalah enzim yang mengubah
asam piruyat menjadi asetaldehida.
Transaminase adalah enzim yang mengubah
amine menjadi asam amino.
Kontrol
Aktivitas Enzim
Untuk
mencapai keadaan transisi dan berubah menjadi produk, substrat memerlukan tenaga
yang sangat besar. Tanpa campur tangan enzim, proses tersebut memakan waktu
yang sangat lama. Enzim menangkap substrat dan menekan energi aktivasi sehingga
mempercepat reaksi kimia dalam sel.
Dalam
aktivitas enzim, enzim menciptakan lingkungan dengan transisi terstabilisasi,
terdistribusi muatan berlawanan, membentuk lintasan alternatif, dan menggiring
substrat pada orientasi yang tepat untuk bereaksi.
Untuk
mencapai aktivitas enzim yang optimal, beberapa enzim bekerja sendiri dan
sebagian lagi memerlukan komponen tambahan berupa molekul nonprotein yang
disebut kofaktor. Bentuknya bisa berupa gugus prostetik yang mengikat kuat atau
berupa koenzim melepaskan diri saat reaksi kimia terjadi.
Dalam satu
detik, melakukan reaksi hingga jutaan kali supaya bisa menjalankan fungsinya
dengan baik. Reaksi tersebut dipengaruhi oleh temperatur, asam basa, kadar
garam, dan inhibitor, yaitu senyawa kompetitif yang menghalangi pengikatan
substrat oleh enzim.
Aktivitas
enzim di dalam tubuh makhluk hidup dikontrol sel dengan cara sebagai berikut.
Aktivitas enzim berupa produksi enzim
dikontrol berkaitan dengan respon sel terhadap lingkungan, dengan cara
transkripsi dan translasi gen enzim, dan bentuk regulasinya disebut induksi
atau inhibisi. Pada kasus penggunaan penisilin sebagai antibiotik, enzim
beta-laktamase menginduksi hidrolis cincin beta-laktam pada penisilin dan
membuat bakteri resistan terhadap penisilin.
Membuat lintasan metabolisme beragan dalam
kompartemen sel yang berbeda bisa mengkompartemenkan enzim. Misalnya, lintasan
majemuk pada sitosol, retikulum endoplasma, dan aparat golgi, sekelompok enzim
lainnya dalam mensintesis asam lemak.
Inhibitor dan aktivator meregulasi enzim
dengan mekanisme umpan balik untuk efisiensi dalam alokasi zat dan energi dan
menghindari pembuaran produk secara berlebihan.
Aktivitas enzim berupa regulasi enzim juga
dapat dilakukan melalui modifikasi pascatranslasional, meliputi fosforilasi,
miristoilasi, dan glikosilasi. Contohnya, polipeptida yang melakukan pembelahan
rantai.
Regulasi juga dipengaruhi oleh beberapa
enzim yang teraktivasi saat beradap di lingkungan lain.
Kontrol
aktivitas enzim tersebut diperlukan untuk menjaga homeostasis dan malfungsi
enzim yang bisa menimbulkan penyakit dan penyimpangan genetika.
Faktor yang
Mempengaruhi Aktivitas Enzim
Seperti kita
ketahui, aktivitas enzim tertentu dapat berlangsung secara maksimal dalam
kondisi tertentu juga. Lalu, apa saja yang mempengaruhi aktivitas enzim?
Beriklut faktor-faktor yang dapat mempengaruhi aktivitas enzim atau kerja
enzim.
Suhu
Mempengaruhi Aktivitas Enzim
Faktor
pertama yang dapat mempengaruhi aktivitas enzim adalah suhu. Pada umumnya,
enzim memiliki suhu optimal sama dengan suhu normal sel organisme tersebut.
Biasanya, suhu optimal enzim pada hewan poikilotermik di daerah dingin lebih
rendah dibandingkan enzim pada hewan homeotermik. Misalnya suhu optimal enzim
pada manusia yaitu 37 Derajat Celcius dan katak suhu optimalnya adalah 25
Derajat Celcius.
Adanya
kenaikan suhu optimal tersebut dapat menyebabkan peningkatan dan penurunan
aktivitas enzim. Setiap kenaikan suhu 10 Derajat Celcius, maka kecepatan
reaksinya menjadi dua kali lipat dengan batas suhu yang wajar sehingga
mempengaruhi aktivitas enzim. Hal ini juga berlaku pada anzim dan aktivitas
enzim. Panas yang dihasilkan karena adanya kenaikan suhu mampu mempercepat
reaksi dan menyebabkan kecepatan molekul meningkat. Hasilnya yaitu frekuensi
serta daya tumbukan molekuler pun ikut meningkat sehingga mempengaruhi
aktivitas enzim.
Kenaikan
suhu dalam batas yang tidak normal mengakibatkan terjadinya perubahan struktur
enzim (denaturasi). Enzim yang talah mengalami perubahan struktur akan
kehilangan kemampuan katalisnya dan secara tidak langsung akan mempengaruhi
aktivitas enzim itu sendiri. Biasanya enzim yang sudah rusak secara fisik tidak
dapat lagi diperbaiki. Inilah alasan mengapa enzim lebih baik dikonsumsi pada
makanan yang telah dimasak, terutama daging dan telur daripada makanan yang
mentah.
Pengawasan
panas pada susu dan makanan dengan bahan susu yang lain, secara signifikan
dapat mengurangi penyebaran penyakit, misalnya TBC. Saat keadaan suhu kurang
dari suhu optimal, aktivitas enzim akan mengalami penurunan. Aktivitas enzim
masih berlangsung pada suhu kurang dari nol dan aktivitas enzim hampir berhenti
pada suhu 196 Derajat Celcius.
Keasaman
Mempengaruhi Aktivitas Enzim
Semua enzim
dan aktivitas enzim cukup peka terhadap perubahan derajat keasaman (pH).
Aktivitas enzim menjadi terhenti jika diperlakukan pada asam basa yang bersifat
kuat sekali. Pada umunya, aktivitas enzim efketif di kisaran pH lingkungan yang
sempit.
Di luar zona
pH maksimal tersebut, kenaikan maupun penurunan pH mengakibatkan aktivitas
enzim menurun secara cepat. Contohnya, enzim pencerna pada lambung memiliki pH
optimal 2 sehingga aktivitas enzim hanya mampu bekerja saat kondisi sangat
asam. Pengaruh pH terhadap aktivitas enzim dapat termonitor karena enzim
terdiri atas protein. Jumlah muatan positif dan negatif yang ada dalam molekul
protein dan bentuk dari permukaan protein sebagiannya ditentukan oleh pH.
Selain suhu
dan keasaman, aktivitas enzim juga dipengaruhi oleh konsentrasi enzim,
substrat, kofaktor, dan inhibator enzim. Semoga bermanfaat!
0 comments:
Post a Comment