Pengertian Enzim, Fungsi, Sifat, Cara Kerja, Sejarah Penamaan dan Faktor yang Mempengaruhi

Materi pelajaran tentang enzim yang mencakup definisi, sejarah penamaan fungsi, sifat, cara kerja, dan faktor yang mempengaruhi kinerja enzim itu sendiri akan dibahas secara mendetail khusus untuk sobat pengunjung setia ILMUPELAJARAN.COM.

Dalam dunia Biologi ataupin Kimia, kata enzim tentunya sudah bukan merupakan hal yang asing. Di dalam tubuh makhluk hidup termasuk manusia enzim memerankan peranan yang sangat penting, hampir semua aktivitas metabolisme ataupun katabolisme dalam tubuh melibatkan enzim. Termasuk dalam sistem pencernaan manusia yang sudah kita bahas sebelumnya.

Pengertian Enzim

Enzim adalah suatu biomolekul yang berupa protein globular. Enzim bekerja sebagai katalisator yaitu suatu senyawan yang mempercepat terjadinya proses reaksi kimia, namun tidak ikut bereaksi. Sebagai contoh dalam proses pencernaan protein, ketika protein akan diubah menjadi asam amino dalam prosesnya melibatkan enzim.

Namun saat asam amino sudah terbentuk, enzim akan tetap menjadi enzim dan terpisah dari asam amino yang dihasilkan. Kebanyakan enzim bekerja secara khusus, yaitu setiap satu jenis enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia.

Sejarah dan Penamaan Enzim

Segala hal yang yang berhubungan dengan enzim dipelajari dalam suatu cabang ilmu yang disebut enzimologi. Cabang ilmu ini umumnya dipelajari dalam dunia kedokteran, ilmu pangan, serta pada beberapa ilmu pertanian.

Aktivitas-aktivitas yang melibatkan enzim sebenarnya sudah diketahui sejak lama, salah satu contoh adalah proses fermentasi. Namun pada saat itu belum ada yang mempelajari prosesnya secara khusus dan mendalam. Baru pada tahun 1878, seorang ahli fisiologi Jerman bernama Wilhelm Kühne menggunakan istilah “enzyme”, kata enzyme diambil dari bahasa Yunani yang berari “dalam bahan pengembang” (ragi). Kata “enzyme” kemudian digunakan untuk merujuk pada objeknya, yaitu zat mati seperti pepsin, sedangkan ferment yang sudah lebih populer sebelumnya digunakan untuk aktivitas kimiawi yang terjadi.

Kemudian pada tahun 1897, Eduard Buchner melakukan penelitian terhadap kemampuan ekstrak ragi untuk memfermentasi gula walaupun ia tidak terdapat pada sel ragi yang hidup. Berdasarkan penelitian ini Buchner memberi nama enzim yang memfermentasi sukrosa sebagai “zymase”. Berdasarkan hal tersebut enzim biasanya dinamai sesuai dengan reaksi yang dikatalisasi oleh enzim tersebut.

Baca Juga: Pengertian Gejala Alam Biotik dan Abiotik, Peralatan untuk Mengamatinya

Biasanya, enzim diberi nama berdasarkan pada nama substrat enzimnya kemudian diberi akhiran -ase sebagai contoh adalah enzim amilase yaitu suatu enzim yang mengubah amilum (suatu zat dalam karbohidrat kompleks) menjadi struktur yang lebih kecil. Namun ada pula enzim yang dinamai berdasarkan pada jenis reaksi yang dikatalisasi sebagai contoh enzim DNA polimerase yaitu enzim yang bekerja pada proses terbentuknya polimer DNA.

Pada saai ini International Union of Biochemistry and Molecular Biology telah mengembangkan suatu tatanama baru untuk enzim, yang disebut sebagai nomor EC, dimana tiap-tiap enzim memiliki empat digit nomor urut sesuai dengan ketentuan klasifikasi yang berlaku.

Fungsi Enzim

Sebagaimana pengertiannya fungsi utama enzim adalah sebagai katalisator, yaitu zat yang mempercepat terjadinya suatu proses kimia namun tidak berubah wujud atau tidak menyatu dengan produk yang dihasilkan. Fungsi enzim yang lain adalah mengatur terjadinya beberapa reaksi kimia dalam waktu yang bersamaan.

Dalam tubuh manusia enzim sering disebut sebagai biokatalisator. Enzim berguna dalam semua proses metabolisme tubuh, baik anabolisme maupun katabolisme. Anabolisme adalah proses mengubah zat sederhana menjadi komples, sedangkan katabolisme adalah proses mengbah zat yang kompleks menjadi lebih sederhana.

Struktur Enzim

Enzim umumnya merupakan protein globular dan ukurannya berkisar dari hanya 62 asam amino. Enzim juga memiliki bentuk khusus untuk mengikat substrat bagian ini juga disebut dengn sisi aktif, sedangkan bagian non aktif disebut juga dengan alosterik. bentuk lengkap enzim ini disebut dengan haloenzim. Sedangkan berdasarkan strukturnya enzim tersusun atas dua bagian yaitu:

1. Apoenzim

Apoenzim merupakan bagian enzim yang tersusun dari protein dan juga merupakan bagian yang mendominasi dari semua bagian struktur enzim. Bagian Apoenzim ini pula yang akan terikat denga substrat. Sebenarnya ketika apoenzim terikat dengan substrat reaksi kimia sudah dapat terjadi namun akan sangat lambat. Kecepatan reaksi akan meningkat apabila dilakukan bersama dengan bagian kedua yait gugus prostetik.

2. Gugus Prostetik

Gugus prostetik adalah bagian dari struktur enzim yang tersusun dari material nonprotein. Pada bagian ini terdapat ion-ion yang bersifat katalis. Berdasarkan bahan penyusunnya, gugus prostetik terbagi menjadi dua:

2.1. Koenzim

Gugus prostetik enzim disebut dengan koenzim apabila tersusun dari ion organik. koenzim ini memiliki fungsi untuk memindahkan gugus kimia, atom, maupun elektron dari satu molekul ke molekul lainnya. Beberapa contoh koenzim adalah FADH, NADH dan Vitamin B1 serta B2.

2.2. Kofaktor

Guus prostetik enzim disebut dengan kofaktor apabila tersusun dari ion anorganik. Fungsi dari kofaktor ini adalah membantu apoenzim berikatan dengan substrat untuk mempercepat reaksi kimianya. Beberapa contoh molekul yang termasuk kofaktor adalah: Fe⁺⁺, Cu⁺⁺, Zn⁺⁺, Mg⁺⁺, Mn, K, Ni, Mo, dan S.

Klasifikasi Enzim

Berdasarkan dengan posisinya di dalam tubuh. Enzim diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu:

1. Enzim Intraseluler

Enzim intraseluler adalah enzim yang berada di dalam sel makhluk hidup. Salah satu contoh enzim intraseluler yaitu enzim katalase. Enzim katalase banyak ditemukan pada bagian hati atu ginjal dan memiliki fungsi menguraikan racun hidrogen peroksida (H₂O₂) menjadi molekul air (H₂O) dan oksigen (O₂).

2. Enzim Ekstraseluler

Ezim ekstraseluler adalah enzim terdapat di luar sel makhlk hidup. Enzim ekstraseluler ini pada umumnya dihasilkan oleh kelenjar tubuh kita. Sebagai contoh adalah enzim amilase yang dihasilkan oleh kelenjar ludah, enzim amilase ini bekerja di rongga mulut ketika mengunyah makanan.

Sifat Enzim

Setelah mempelajari pengertian, sejarah, fungsi, struktur dan juga klasifikasi enzim, saatnya kita mengenal beberapa sifat enzim yaitu:

1. Biokatalisator

Sesuai dengan pengertiannya enzim bersifat katalisator. yaitu sebagai senyawa katalis yang mempercepat sebuah reaksi kimia tanpa ikut bereaksi. Disebut dengan biokatalisator karena dihasilkandan bekerja dalam tubuh makhluk hidup.

2. Termolabil

Karena terdiri dari gugus protein maka enzim bersifat termolabil yaitu sangat terpengaruh oleh suhu. Untuk bekerja dengan baik enzm harus berada pada suhu yang optimal. Biasanya sesuai atau sedikit lebih tinggi dari organismenya.

3. Spesifik

Suatu enzim hanya bekerja pada satu substrat yang akan membentuk suatu produk yang spesifik. Sifat spesifik enzim inilah yang dijadikan sebagai dasar penamaan. Biasanya enzim diberi nama berdasarkan dari jenis substrat yang diikat atau jenis reaksi yang berlangsung.

4. Dipengaruhi pH

Secara umum enzim bekerja pada suasana netral (6,5 – 7). Namun ada beberapa enzim yang bekerja pada konsisi asam ataupun basa yaitu pepsinogen yang bekerja optimal pada pH asam dan tripsin yang bekerja pada pH yang basa.

5. Bekerja Secara Bolak-balik

Enzim dapat melakukan reaksi dua arah yaitu dari substrat menjadi produk atau produk menjadi substrat. Sebagai contoh enzim yang memecah senyawa A menjadi B, juga dapat menyusun senyawa B dari senyawa A.

6. Enzim Tidak Menentukan Arah Reaksi

Sifat ini menunjukkan bahwa enzim tidak menentukan apakah akan terjadi reaksi pemecahan atau pembentukan. Enzim hanya bekerja ketika ada perintah untuk melakukan suatu reaksi. Misalnya saat tubuh kekurangan glukosa enzim tidak dapat mendeteksi. Enzim akan bekerja sesuai dengan senyawa substratnya.

7. Hanya Diperlukan dalam Jumlah Sedikit

Karena setelah mengkatalis suatu reaksi enzim akan kembali seperti bentuk semula maka jumlah yang dipakai dan diperlukan tidak banyak. Satu molekul enzim dapat bekerja berkali-kali, selama molekul tersebut tidak rusak.

8. Enzim Mampu Menurunkan Energi Aktivasi

Energi aktivasi adalah jumlah energi yang diperlukan untuk menaikkan suhu senyawa untuk mencapai suhu optimal agar reaksi dapat terjadi. Sehingga reaksi dapat berlangsung lebih cepat.

Cara Kerja Enzim

Enzim berkerja denga cara beriteraksi dengan substrat untuk menghasilkan suatu produk. Mengingat sifat enzim yang hanya bekerja sepesifik pada satu substrat ada dua teori yang menjelaskan cara kerja enzim yang diketahui yaitu:

1. Teori Gembok Kunci

Teori ini ditemukan pada tahun 1984 oleh Emil Fischer. Pada teori ini Enzim didibaratkan sebagai kunci dan substrat sebagai gembok. Gembok dapat dibuka atau ditutup jika memiliki kunci yang spesifik dan pas dengan gembok tersebut. Begitupula dengan enzim yang hanya dapat berikatan dengan substrat yang memiliki struktur yang sesuai dengan sisi aktifnya. Teori gembok kunci ini memiliki suatu kelemahan yaitu tidak dapat menjelaskan mengenai kestabilan enzim pada saat peralihan titik reaksi enzim.

2. Teori Induksi

Teori induksi ini ditemukan oleh Daniel Koshland pada 1958. Dalam teori ini terdapat sedikit perbedaan, menurut Koshland enzim memiliki sisi aktif yang fleksibel. Sisi aktif dari enzim akan terinduksi ketika bertemu dengan substrat yang mempunyai titik-titik pengikatan yang spesifik sama.

Sebagai contoh Amilum dapat datang sebagai amilosa ataupun amilopektin, namun enzim amilase dapat bekerja pada kedua jenis senyawa tersebut karena sisi aktifnya dapat terinduksi dan menyesuaikan diri dengan struktur amilosa maupun amilopektin. Teori induksi Induksi inilah yang lebih banyak digunakan.

Faktor yang Mempengaruhi Kinerja Enzim

Berdasarkan penyusunnya yang berupa protein dan juga sifatnya enzim dapat bekerja optimal jika tidak rusak dan berada dalam lingkunga yang mendukung. Berikut adalah beberapa faktor yang mempengaruhi kinerja enzim:

1. Suhu

Sesuai dengan sifatnya yang termolabil, enzim dapat bekerja pada suhu yang optimal. Pada umumnya enzim bekerja pada suhu 37 ºC. Kebanyakan enzim akan inaktif disuhu dibawah 10 ºC, dan akan mengalami denaturasi pada suhu lebih 60 ºC. Ada beberapa pengecualian pada organisme yang hidup pada daerah ekstrim seperti kelompok methanogen, mereka memiliki enzim yang bekerja pada suhu di 80 ºC.

2. Tingkat Keasaman (pH)

Seperti halnya dengan suhu enzim juga memiliki pH optimum yang berbeda-beda karena enzim. Masing-masing enzim memiliki kisaran pH tertentu untuk dapat bekerja. Misalnya untuk enzim tripsin yang bekerja dengan baik pada kondisi lingkungan yang basa, tidak akan bekerja atau justru akan mengalami kerusakan bila berada dalam kondisi yang asam.

3. Konsentrasi Enzim dan Konsentrasi Substrat

Enzim memiliki batas maksimum dalam mengolah suatu substrat. Substrat dengan konsentrasi tinggi yang tidak sesuai dengan kondisi konsentrasi enzim tidak akan dapat diolah dengan sempurna.

4. Aktivator

Faktor berikutnya yang mempengaruhi kinerja enzim adalah aktivator. Yaitu suatu senyawa yang memicu meningkatya kinerja enzim. Sebagai cotoh adalah ion-ion yang terdapat pada kofaktor yang dapat membuat substrat lebih melekat pad apoenzim.

5. Inhibitor

Kebalikan dari kofaktor adalah Inhibitor. Hal ini adalah hal yang menghambat kinerja enzim. Terkadang di dalam tubuh makhluk hidup, inhibitor dihasilkan oleh tubuh ketika produk yang dihasilkan terlalu banyak. Inhibitor bekerja menghambat enzim dalam beberapa cara, yaitu:

5.1. Inhibisi Kompetitif

Pada kasus ini inhibitor memiliki struktur yang sangat mirip dengan enzim, sehingga akan bersaing dengan enzim untuk mengikat suatu substrat, substrat yang diikat oelh inhibitor tentu saja tidak akan menghasilkan produk. Salah satu contoh adalah metotreksat adalah inihibitor kompetitif untuk enzim dihidrofolat reduktase.

5.2. Inhibisi Tak Kompetitif

Jenis inhibisi tak kompetitif ini sangat jarang terjadi, biasanya terjadi pada enzim-enzim multimerik. Pada jenis inhibisi ini inhibitor tidak dapat berikatan dengan enzim bebas, inhibitor akan berikatan dengan dengan komples ES. Yang akan menjadikan enzim tidak aktif sehingga tidak dapat mengikat substrat.

5.3. Inhibisi Non-Kompetitif

Pada jenis inhibisi ini inhibitor mengikat substrat yang sudah berikatan dengan enzim sehingga reaksi kimia tidak dapat berlangsung.

5.4. Inhibisi Campuran

Inhibisis jenis ini mirip dengan inhibisi non-kompetitif. Namun pada inhibisi ini tetap terjadi reaksi yang tidak menghasilkan produk, atau meghasilkan produk yang lebih sedikit.

Demikianlah uraian materi tentang enzim, semoga saja dapat dengan mudah sobat pahami. Jangan lupa pelajari juga keseimbangan ekosistem, dan juga sistem klasifikasi makhluk hidup.