Cara Kerja Enzim

 

Substrat + Enzim        Kompleks Enzim Substrat        Enzim + Produk

 

Kerja Enzim dapat diterangkan ke dalam dua teori yaitu teori gembok dan kunci serta

teori kecocokan yang terinduksi.

Teori Gembok dan Kunci

Di dalam enzim terdapat sisi aktif yang tersusun dari sejumlah kecil asam amino.

Bentuk sisi aktif sangat spesifik sehingga hanya molekul dengan bentuk tertentu yang

dapat menjadi substrat bagi enzim. Substrat dann enzim akan bergabung membentuk

kompleks. Substrat bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta enzim.

Teori Kecocokan yang Terinduksi

Sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat masuk ke sisi aktif

enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupinya membentuk kompleks. Ketika

produk sudah lepas, enzim kembali tidak aktif menjadi bentuk yang lepas.

Sifat-sifat Enzim sebagai Biokatalisator    

Enzim adalah Protein: Kerjanya seperti sifat protein karena membutuhkan kondisi lingkungan (suhu, pH)

Enzim Bekerja secara Spesifik: Fungsi masing-masing enzim sangat spesifik.

Enzim Berfungsi sebagai Katalis: mengubah kecepatan reksi tetap tidak mengubah produk akhir.

Enzim Hanya Diperlukan dalam Jumlah Sedikit

Enzim dapat Bekerja secara Bolak-balik: Tidak mempengaruhi arah reaksi.

Enzim Dipengaruhi oleh Faktor Lingkungan: Faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah suhu, pH, activator dan inhibitor, konsentrasi enzim dan substrat.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim

Suhu

Pada suhu yang lebih tinggi kecepatan molekul meningkat sehingga pada saat

bertumbukan dengan enzim, energy substrat berkurang. Kecepatan enzim mengkatalis

mencapai suatu puncaknya pada suhu tertentu, suhu ini yang disbut suhu optimum.

Penigkatan suhu diatas suhu optimum menyebabkan putusnya ikatan hydrogen dan

ikatan lain yang merangkai molekul enzim, sehingga enzim mengalami denaturasi.

Denaturasi adalah rusaknya bentuk tiga dimensi enzim yang menyebabkan enzim tidak

dapat berkatan dengan substratnya. Enzim-enzim langka dapat mengalami renaturasi.

Renaturasi adalah kembalinya bentuk enzim yang rusak ke bentuk sebelum rusak.

pH

Kondisi asam dan basa di sekitar molekul enzim mempengaruhi bentuk tiga dimensi

enzim dan dapat menyebabkan denaturasi enzim.

Aktivator dan Inhibitor

Aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan antara enzim dengan

substratnya. Inhibitor merupakan suatu molekul yang menghambat ikatan enzim

dengan substratnya. Ada dua macam inhibitor enzim yaitu inhibitor kompetitif dan

inhibitor non-kompetitif. Inhibitor kompetitif adalah molekul penghambat yang cara

kerjanya bersaing dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktif enzim. Inhibitor non-

kompetitif adalah molekul penghabat enzim yang bekerja dengan cara melekatkan diri

pada luar sisi aktif sehingga bentuk enzim berubah dan sisi aktif enzim tidak dapat

berfungsi.

Konsentrasi Enzim

Semakin besar konsentrasi enzim semakin cepat pula reaksi yang berlangsung.

Konsentrasi Substrat

Kecepatan reaksi akan meningkat dengan adanya peningkatan konsentrasi substrat.

 

Metabolisme

Metabolisme merupakan rangkaian reaksi kimia yang diawali oleh substrat awal dan

diakhiri dengan produk akhir, yang terjadi di dalam sel. Berdasarkan tujuannya,

metabolisme dibedakan menjadi katabolisme dan anabolisme.

Katabolisme

Katabolisme adalah rangkaian reaksi kimia yang substrat awalnya adalah molekul

besar dan produk akhirnya adalah molekul kecil. Katabolisme sendiri merupakan

rangkaian yang bertujuan untuk pembongkaran atau penguraian suatu molekul.

Katabolisme biasanya bersifat eksergonik. Fungsi katabolisme adalah menyediakan

bahan baku untuk sintesis molekul lain dan menyediakan energy kimia yang dibutuhkan

untuk melakukan berbagai aktivitas kehidupan.

Anabolisme

Anabolisme adalah rangkaian reaksi kimia yang substrat awalnya adalah molekul kecil

dan produk akhirnya adalah molekul besar.

Katabolisme Karbohidrat

Katabolisme karbohidrat adalah pemecahan molekul karbohidrat menjadi unit-unit yang

lebih kecil. Katabolisme meliputi proses pemecahan polisakarida menjadi monosakarida

dan pemakaian glukosa pada repirasi.

Pemecahan Polisakarida menjadi Monosakarida

Proses pemecahan terjadi di sepanjang saluran pencernaan dengan melibatkan

berbagai enzim pencernaan.

Pemakaian Glukosa pada Respirasi dalam Sel

Respirasi merupakan cara sel untuk mendapatkan energy dalam bentuk ATP dan

energy electron tinggi. Terdapat dua jenis respirasi, respirasi aerob dan anaerob.

Respirasi Aerob merupakan peristiwa pembakaran zat yang melibatkan oksigen dari

pernapasan. Respirasi aerob terdiri dari tiga tahap, glikolisis, siklus krebs, dan system

transport electron.

Glikolisis: terjadi di dalam sitoplasma sel. Dalam tahap ini terjadi dua langkah reaksi,

yaitu langkah memerlukan energi. dan langkah melepaskan energi.

Siklus Krebs disebut juga siklus asam sitrat. Dalam siklus krebs, satu molekul asam

piruvat akan menghasilkan empat molekul NADH, satu molekul FADH2 dan satu

molekul ATP.

Sistem transport electron terjadi di bagian membrane dalam mitokondria. Dalam

transpor elektron, dari satu molekul glukosa yang dipecah menghasilkan tiga puluh dua

molekul ATP.

Respirasi Anaerob merupakan respirasi yang tidak menggunakan oksigen sebagai

penerima elektron akhir pada saat pembentukan ATP. Respirasi anaerob merupakan

proses fermentasi.

Jika dibandingkan energi yang diperoleh dari respirasi aerob dan anaerob, respirasi

aerob menghasilkan energy yang lebih besar.

Anabolisme Karbohidrat

Contoh Anabolisme Karbohidrat adalah fotosintesis. Fotosintesis merupakan sintesis

yang memerlukan cahaya. Fotosintesis adalah peristiwa penggunaan energi cahaya

untuk membentuk senyawa dasar karbohidrat dari karbon dioksida dan air.

 

Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas. Kloroplas tersusun dari stroma, tilakoid, dan

grana. Stroma merupakan struktur kosong di dalam kloroplas. Tilakoid merupakan

struktur cakram yang terbentuk dari pelipatan membrane dalam kloroplas. Grana

merupakan satu tumpuk tilakoid.

Reaksi fotosintesis terdiri dari reaksi terang dan reaksi gelap.Pada reaksi terang,

energy cahaya memacu pelepasan elektron dari fotosistem di dalam membrane tilakoid.

Sedangkan pada reaksi gelap, reaksi tersebut tidak bergantung pada cahaya.

Kemosintesis merupakan sintesis dengan menggunakan sumber energi berasal dari

reaksi kimia eksergonik.

Teknologi Pengolahan Makanan

Metabolisme tubuh memerlukan makanan sebagai sumber energi. Perkembangan

teknologi telah mempengaruhi proses pengolahan makanan. Beberapa teknologi

pengolahan makanan antara lain teknologi makanan berkadar gula rendah, teknologi

pengawetan makanan berkualitas tinggi, teknologi substitusi energi dari produk

pengolahan makanan.

Teknologi Pengawetan Makanan Berkualitas Tinggi

Pengawetan makanan harus memperhatikan jenis bahan makanan yang diawetkan,

keadaan bahan makanan, cara pengawetan, daya tarik produk pengawetan makanan.

Pengawetan protein dapat dilakukan dengan pengeringan, pemanasan. Tetapi bahan

makanan yang mengandung zat organic seperti vitamin dan senyawa dengan gugus

fungsional yang labil tidak dapat diawetkan dengan pemanasan, biasanya bahan

makanan tersebut diawetkan dengan pengeringan dingin.

Pengawetan bahan cair biasanya dilakukan dengan pengentalan sedangkan bahan

padat lebih mudah ditangani dengan pengeringan dan pemanasan.

ENZIM

Posted on 7 Oktober 2010 by josuasilitonga

1. Pengertian Enzim

Enzim adalah katalis untuk reaksi-reaksi dalam sistem biologi (biokatalisator), yaitu substansi yang dapat mempercepat atau membantu suatu reaksi kimia tanpa harus ikut terlibat di dalam reaksi itu sendiri. Ezim ditemukan dalam setiap sel hidup, mulai dari organisme bersel tunggal sederhana sampai organisme multiseluler yang kompleks, termasuk manusia.

Enzim tersusun atas protein (Apoenzim), tersedia di alam dan mengontrol pembentukan dan dekomposisi bahan-bahan penting yang ada di sayuran, buah-buahan dan hewan. Reaksi biokimia yang paling sering saat mengaplikasian enzim secara industri adalah peruraian hidrolitik komponen bahan pangan yang memiliki berat molekul (BM) tinggi seperti pati, protein, selulosa, dan sebagainya.

Gugus Prostetik (Kofaktor), yaitu bagian enzim yang tidak tersusun dari protein, tetapi dari ion-ion logam atau molekul-molekul organik yang disebut KOENZIM. Molekul gugus prostetik lebih kecil dan tahan panas (termostabil), ion-ion logam yang menjadi kofaktor berperan sebagai stabilisator agarenzim tetap aktif.

 

Sebagai katalis, enzim sangat luar biasa fungsinya, yaitu :

1. Mempunyai daya katalitik yang sangat baik; jauh lebih baik dari katalis anorganik atau sintetik (kec. Reaksi dapat meningkat sampai 1 juta kali).

2. Mempunyai spesifisitas tinggi terhadap substrat dan reaksi.

3. Dapat berfungsi baik dalam larutan pada pH dan suhu  sedang (kondisi physiologic).

4. Hasil samping jarang terbentuk.

5. Karena strukturnya yang kompleks, enzim dapat diregulasi.

2. Sifat-sifat Enzim

Enzim mempunyai sifat-siat sebagai berikut:

1. Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.

2. Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena  enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil.

3. Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim.

4. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang.

5. Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim), contoh ektoenzim: amilase, maltase.

6. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, meng-katalisis pembentukan dan penguraian lemak.

Lipase:  Lemak + H2O —————————> Asam lemak + Gliserol

7. Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif (permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan substrat tertentu.

8. Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor.

3. Jenis-jenis Enzim

Koenzim : komponen bukan protein yang membantu aktivitas enzim dalam bentuk senyawa organik

Kofaktor : komponen bukan protein yang membantu aktivitas enzim dalam bentuk senyawa anorganik

Apoenzim : bagian dari enzim yang berupa protein

Holoenzim : seluruh bagian enzim yang strukturnya sempurna dan aktif mengkatalisis bersama koenzim/kofaktor.

Gugus prostetik : kofaktor/koenzim yang terikat kuat pada enzim

4. Mekanisme kerja Enzim

Enzim bekerja dengan dua cara, yaitu menurut Teori Kunci-Gembok (Lock and Key Theory) dan Teori Kecocokan Induksi (Induced Fit Theory).

Menurut teori kunci-gembok, terjadinya reaksi antara substrat dengan enzim karena adanya kesesuaian bentuk ruang antara substrat dengan situs aktif (active site) dari enzim, sehingga sisi aktif enzim cenderung kaku. Substrat berperan sebagai kunci masuk ke dalam situs aktif, yang berperan sebagai gembok, sehingga terjadi kompleks enzim-substrat. Pada saat ikatan kompleks enzim-substrat terputus, produk hasil reaksi akan dilepas dan enzim akan kembali pada konfigurasi semula. Berbeda dengan teori kunci gembok.

Menurut teori kecocokan induksi reaksi antara enzim dengan substrat berlangsung karena adanya induksi substrat terhadap situs aktif enzim sedemikian rupa sehingga keduanya merupakan struktur yang komplemen atau saling melengkapi. Menurut teori ini situs aktif tidak bersifat kaku, tetapi lebih fleksibel.

5. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja Enzim

- Pengaruh pH:

Enzim mempunyai pH optimum (rentang pH) dimana enzim mempunyai aktivitas maksimal di atas atau di bawah pH optimum aktivitas enzim berkurang.

Contoh: enzim pepsin, karena bekerja di lambung yang bersuasana asam, memiliki pH optimal 2. Enzim ptialin, karena bekerja di mulut yang bersuasana basa, memiliki pH optimal 7,5-8.

- Pengaruh suhu:

Semua reaksi kimia dipengaruhi suhu, makin tinggi suhu makin tinggi kecepatan reaksi. Pada reaksi enzimatik, suhu tinggi dapat menyebabkan denaturasi enzim dan aktivitas enzim akan berkurang. Suhu saat enzim mempunyai aktivitas maksimal dinamakan suhu optimum.

- Aktivator dan Inhibitor

 

Aktivator adalah zat yang dapat mengaktifkan dan menggiatkan kerja enzim. Contohnya ion klorida, yang dapat mengaktifkan enzim amilase.

Inhibitor adalah zat yang dapat menghambat kerja enzim. Berdasarkan cara kerjanya, inhibitor terbagi dua, inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif. Inhibitor kompetitif adalah inhibitor yang bersaing aktif dengan substrat untuk mendapatkan situs aktif enzim, contohnya sianida bersaing dengan oksigen dalam pengikatan Hb. Sementara itu, inhibitor nonkompetitif adalah inhibitor yang melekat pada sisi lain selain situs aktif pada enzim, yang lama kelamaan dapat mengubah sisi aktif enzim.

- Konsentrasi enzim dan substrat

Semakin tinggi konsentrasi enzim akan semakin mempercepat terjadinya reaksi. Dan konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi.

Jika sudah mencapai titik jenuhnya, maka konsentrasi substrat berbanding terbalik dengan kecepatan reaksi.