Produksi Energi oleh Mikroba (Respirasi, Fermentasi dan Fotosintesis)

Sel-sel bakteri seperti halnya sel semua organisme  hidup, umumnya  melakukan aktivitas

kehidupan untuk kelangsungan hidupnya. Semua sel membutuhkan suatu sumber energi.

Walaupun sangat beraneka ragam jenis substansi yang berperan sebagai sumber energi bagi

mikroorganisme, namun terdapat pola dasar metabolisme yang sangat sederhana yaitu terjadi

perubahan dari satu bentuk energi yang kompleks menjadi bentuk energi yang lebih sederhana,

sehingga dapat masuk ke dalam rangkaian metabolik.

Bakteri dapat mengubah zat kimia dan energi radiasi  kebentuk yang berguna untuk

kehidupannya melalui proses respirasi, fermentasi dan fotosintesis. Dalam respirasi, molekul

oksigen  adalah penerima elektron utama, sementara dalam fermentasi molekul bahan makanan

biasanya pecah menjadi dua bagian, dimana yang satu kemudian dioksidasi oleh yang lainnya.

Dalam fotosintesis, energi cahaya diubah menjadi energi kimia. Bagaimanapun, dalam semua

jenis sel dan tanpa menghiraukan mekanisme yang digunakan untuk mengekstrak energi, reaksi

tersebut diiringi oleh pembentukan Adenosine Triphosphate (ATP). ATP adalah perantara yang

umum (reaktan)  baik dalam reaksi yang menghasilkan energi maupun reaksi-reaksi yang

membutuhkan energi dan pembentukannya memerlukan mekanisme dimana  energi yang

tersedia dapat disalurkan kedalam reaksi biosintesis dari sel yang memerlukan energi.

1. Respirasi

Respirasi merupakan proses disimilasi, yaitu proses penguraian zat yang

membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam suatu senyawa organik. Dalam proses

ini, terjadi pembongkaran suatu zat makanan sehingga menghasilkan energi yang

diperlukan oleh organisme tersebut. Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih

kecil, terjadi pelepasan energi, reaksinya disebut eksorgenik. Respirasi merupakan salah

satu dari reaksi katabolik. Berdasarkan kebutuhan terhadap oksigen bebas, respirasi

dibedakan atas dua macam, yaitu:

a) Respirasi aerob, yaitu respirasi yang membutuhkan oksigen bebas. Pada

proses ini, oksigen merupakan senyawa penerima hidrogen akhir. Respirasi

secara aerob, terjadi didalam sitoplasma dan berlangsung melalui empat tahap,

yaitu:

1a. Glikolisis

Glikolisis merupakan pengubahan glukosa menjadi piruvat dan

ATP tanpa membutuhkan oksigen. Proses glikolisis terdiri atas 10

tahap, yaitu:

• Tahap 1 : Glukosa yang masuk kedalam sel mengalami fosfolirasi

dengan bantuan enzim heksokinase dan menghasilkan glukosa 6-fosfat.

Untuk keperluan ini ATP diubah menjadi ADP agar diperoleh energi.

• Tahap 2 : Glukosa 6-fosfat diubah oleh enzim fosfoglukoisomerase

menjadi bentuk isomernya berupa fruktosa 6-fosfat.

• Tahap 3 : Dengan menggunakan energi hasil perubahan ATP menjadi

ADP, fruktosa 6-fosfat diubah oleh enzim fosfofruktokinase menjadi

fruktosa 1,6-bifosfat

• Tahap 4 : Enzim aldolase mengubah fruktosa 1,6-bifosfat menjadi

dihidroksiaseton fosfat dan gliseraldehida fosfat.

• Tahap 5 : Terjadi perubahan reaksi bolak balik antara dihidroksi aseton

fosfat dengan gliseraldehid fosfat sehingga akhirnya hanya gliseraldehid

fosfat saja yang digunakan untuk reaksi berikutnya.

• Tahap 6 : Melalui bantuan enzim triosofosfat dehidrogenase, terjadi

perubahan dari gliseraldehid fosfat menjadi 1,3-bifogliserat. Dalam tahap

ini juga terjadi transfer elektron sehingga NAD berubah menjadi NADH,

serta pengikatan fosfat anorganik dari sitoplasma.

• Tahap 7 : Terjadi perubahan dari 1,3-bifogliserat menjadi 3-fosfogliserat

dengan bantuan enzim fosfogliserokinase. Pada tahap ini juga terjadi

pembentukan dua molekul ATP dengan menggunakan gugus fosfat yang

sudah ada pada reaksi sebelumnya.

• Tahap 8 : Terjadi perubahan 3-fosfogliserat menjadi 2-fosfogliserat

karena enzim fosfogliseromutase memindahkan gugus fosfatnya.

•Tahap 9 : Terjadi pembentukan fosfoenol piruvat (PEP) dan 2-

fosfogliserat dengan bantuan enzim enolase, sekaligus juga terjadi

pembentukan 2 molekul air.

• Tahap 10 : Terjadi perubahan fosfoenol piruvat (PEP) menjadi asam

piruvat dengan enzim piruvatkinase, serta terjadi pembentukan 2 molekul

ATP.

Dengan demikian, pada akhir glikolisis akan dihasilkan 2 molekul asam piruvat yang

berkarbon 3, 2 ATP dan 2 NADH dari setiap perubahan 1 molekul glukosa.

2a.   Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat

Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat berlangsung didalam mitokondria dan

merupakan reaksi kimia yang mengawali siklus krebs. Dalam peristiwaini

terjadi perubahan asam piruvat menjadi molekul asetil-KoA. Asetil KoA

merupakan senyawa berkarbon dua. Dalam dua peristiwa ini juga dihasilkan

satu molekul NADH untuk setiap pengubahan molekul asam piruvat menjadi

asetil-KoA.

3a.   Siklus Krebs (Daur Asam Sitrat)

Kondisi aerob dalam organisme berlangsung pada dua tahapan berikutnya,

yaitu siklus krebs dan transpor elektron. Pada organisme eukariotik, proses ini

berlangsung pada matriks dalam mitokondira sedangkan pada prokariotik,

berlangsung dalam sitoplasma. Tahapan siklus krebs adalah sebagai berikut:

1b. Asam piruvat dari proses glikolisis, selanjutnya masuk ke siklus

krebs setelah bereaksi dengan NAD+ (Nikotinamida adenine

dinukleotida) dan ko-enzim A atau Ko-A, membentuk asetil Ko-A.

Dalam peristiwa ini, CO2 dan NADH dibebaskan. Perubahan

kandungan C dari 3C (asam piruvat) menjadi 2C (asetil ko-A).

2b. Reaksi antara asetil Ko-A (2C) dengan asam oksalo asetat (4C) dan

terbentuk asam sitrat (6C). Dalam peristiwa ini, Ko-A dibebaskan

kembali.

3b. Asam sitrat (6C) dengan NAD+ membentuk asam alfa ketoglutarat

(5C) dengan membebaskan CO2.

4b. Peristiwa berikut agak kompleks, yaitu pembentukan asam

suksinat (4C) setelah bereaksi dengan NAD+ dengan

membebaskan NADH, CO2 dan menghasilkan ATP setelah

bereaksi dengan ADP dan asam fosfat anorganik.

5b. Asam suksinat yang terbentuk, kemudian bereaksi dengan FAD

(Flarine Adenine Dinucleotida) dan membentuk asam malat (4C)

dengan membebaskan FADH2.

6b. Asam malat (4C) kemudian bereaksi dengan NAD+ dan

membentuk asam oksaloasetat (4C) dengan membebaskan NADH,

karena asam oksalo asetat akan kembali dengan asetil ko-A seperti

langkah ke 2 di atas.

Dapat disimpulkan bahwa siklus krebs merupakan tahap kedua dalam respirasi aerob

yang mempunyai tiga fungsi, yaitu menghasilkan NADH, FADH2, ATP serta membentuk

kembali oksaloasetat. Oksaloasetat ini berfungsi untuk siklus krebs selanjutnya. Dalam siklus

krebs, dihasilkan 6 NADH, 2 FADH2, dan 2 ATP.

Gambar Siklus Krebs

4a. Transpor Elektron

Pada dasarnya, transpor elektron merupakan peristiwa pemindahan elaktron

dari  . Elektron tersebut berasal dari NADH dan FADH dari suatu substrat

ke substrat lain secara berantai disertai pembentukan ATP melalui proses

Fosforilasi okeidatif. Fosforilasi oksidatif merupakan proses penambahan

gugus posfat anorganik ke molekul ADP. Dalam transpor elektron, yang

menjadi penerima elektron terakhir adalah oksigen sehingga pada akhir

peristiwa ini terbentuk  O. NADH dan FADH dalam transpor elektron

berfungsi sebagai senyawa pereduksi yangmenghasilkan ion hidrogen. Setiap

molekul NADH yang memasuki rantai transpor elektron akan menghasilkan 3

molekul ATP, dan setiap molekul FAD  akan menghasilkan 2 molekul ATP.

b)  Respirasi Anaerob (Fermentasi), Fermentasi adalah proses pembebasan energi tanpa oksigen. Ciri-ciri dari fermentasi adalah:

1.    Terjadi pada organisme yang tidak membutuhkan oksigen

bebas.

2.    Tidak terjadi penyaluran elektron ke siklus krebs dan

transpor elektron.

3. Energi (ATP) yang terbentuk lebih sedikit jika dibandingkan dengan

respirasi aerob yaitu 2 molekul ATP setiap mol glukosa.

4. Jalur yang ditempuh ialah glikolisis dan pembentukan alkohol

(fermentasi alkohol) dan pembentukan asam laktat.

5.    Menghasilkan produk berupa asam-asam organik, alkohol dan gas.

6.    Organisme anaerobik juga menghasilkan energi, yaitu melalui reaksi-

reaksi yang disebut fermentasi yang menggunakan bahan organik sebagai

donor dan akseptor elektron. Bakteri anaerobik fakultatif dan bakteri

anaerobik obligat menggunakan berbagai macam fermentasi untuk

menghasilkan energi. Misalnya pada bakteri Streptococus

lactismenggunakan fermentasi asam laktat untuk perolehan energi yaitu

dengan menguraikan glukosa menjadi asam laktat melalui proses

glikolisis, satu molekul glukosa diubah menjadi dua molekul asam piruvat

disertai dengan pembentukan dua NADH + .

2. Fotosintesis

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat

makanan karbohidratyang dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang

mengandung zat hijau daun atauklorofil. Selain tumbuhan berklorofil, makhluk hidup

non-klorofil lain yang berfotosintesis adalah alga dan beberapa jenis bakteri.

Organisme ini berfotosintesis dengan menggunakan zat hara, karbon

dioksida dan air serta bantuan energi cahaya matahari.

  Terjadi pada algae, tumbuhan dan beberapa prokariotik:

Terdiri atas 2 reaksi  utama: Photophosphorylation (reaksi terang) dan fiksasi

karbon dioksida (reaksi gelap).

1.        Photophosphorylation (Reaksi terang)

Pada reaksi terang, cahaya mengenai klorofil yang menyebabkan

elektron tereksitasi sehingga mempunyai energi lebih tinggi. Dalam satu

rangkaian reaksi kimia, energi tersebut akan diubah menjadi ATP dan

NADPH. Air akan terurai dan melepaskan oksigen sebagai satu produk

reaksi. ATP dan NADPH akan digunakan untuk membuat karbohidrat

pada reaksi gelap.

2.        Fiksasi Karbon Dioksida (Reaksi Gelap)

Fiksasi karbon dikenal sebagai reaksi gelap. Enam molekul gas

asam arang masuk ke dalam sel melalui stomata dan akan diikat oleh

ribulosa bifosfat (RuBP). RuBP merupakan suatu senyawa berkarbon 5

yang akan diubah menjadi satu molekul gula. Peristiwa ini terjadi di dalam

stroma dan telah diperkenalkan oleh Melvin Calvin sehingga selanjutnya

dikenal dengan siklus calvin.

C. STRUKTUR ENZIM

Enzim merupakan substansi yang ada dalam sel dalam jumlah yang amat kecil dan

mampu menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan yang berkaitan dengan proses-proses

seluler dan kehidupan. Nama lain dari enzim adalah fermen; nama enzim berasal dari bahasa

Yunani yang berarti “dalam ragi”.

Keseluruhan bagian enzim yang disebut holoenzim tersusun atas dua komponen utama,

yaitu komponen protein (apoenzim) dan komponen nonprotein (gugus prostetik). Fungsi enzim

sangat ditentukan oleh gugus apoenzimnya karena pada bagian tertentu merupakan tempat

melekatnya substrat dan sekaligus tempat mereksikan substrat. Bagian pada gugus protein yang

berfungsi sebagai pusat katalitik enzim disebut sisi aktif. Komponen nonprotein (gugus prostetik)

dibedakan menjadi gugus kofaktor dan koenzim. Guguskofaktor tersusun atas zat anorganik yang

umumnya berupa logam, misalnya Cu, Fe, Mn, Zn, Ca, K dan Co. Gugus koenzim merupakan

senyawa organik nonprotein yang tidak melekat erat pada bagian protein enzim, contohnya

NAD, NADP dan koenzim A.

Ada dua tipe enzim, yaitu eksoenzim atau enzim ekstraseluler atau enzim di luar sel dan

endoenzim atau enzim intraseluler atau enzim di dalam sel. Fungsi utama dari eksoenzim adalah

melangsungkan perubahan-perubahan pada nutrien di sekitarnya sehingga memungkinkan

nutrien tersebut memasuli sel; dengan mengambil zat makanan yang ada di sekeliling sel.

Misalnya, enzim amilase menguraikan zat pati menjadi unit-unit gula yang lebih kecil.

Sedangkan fungsi endoenzim untuk mensintesis bahan seluler dan menguraikan nutrien untuk

menyediakan energi yang dibutuhkan oleh sel, misalnya heksokinase mengkatalisis fosforilase

glukosa dan heksosa (senyawa-senyawa gula sederhana) di dalam sel.

SIFAT ENZIM

Sebagai molekul zat yang mempunyai peranan besar dalam metabolisme, enzim memiliki

beberapa sifat penting, di antaranya sebagai berikut:

1)Enzim adalah Suatu Protein.

Ini terbukti karena enzim di dalam larutan membentuk suatu koloid. Keadaan ini akan

memungkinkan luasnya permukaan enzim sehingga bidang aktivitasnya juga besar.

2)Bekerja Secara Khusus (Spesifik)

Enzim tertentu hanya dapat mempengaruhi reaksi tertentu dan tidak dapat mempengaruhi reaksi

lainnya. Sebagai contoh: di dalam usus rayap terdapat protozoa yang menghasilkan enzim

selulase sehingga rayap dapat hidup dengan makan kayu karena dapt mencerna selulosa (salah

satu jenis karbohidrat/polisakarida). Sebaliknya manusia tidak dapat mencerna kayu, meskipun

mempunyai enzim amilase, yaitu enzim yang dapat mencerna amilum/pati (yang juga

merupakan jenis polisakarida). Enzim amilase dan selulase masing-masing bekerja secara

khusus.

3)Enzim sebagai Katalisator.

Artinya sebagai zat yang mampu mempercepat reaksi kimia, tetapi enzim tidak ikut bereaksi.

Dengan demikian, enzim tidak diperlukan dalam jumlah yang banyak. Dalam jumlah sedikit

saja enzim telah menyelenggarakan suatu perubahan zat yang beribu-ribu kali lebih berat

daripada berat molekulnya sendiri. Contohnya, sebuah molekul enzim katalase mampu

mengubah 5 juta molekul H2O2 tanpa enzim itu mengalami perubahan.

4)Dapat digunakan Berulang Kali

Enzim dapat digunakan berulang kali karena enzim tidak berubah pada saat terjadi reaksi.

Meskipun dalam jumlah sedikit, adanya enzim dalam suatu reaksi yang dikatalisirnya akan

mempercepat reaksi, karena enzim yang telah bekerja dalam reaksi tersebut dapat digunakan

kembali.

5)Rusak oleh Panas

Enzim adalah suatu protein yang dapat rusak oleh panas disebut denaturasi. Kebanyakan enzim

rusak pada suhu di atas 50°C. Reaksi kimia akan meningkat dua kali lipat dengan kenaikan

suhu sebesar 10°C. Kenaikan suhu di atas suhu 50°C tidak dapat meningkatkan reaksi yang

dikatalisir oleh enzim, tetapi justru menurunkan atau menghentikan reaksi tersebut. Hal ini

disebabkan enzimnya rusak sehingga enzim tersebut tidak dapat bekerja. Demikian juga pada

suhu rendah, suhu rendah tidak merusak enzim tetapi hanya tidak aktif saja.

6)Dapat Bekerja Bolak-Balik

Umumnya enzim dapat bekerja secara bolak-balik. Artinya, suatu enzim dapat bekerja

menguraikan suatu senyawa menjadi senyawa-senyawa lain dan sebaliknya dapat pula bekerja

menyusun senyawa-senyawa itu menjadi senyawa semula. Pada tumbuhan, proses fotosintesis

menghasilkan glukosa. Apabila glukosa yang dihasilkan dalam jumlah banyak, maka glukosa

tersebut diubah dan disimpan dalam bentuk pati. Pada saat diperlukan, misalnya untuk

pertumbuhan, pati yang disimpan sebagai cadangan makanan tersebut diubah kembali menjadi

glukosa.

Gambar Reaksi Bolak-balik Enzim

MEKANISME KERJA ENZIM

Reaksi enzimatis akan berlangsung apabila substrat tersedia dan bagian sisi aktif enzim

dalam keadaan kosong. Substrat akan memasuki bagian sisi aktif enzim dan bagian sisi aktif

tersebut akan mengalami perubahan bentuk dengan mengelilingi substrat. Kemudian

terbentuklah ikatan lemah enzim-substrat. Di dalam sisi aktif, substrat akan diubah menjadi

produk, selanjutbya akan dilepaskan dari enzim. Begitu seterusnya sampai bagian sisi aktif

tersebut dapat ditempati oleh substrat yang lain.

Enzim dapat bekerja dengan beberapa cara:

1. Menurunkan energi aktivasi dengan menciptakan suatu lingkungan yang mana keadaan

transisi terstabilisasi. Contohnya mengubah bentuk substrat menjadi konformasi keadaan transisi

ketika ia terikat dengan enzim.

2. Menurunkan energi dalam keadaan transisi tanpa mengubah bentuk substrat dengan

menciptakan lingkungan yang memiliki distribusi muatan yang berlawanan dengan keadaan

transisi.

3. Menyediakan lintasan reaksi alternatif. Contohnya bereaksi dengan substrat sementara waktu

untuk membentuk kompleks enzim-substrat antara.

4. Menurunkan perubahan entropi reaksi dengan menggiring substrat bersama pada orientasi

yang tepat untuk bereaksi. Menariknya, efek entropi ini melibatkan destabilisasi keadaan dasar

dan kontribusinya terhadap katalis relatif kecil.

- Mekanisme kerja enzim dapat dijelaskan dengan dua hipotesis, yaitu hipotesis gembok

dan anak kunci dan hipotesis kecocokan yang terinduksi.

a. Hipotesis Gembok dan Anak Kunci (Lock and Key)

Menurut hipotesis yang dikemukakan oleh Emil Fischer, bagian sisi aktif enzim

mempunyai bentuk spesifik dan tidak fleksibel. Suatu enzim hanya dapat ditempati

oleh substrat tertentu saja. Enzim dan substrat bergabung bersama membentuk

kompleks, seperti kunci yang masuk dalam gembok. Di dalam kompleks, substrat

dapat bereaksi dengan energi aktivasi yang rendah. Setelah bereaksi, kompleks lepas

dan melepaskan produk serta membebaskan enzim.

Gambar Hipotesis Gembok dan Anak Kunci (Lock and Key)

b. Hipotesis Induced Fit

Menurut hipotesis ini, bagian sisi aktif enzim bersifat fleksibel terhadap substrat yang

masuk. Apabila ada substrat yang masuk ke bagian sisi aktif, maka bagian ini akan

mengalami perubahan bentuk mengikuti substrat. Ketika produk sudah terlepas dari

kompleks, selanjutnya enzim tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Sehingga,

substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.

Gambar Hipotesis Induced Fit

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KERJA ENZIM

Faktor-faktor yang berpengaruh pada kerja enzim adalah suhu, pH, zat penghambat (inhibitor),

konsentrasi substrat dan hasil akhir.

1) Suhu Peningkatan suhu

dapat meningkatkan kecepatan reaksi sampai batas suhu tertentu. Hal ini disebabkan jika

molekul bergerak lebih cepat, maka substrat akan berikatan lebih cepat pada sisi aktif.

Setelah melewati batas suhu tertentu, enzim akan mengalami denaturasi. Denaturasi adalah

perubahan struktur secara kimiawi karena terjadi gangguan pada ikatan hidrogen, ikatan

ionik dan ikatan lemah lainnya yang menyebabkan struktur enzim rusak. Jika kenaikan suhu

terus terus menerus, maka kemampuan kerja enzim menurun, bahkan berhenti. Demikian

pula jika terjadi penurunan suhu, maka enzim tidak bisa bekerja karena menjadi tidak aktif

pada suhu rendah (0°C atau di bawahnya), tetapi tidak rusak. Jika suhunya kembali normal

enzim mampu bekerja kembali. Setiap enzim mempunyai suhu optimum tertentu, yaitu suhu

yang paling baik untuk melangsungkan reaksi secara maksimal. Enzim bekerja optimal pada

suhu 30°C atau pada suhu tubuh.

Gambar Faktor Suhu yang Mempengaruhi Kerja Enzim

2) pH (Derajat Keasaman)

Enzim bekerja optimal pada pH tertentu, umumnya pada pH netral. Pada kondisi asam

atau basa, kerja enzim terhambat. Agar enzim dapat bekerja secara maksimal, pada

penelitian/percobaan yang menggunakan enzim, kondisi pH larutan dijaga agar tidak

berubah, yaitu dengan menggunakan larutan penyangga (buffer).

Gambar Faktor pH yang Mempengaruhi Kerja Enzim

3) Zat Penghambat (Inhibitor)

Zat yang dapat menghambat kerja enzim disebut inhibitor. Inhibitor merupakan senyawa

kimia yang bersifat menghambat kerja enzim. Zat tersebut memiliki struktur seperti

enzim yang dapat masuk ke substrat atau ada yang memiliki struktur seperti substrat

sehingga enzim salah masuk ke penghambat tersebut. Hambatan enzim dapat

dikelompokkan ke dalam tipe reversible (dapat balik) dan non-reversible (tidak dapat

balik). Inhibitor reversibel adalah zat penghambat yang tidak berkaitan secara kuat

dengan enzim, sedangkan inhibitor irreversible merupakan penghambat yang berkaitan

dengan sisi aktif enzim secara kuat sehingga tidak dapat terlepas.Hambatan reversible

dibagi menjadi inhibitor kompetitif dan non kompetitif.Inhibitor kompetitif merupakan

senyawa kimia yang menyerupai substrat yang dapat bereaksi dengan sisi aktif enzim.

Jika sisi aktif enzim sudah terisi oleh inhibitor kompetitif, maka substrat tidak dapat

berikatan dengan enzim. Untuk mengatasi hal ini, jumlah substrat harus ditingkatkan

sehingga substrat mempunyai kesempatan dalam bersaing memperebutkan sisi aktif

enzim. Inhibitor nonkompetitif merupakan senyawa kimia yang menghambat kerja enzim

dengan cara melekat pada bagian selain sisi aktif. Hal ini menyebabkan terjadinya

perubahan bentuk enzim. Akibatnya bagian sisi aktif enzim sulit berikatan dengan

substrat dan enzim tidak dapat mengubah substrat menjadi produk.

Gambar Inhibitor Kompetitif dan Inhibitor Non Kompetitif

4) Konsentrasi Substrat

Jumlah substrat yang berlebihan dapat menyebabkan penurunan kerja enzim. Biasanya,

sel akan menambah jumlah enzim dengan cara melakukan sintesis enzim untuk

mengatasi hambatan tersebut.

5) Hasil akhir

Kerja enzim dipengaruhi hasil akhir. Hasil akhir yang menumpuk menyebabkan enzim

sulit “bertemu’ dengan substrat. Semakin menumpuk hasil akhir, semakin lambat kerja

enzim.

PERANAN DAN PENAMAAN ENZIM

Tatanama enzim telah diresmikan menurut Persetujuan Internasional dengan bantuan

“Commission of Enzymes of the International Union of Biochemistry”. Namun nama-nama

umum atau nama biasa masih tetap banyak digunakan karena sudah lazim dan mudah. Untuk

menamakan enzim digunakan akhiran -ase dan ini hanya digunakan untuk enzim tunggal. Untuk

penamaan suatu kompleks yang terdiri dari beberapa enzim didasarkan pada reaksi keseluruhan

yang dikatalisis olehnya menggunkaan sistem. Nama resmi atau nama sistematik dibentuk

menurut aturan-aturan yang pasti, memberikan petunjuk mengenai apa substratnya dan macam

reaksi yang dikatalisnya. Enzim dibedakan menjadi enam kelompok, yaitu : oksidoreduktase,

transferase, hidrolase, liase, isomerase dan ligase.

1. Oksidoreduktase

Reaksi katalitiknya adalah dalam reaksi transfer elektron (pemindahan elektron atau atom

hidrogen). Enzim ini terbagi menjadi enzim oksidase dan enzim reduktase.

Enzimoksidase terbagi menjadi kelompok kecil enzim dehidrogenase dan katalase.

Enzimdehidrogenase memegang peranan penting dalam pengubahan zat-zat organik

menjadi hasil-hasil oksidasi. Enzim katalase menguraikan hidrogen peroksida menjadi air

dan hidrogen.

2. Transferase

Enzim transferase mentransfer gugusan kimia fungsional (fosfat, amino, metil, dsb) dari

suatu substrat ke substrat lain. Reaksi pemindahan ini tidak menghasilkan energi, tetapi

mengubah substrat menjadi senyawa yang dapat dioksidasi atau menjadi senyawa yang

dapat digunakan untuk sintesis material sel. Salah satu enzim yang termasuk

dalamtransferase yakni enzim transaminase, yang berperan memindahkan gugusan amina

dari suatu asam amino ke suatu asam organik sehingga hasil terakhir berubah menjadi

suatu asam amino.

3. Hidrolase

Enzim hidrolase merupakan sekumpulan enzim yang menguraikan suatu zat dengan

pertolongan air, disebut hidrolase karena enzim ini menghidrolisis molekul-molekul besar

menjadi komponen-komponen kecil yang dapat digunakan.

Berdasarkan substrat yang diuraikan, enzim hidrolase dibagi atas kelompok kecil yakni

enzim karbohidrase, esterase dan proteinase.

a) Karbohidrase

yakin enzim-enzim yang menguraikan golongan karbohidrat. Misalnya:

Amilase, yakni enzim yang menguraikan amilum (suatu polisakarida) menjadi

maltosa (disakarida)

b) Esterase

yakni enzim-enzim yang memecah golongan ester. Misalnya:Lipase, yaitu

enzim yang menguraikan lemak menjadi gliserol dan asam lemak. Fosfatase,

yaitu enzim-enzim yang menguraikan suatu ester hingga terlepas asam fosfat.

c) Proteinase

yakni enzim-enzim yang menguraikan golongan protein.

Misalnya: Peptidase, yaitu enzim yang menguraikan peptida menjadi asam

amino.Gelatinase, yakni enzim yang menguraikan gelatin. Renin, yaitu enzim

yang menguraikan kasein dari susu.

4. Liase

Mengkatalisis reaksi penambahan gugusan ikatan ganda pada molekul dan membuang

gugusan non-hidrolitik dengan meninggalkan ikatan ganda.

5. Isomerase

Enzim Isomerase berperan dalam reaksi isomerasi (pengubahan suatu senyawa menjadi

isomernya, misalnya senyawa yang memiliki atom-atom yang sama tetapi berbeda

struktur molekulnya).

6. Ligase

Enzim ligase berperan dalam reaksi penggabungan dua molekul menjadi satu molekul

atau pembentukan ikatan disertai pemecahan atau penambahan ATP (adenin triphosphat).

PENGENDALIAN ENZIM

Enzim bekerja secara serentak dan terkoordinasi sehingga semua kegiatan kimiawi dalam sel

menjadi saling terpadu. Salah satu akibatnya yang jelas adalah sel hidup membutuhkan dan

menguraikan bahan-bahan yang dibutuhkan bagi metabolisme dan pertumbuhan normal. Hal ini

mengisyaratkan adanya mekanisme pengendalian metabolisme selular yang tepat yang pada

akhirnya menyangkut pengendalian kegiatan enzim. Aktivitas enzim dapat diatur melalui 2 cara,

yaitu pengendalian katalis secara langsung dan pengendalian genetik.

Pengendalian langsung mekanisme katalitik itu terjadi dengan mengubah konsentrasi substrat

atau reaktan. Artinya, jika konsentrasi substrat bertambah, maka laju reaksi meningkat sampai

tercapai suatu nilai pembatas dan jika produk menumpuk maka laju reaksi menurun.

Pangendalian langsung melalui penggandengan dengan proses-proses lain, maksudnya adalah

pengaturan oleh ligan (molekul yang dapat terikat pada enzim) yang tidak ikut berperan dalam

proses katalitik itu sendiri. Ada berbagai macam pengendalian seperti itu, diantaranya:

1. Hambatan arus balik, ligan pengaturnya adalah produk akhir suatu lintasan metabolik yang

dapat menghentikan sintesisnya sendiri dengan cara menghambat aktivitas salah satu enzim pada

awal lintasan biosintetiknya.

2. Aktivasi prekursor, ligan pengaturnya merupakan prekursor pertama suatu lintasan.

3. Pengendalian yang berkaitan dengan energi, ligan pengaturnya adalah reaksi-reaksi yang

berkaitan dengan energi .

4. Sifat-sifat pengikatan enzim pengatur, tidak semua enzim merupakan enzim pengatur yang

aktivitasnya dapat dikendalikan secara langsung. Enzim tersebut dapat dipengaruhi oleh

metabolit pengatur. Enzim pengatur disebut enzim alosterik. Enzim yang berperan pada waktu

sel beradaptasi pada lingkungan yang berubah dalah induksi dan represi enzim.

Pengendalian genetis memiliki dua proses, yaitu induksi dan represi enzim. Untuk terjadinya

sintesis enzim dibutuhkan suatu induser, yaitu substansi berberat molekul rendah dan bisa berupa

substrat atau senyawa dari reaksi yang dikatalis oleh enzim yang bersangkuatan, prosesnya

disebut induksi.Bila substansi berberat molekul rendah baik produk ataupun senyawa yang

sekerabat bagi reaksi yang bersangkutan, berlaku sebagai korepressor dengan cara mencegah

sintesis enzim tersebut, disebut represi.