pustaka_unpad_enzim (1).doc

8/12/2019 pustaka_unpad_enzim (1).doc

1/12

KARYA ILMIAH

ENZIM

Oleh:

Sri Agung Fitri Kusuma, M.Si., Apt

NI!ERSI"AS #A$%A$%ARAN

FAKL"AS FARMASI

4


2/12

A#RIL &'('

(.Stru)tur En*im

Enzim merupakan biokatalisator/katalisator organik yang diproduksi oleh

makhluk hidup untuk mengkatalisis dan mengendalikan reaksi kimia yang penting

dalam tubuh makhluk hidup tersebut. Berbeda dengan katalisator biasa, enzim

mempunyai spesifisitas katalitik yang tinggi yang ditentukan oleh gugus fungsi

pada situs aktifnya. Enzim hanya mengkatalisis reaksi secara termodinamika,

yaitu berdasarkan pelepasan energi bebas. Katalisator ini terlibat dalam reaksi,

tetapi kemudian kembali ke struktur asalnya (Treor, !"#$%.

Enzim terdiri dari bagian protein dan bagian non protein. Bagian protein

enzim yang disebut apoenzimsangat menentukan fungsi biokatalisator dari enzim.

Bagian ini akan rusak pada suhu terlampau panas atau bersifat termolabil. Bagian

non protein dari enzim disebut kofaktor atau gugus prostetik, yang dapat berupa

senya&a organik (koenzim% atau senya&a non organik, seperti ion'ion logam.

ugus prostetik ini berukuran kecil, tahan panas (termostabil%, dan diperlukan

enzim untuk aktiitas katalitiknya. abungan kedua bagian ini membentuk

haloenzim, yaitu bentuk enzim yang sempurna dan aktif (Bergmeyer, !"#4%.

& Si+at Si+at En*im

Beberapa sifat umum yang dimiliki oleh enzim ()ra&eda, *+++% yaitu

!. Enzim merupakan biokatalisator yang dalam konsentrasi kecil dapat

memacu la-u reaksi, tanpa merubah keseimbangan reaksi.

*. Enzim bersifat termolabil, hidrofil dan memiliki permukaan yang lebar.

. eaksi yang dikatalisis enzim dapat berlangsung sangat cepat. 0etiap

molekul enzim dapat digunakan berulang'ulang.


3/12

4. Enzim dapat beker-a di dalam sel (endoenzim% dan di luar sel (ektoenzim%.

$. 1mumnya enzim beker-a mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada

enzim yang mengkatalisis reaksi dua arah, seperti enzim lipase yang

mengkatalisis pembentukan dan penguraian lemak.

2. Enzim beker-a secara spesifik, karena sisi aktifnya

(permukaan tempat melekatnya substrat% hanya cocok dengan permukaan

substrat tertentu.

3. Enzim sangat peka terhadap faktor'faktor yang menyebabkan denaturasi

protein , sepertisuhu dan p .

#. Enzim dapat bereaksi dengan senya&a asam maupun basa, kation maupun

anion.

". 1mumnya enzim tidak dapat beker-a tanpa adanya kofaktor. 5ktiitas

katalitik enzim -uga dipengaruhi oleh zat yang berfungsi sebagai aktiator

dan inhibitor.

- Kara)terisasi En*im

)erubahan suhu dan p berpengaruh besar terhadap ker-a enzim. 5ktiitas

enzim -uga dipengaruhi oleh konsentrasi enzim dan konsentrasi substrat. )engaruh

aktiator, inhibitor dan kofaktor dalam beberapa keadaan -uga merupakan faktor'

faktor yang mempengaruhi aktiitas enzim (6ndah, *++4%.

!. Efek suhu terhadap aktiitas enzim

5ktiitas enzim akan bertambah dengan naiknya suhu sampai tercapainya

aktiitas optimum. Kenaikan suhu lebih lan-ut akan mengakibatkan


4/12

menurunnya aktiitas enzim dan pada akhirnya merusak enzim ()elczar,

!"#2%.

*. Efek p terhadap aktiitas enzim

)erubahan p akan mempengaruhi kecepatan reaksi enzim, karena

berubahnya dera-at ionisasi gugus asam dan basa dari enzim. 1ntuk

kebanyakan enzim, terdapat rentang p optimum dimana aktiitas enzim

berlangsung secara optimum dan mempunyai stabilitas yang tinggi.

0ebagian besar enzim mempunyai p optimum yang mendekati netral,

sebagian kecil lainnya mempunyai p optimum yang sangat rendah

(sekitar *,+% atau sangat tinggi (sekitar ",+% (7ulinah dkk, !""+%.

. Efek konsentrasi enzim terhadap aktiitas enzim

)ada enzim'enzim dengan dera-at kemurniannya tinggi, terdapat suatu

hubungan linear antara -umlah enzim dan taraf aktiitas pada batas'batas

tertentu. Konsentrasi enzim pada umumnya sangat kecil, bila dibandingkan

dengan konsentrasi substrat. 0aat konsentrasi enzim meningkat, maka

aktiitas enzim -uga bertambah ()elczar, !"#2%.

4. Efek konsentrasi substrat terhadap aktiitas enzim

Kecepatan reaksi yang dikatalisis oleh enzim sangat dipengaruhi oleh

konsentrasi substrat. )ada konsentrasi substrat yang sangat rendah,

kecepatan reaksi yang dikatalisis enzim -uga sangat rendah. 0ebaliknya,

kecepatan reaksi akan meningkat dengan meningkatnya konsentrasi

substrat sampai tercapai titik tertentu, yaitu titik batas kecepatan reaksi

maksimum. 0etelah titik batas, enzim men-adi -enuh oleh substratnya,


5/12

sehingga tidak dapat berfungsi lebih cepat. )embatas kecepatan enzimatis

ini adalah kecepatan penguraian kompleks enzim'substrat men-adi produk

dan enzim bebas (8ehningher, !""$%

$. Efek aktiator, inhibitor dan kofaktor terhadap aktiitas enzim

5ktifitas katalitik enzim dapat dipengaruhi oleh aktiator (bahan'bahan

yang meningkatkan aktiitas enzim% dan inhibitor (bahan'bahan yang

menurunkan aktiitas enzim%. Berdasarkan kinetikanya, inhibitor dapat

dibedakan men-adi inhibitor ireersibel dan reersibel ()almer, !""$%.

5ktiitas enzim -uga dipengaruhi oleh kofaktor, yaitu komponen non

protein dari enzim yang menentukan aktiitas katalitiknya. Kofaktor ini

dapat berupa senya&a organik yang disebut koenzim atau senya&a non

organik seperti ion logam 9e*:, ;n*:, a:, K:, b:, =s:, ;g*:, i*:, dan 5l: ()almer, !""$%.

#engg/l/ngan En*im

Kebanyakan enzim diberi nama dengan menambahkan akhiran -ase-pada

nama substratnya, seperti urease yang mengkatalisis hidrolisis urea. Tetapi

beberapa enzim yang dinamakan tanpa menerangkan substratnya, seperti tripsin.

(8ehningher, !""$%.


6/12

Berdasarkan sistem penamaan enzim internasional dari 61B (6nternational

1nion of Biochemistry%, enzim dapat digolongkan dalam enam golongan

berdasarkan reaksi yang dikatalisisnya (8ehningher, !""$%, yaitu

!. ?ksidoreduktase

?ksidoreduktase (dehidrogenase atau oksidase% mengkatalisis reaksi

oksidasi reduksi, seperti glukosa oksidase, alkohol dehidrogenase dan

piruat hidrogenase.

*. Transferase

Transferase mengkatalisis pemindahan suatu gugus tertentu, seperti

transmetilase, transaldolase, dan transketolase.

. idrolase

idrolase berperan dalam reaksi hidrolisis, seperti protease, amilase,

selulase, pektinase, dan maltase.

4. 8iase

8iase mengkatalisis penghilangan gugus tertentu dari substrat dengan atau

tanpa melalui proses hidrolisis atau melalui pemutusan ikatan rangkap.

=ontoh piruat dekarboksilase.

$. 6somerase

6somerase adalah semua enzim yang mengkatalisis reaksi isomerisasi,

seperti alanin rasemase.

2. 8igase


7/12

8igase berperan dalam reaksi pembentukan ikatan kimia, termasuk

diantaranya enzim'enzim yang mengkatalisis pembentukan ikatan ='?, ='

0, ='>, dan ='=. =ontoh tiokinase.

0. En*im #r/tease

Enzim protease merupakan biokatalisator untuk reaksi pemecahan protein

men-adi oligopeptida atau asam'asam amino. Enzim'enzim ini beker-a

mengkatalisis reaksi hidrolisis, yaitu reaksi yang melibatkan air pada ikatan

spesifik dengan substrat, sehingga -uga dapat digolongkan sebagai enzim

hidrolase. )rotease dinamakan -uga peptidase, karena memecah ikatan peptida

pada rantai polipeptida (9uadi, *++3%.

5da dua macam peptidase, yaitu endopeptidase dan eksopeptidase.

Endopeptidase adalah enzim yang mengkatalisis pemecahan ikatan peptida pada

bagian dalam rantai polipeptida. Eksopeptidase adalah enzim yang mengkatalisis

pemecahan ikatan peptida pada u-ung rantai polipeptida (@irahadikusumah,

!"#"%.

)rotease dapat dihasilkan secara ekstraseluler (protease disekresikan ke

luar sel atau ke lingkungannya% dan secara intraseluler (protease berada dalam

sel%. )ada protease ekstraseluler, enzim beker-a di luar sel mikroorganisme tanpa

perlindungan membran dan dinding sel, sehingga harus memiliki kestabilan yang

tinggi terhadap berbagai pengaruh kimia dan fisika. Karakteristik ini

menyebabkan protease ekstraseluler dapat digunakan dalam berbagai proses

industri (Aoi and ;cloughlin, !""*%.


8/12

0.( #engg/l/ngan #r/tease

Berdasarkan -enis residu asam amino dalam sisi aktifnya, protease dapat

dibedakan men-adi empat golongan, yaitu protease serin, protease tiol, protease

logam, dan protease karboksil (=reighton, !""%.

)rotease serin adalah protease yang memiliki sisi aktif pada residu serin

dan umumnya merupakan endopeptidase. 5ktiitas optimum enzim berlangsung

pada p 3,#. )rotease tiol merupakan kelompok protease yang mempunyai residu

sistein pada sisi katalitiknya dan merupakan endopeptidase (=reighton, !""%.

)rotease logam (metaloenzim% merupakan protease yang memiliki ion logam pada

sisi katalitiknya. )rotease ini umumnya merupakan eksopeptidase yang bersifat

netral (ao et al., !""#%. )rotease karboksil disebut -uga protease asam, karena

mempunyai dua residu aspartat pada sisi katalitiknya. )rotease karboksil

merupakan endopeptidase dengan umumnya p optimum *,+'$,+ (=reighton,

!""%.

0.- Kegunaan En*im #r/tease

)rotease merupakan enzim yang memiliki nilai ekonomi tinggi, karena

aplikasinya sangat luas. Enzim protease banyak digunakan di dalam industri

pangan maupun non pangan (;oon and )arulekar, !""%.

Aalam industri pangan, protease digunakan pada pembuatan roti, biskuit,

ke-u, bir dan alkohol. )enambahan protease pada adonan roti dimaksudkan untuk

mengubah elastisitas serta tekstur dari gluten, sehingga olume roti dapat

ditingkatkan. 0elain itu, &aktu pembuatan roti dapat direduksi sekitar +.


9/12

Aalam pembuatan biskuit, protease digunakan untuk menghasilkan adonan

dengan ekstensibilitas dan kekuatan yang seimbang, sehingga adonan dapat

dibentangkan dengan tipis. Aalam industri bir, protease berfungsi sebagai

pen-ernih. )ada industri alkohol, enzim ini digunakan untuk menghidrolisis

protein yang menyelubungi pati, sehingga mudah dipecah men-adi alkohol oleh

khamir. Aalam industri pangan lainnya, protease digunakan untuk pengempukkan

daging, pembuatan kecap dari kedelai, dan menghidrolisis protein pada ikan untuk

menghasilkan minyak ikan (0uhartono, !"#"%.

Aalam industri non pangan, protease banyak digunakan pada industri kulit

(pembersih bulu%, tekstil, bahan tambahan pada deter-en (pembersih protein pada

lensa kontak, penghilang noda pakaian% dan pasta gigi. Aalam industri film dan

fotografi, protease digunakan untuk memperoleh kembali komponen perak

(0uhartono, !"#"%. Aalam bidang farmasi, protease digunakan untuk membantu

penyerapan protein dalam saluran pencernaan, pengobatan luka bakar serta

sebagai bahan aktif dalam sediaan kosmetik (@itarto, *++2%.

0. #enghasil En*im #r/tease

Enzim protease dapat dihasilkan dari berbagai sumber, yaitu bakteri,

-amur, irus, tumbuhan, he&an dan manusia. )rotease yang dihasilkan dari

berbagai bakteri kebanyakan bersifat basa dan netral, sedangkan protease yang

dihasilkan oleh berbagai -amur dapat bersifat asam, netral, dan basa. Aari

beberapa -enis irus penyebab penyakit, seperti irus penyebab kanker dan 56A0,

dihasilkan enzim protease yang terlibat dalam pembentukan protein irus. Cenis'


10/12

-enis protease yang dihasilkan irus adalah protease serin, tiol dan karboksil (ao

et al., !""#%.

Enzim protease yang dihasilkan dari tanaman diantaranya adalah papain

dan bromelain. )apain merupakan enzim protease yang dihasilkan oleh buah

pepaya. Enzim ini aktif pada p $,+'",+ dalam suhu #+'"++=. Bromelain

merupakan enzim protease yang berasal dari batang, akar, dan buah nanas.

Bromelain merupakan -enis protease tiol yang stabil sampai suhu 3++= (ao et al.,

!""#%.

Enzim protease yang dihasilkan oleh he&an dan manusia adalah tripsin,

pepsin, dan kimotripsin. Tripsin merupakan protease serin yang berperan sebagai

enzim pencernaan di usus halus. )epsin merupakan protease karboksil yang

terdapat dalam lambung hampir seluruh ertebrata. Kimotripsin banyak

ditemukan dalam ekstrak pankreas he&an (ao et al., !""#%.

0alah satu sumber penghasil enzim protease yang banyak diteliti adalah

bakteri. )emilihan bakteri sebagai sumber enzim protease disebabkan beberapa

alasan, antara lain bakteri lebih mudah tumbuh dengan kecepatan yang lebih cepat

dibandingkan makhluk hidup lainnya, skala produksi enzim mudah ditingkatkan,

biaya produksi enzim relatif rendah, kondisi produksi tidak tergantung pada

musim dan &aktu proses produksi enzim lebih pendek ()oernomo, *++4%.

1ntuk memproduksi enzim protease dari bakteri secara optimum,

diperlukan proses pencarian, identifikasi dan isolasi galur unggul, yaitu galur yang

menghasilkan enzim protease dalam -umlah dan aktiitas yang lebih tinggi. 0elain

itu, kondisi produksi -uga perlu dikontrol dengan mengoptimasi berbagai faktor


11/12

yang mempengaruhi la-u pertumbuhan dan la-u produksi enzim, seperti suhu, p,

komposisi medium (penambahan surfaktan dan logam%, dan kondisi aerasi

(transfer oksigen% ()almer, !""$%.

1ntuk mengu-i suatu biakan bakteri menghasilkan enzim protease

ekstraseluler, maka bakteri tersebut harus ditumbuhkan pada medium padat yang

mengandung kasein. Bakteri penghasil enzim protease ekstraseluler akan

membentuk zona penguraian kasein (zona bening% di sekitar koloninya. Besar'

kecil diameter zona menun-ukkan konsentrasi dan aktiitas enzim yang dihasilkan

()almer, !""$%. Bakteri penghasil enzim protease ekstraseluler disebut -uga

sebagai bakteri proteolitik.

0.0 1a)teri #r/te/liti)

Aekomposisi protein oleh bakteri lebih kompleks dibandingkan

pemecahan karbohidrat. )roduk akhir dari dekomposisi protein pun lebih

berariasi, karena struktur protein bakteri yang kompleks. Bakteri memecah

protein men-adi senya&a'senya&a yang lebih sederhana melalui suatu sistem

enzim protease yang kompleks. 0enya&a'senya&a antara dan produk akhir dari

hasil pemecahan sangat berariasi (5brahamet al.

, !""%.

0emua bakteri menghasilkan enzim protease di dalam sel, tetapi tidak

semua bakteri mengekskresikan enzim ini ke luar sel. Bakteri proteolitik adalah

bakteri yang memproduksi enzim protease ekstraseluler, yaitu enzim pemecah

proteinyang diproduksi di dalam sel, lalu diekskresikan keluar sel (5braham et

al., !""%.
http://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Enzimhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Protease&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ekstraseluler&action=edithttp://id.wikipedia.org/wiki/Proteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Selhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Enzimhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Protease&action=edithttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ekstraseluler&action=edithttp://id.wikipedia.org/wiki/Proteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sel


12/12

Bakteri proteolitik dapat digolongkan men-adi beberapa kelompok, yaitu

(5braham et al., !""%

!. Bakteri aerobik atau anaerobik fakultatif yang tidak membentuk spora,

misalnyaPseudomonasdanProteus.

*. Bakteri aerobik atau anaerobik fakultatif yang membentuk spora, misalnya

Bacillus.

. Bakteri anaerobik pembentuk spora, misalnya sebagian spesies Clostridium.

pustaka_unpad_enzim (1).doc

Documents