ENZIM secara umum - Blog UB

MAKALAH
BIOKIMIA TANAMAN
“ENZIM SECARA UMUM”
Oleh :
Kelompok 1 / Kelas D
1. Devi Anggraini S.
(125040200111007)
2. Desi Aulia
(125040200111009)
3. Choirun Nisa’
(125040200111015)
4. Dewi Mar’atus S.
(125040200111039)
5. Catur Wulan A.
(125040200111070)
6. Danang Arinofa
(125040200111
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2013
)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Setiap makhluk hidup di bumi pasti tersusun atas sel-sel yang berperan aktif dalam
proses metabolisme. Dalam proses metabolisme ini tentunya membutuhkan zat-zat seperti
protein, karbohidrat, vitamin, dan bahan lainnya untuk membantu proses metablisme itu
sendiri. Sebagai contoh proses metabolisme saat pembentukan urea yang nyatanya
membutuhkan suhu tinggi yang tidak mungkin manusia miliki. Namun, karena adanya enzim
yang merupakan katalisator biologis menyebabkan reaksi-reaksi tersebut berjalan dalam suhu
fisiologis tubuh manusia, sebab enzim berperan dalam menurunkan energi aktivasi menjadi
lebih rendah dari yang semestinya dicapai dengan pemberian panas dari luar. Kerja enzim
dengan cara menurunkan energi aktivasi sama sekali tidak mengubah ΔG reaksi. Selain itu,
enzim menimbulkan pengaruh yang besar pada kecepatan reaksi kimia yang berlangsung
dalam organisme.
Enzim sendiri merupakan polimer biologik yang mengatalisis lebih dari satu proses
dinamik yang memungkinkan kehidupan seperti yang kita kenal sekarang. sifat-sifat
enzimpun sangat khas, salah satunya yaitu satu enzim hanya memiliki satu substrat. Selain
sifat, enzim juga memiliki klasifikasi, tata nama serta spesifikasi tersendiri. Perananan enzim
dalam tubuh manusia sangatlah besar. Untuk itu, pemahaman selengkapnya tentang enzim
akan dibahas dalam makalah ini.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan
sebagai berikut:
1. Apakah yang dimaksud dengan enzim ?
2. Apa sajakah bagian-bagian penyusun enzim ?
3. Bagaimanakah sifat-sifat enzim ?
4. Bagaimanakah cara kerja enzim ?
5. Bagaimana nomenklatur dan klasifikasi enzim ?
6. Bagaimanakah regulasi enzim ?
BAB II
PEMBAHASAN
2.1
Pengertian Enzim
Menurut Kuhne (1878), enzim berasal dari kata in + zyme (yeast) yang berarti
sesuatu didalam ragi. Enzim merupakan suatu biokatalisator organic berupa senyawa
organik yang tersusun atas protein yang menjadi katalis suatu reaksi tanpa ikut bereaksi.
Enzim bekerja secara spesifik terhadap satu reaksi metabolism. Reaksi metabolisme dalam
tubuh makhluk hidup sangat banyak, karena itu jenis-jenis enzim pun sangat banyak sebab
setiap satu enzim hanya dapat mengkatalis satu jenis reaksi saja.
Enzim sangat penting dalam kehidupan, karena semua reaksi metabolisme dikatalis
oleh enzim. Jika tidak ada enzim, atau aktivitas enzim terganggu maka reaksi metabolisme
sel akan terhambat hingga pertumbuhan sel juga terganggu.
Enzim mempunyai dua fungsi pokok sebagai berikut:
1. Mempercepat atau memperlambat reaksi kimia,
2. Mengatur sejumlah reaksi yang berbeda-beda dalam waktu yang sama.
Enzim disintesis dalam bentuk calon enzim yang tidak aktif, kemudian diaktifkan
dalam lingkungan pada kondisi yang tepat. Misalnya, tripsinogen yang disintesis dalam
pankreas, diaktifkan dengan memecah salah satu peptidanya untuk membentuk enzim tripsin
yang aktif. Bentuk enzim yang tidak aktif ini disebut zimogen.
2.2
Bagian-bagian Enzim
Enzim tersusun atas dua bagian. Apabila enzim dipisahkan satu sama lainnya
menyebabkan enzim tidak aktif. Namun keduanya dapat digabungkan menjadi satu, yang
disebut holoenzim. Kedua bagian enzim tersebut yaitu apoenzim dan koenzim.
1. Apoenzim
Apoenzim adalah bagian protein dari enzim, bersifat tidak tahan panas, dan berfungsi
menentukan kekhususan dari enzim. Contoh, dari substrat yang sama dapat menjadi
senyawa yang berlainan, tergantung dari enzimnya.
2. Koenzim
Koenzim disebut gugus prostetik apabila terikat sangat erat pada apoenzim. Akan
tetapi, koenzim tidak begitu erat dan mudah dipisahkan dari apoenzim. Koenzim
bersifat termostabil (tahan panas), mengandung ribose dan fosfat. Fungsinya
menentukan sifat dari reaksinya. Misalnya, Apabila koenzim NADP (Nicotiamida
Adenin Denukleotid Phosfat) maka reaksi yang terjadi adalah dehidrogenase. Disini
NADP berfungsi sebagai akseptor hidrogen.
Koenzim dapat bertindak sebagai penerima/akseptor hidrogen, seperti NAD atau
donor dari gugus kimia, seperti AT P (Adenosin Tri Phosfat).
Enzim memiliki sisi aktif, yaitu suatu cekukan yang bersifat 3 dimensi yang dapat
memberikan linkungan mikro yang sesuai untuk terjadinya suatu reaksi kimia. Sisi
aktif juga berfungsi sebagai katalis. Pada sisi ini, terdapat gugus prostetik yang
diduga berfungsi sebagai zat elektrofilik sehingga dapat mengkatalis reaksi yang
diinginkan. Bentuk sisi aktif sangat spesifik sehingga diperlukan enzim yang spesifik
pula. Hanya molekul dengan bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim.
Agar dapat bereaksi, enzim dan substrat harus saling komplementer. sisi aktif
merupakan substrat terikat pada sisi aktif dengan interaksi / ikatan yang lemah.
2.3
Sifat-sifat Enzim
a. Enzim hanya mengubah kecepatan reaksi, artinya enzim tidak mengubah produk
akhir yang dibentuk atau mempengaruhi keseimbangan reaksi, hanya meningkatkan
laju suatu reaksi.
b. Enzim bekerja secara spesifik, enzim hanya mempengaruhi substrat tertentu saja.
c. Enzim merupakan protein. Enzim memiliki sifat seperti protein. Antara lain bekerja
pada suhu optimum, umumnya pada suhu kamar. Enzim akan kehilangan aktivitasnya
karena pH yang terlalu asam atau basa kuat, dan pelarut organik. Selain itu, panas
yang terlalu tinggi akan membuat enzim terdenaturasi sehingga tidak dapat berfungsi
sebagai mana mestinya.
d. Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit. Sesuai dengan fungsinya sebagai katalisator,
enzim diperlukan dalam jumlah yang sedikit.
e. Enzim bekerja secara bolak-balik. Reaksi-reaksi yang dikendalikan enzim dapat
berbalik, artinya enzim tidak menentukan arah reaksi tetapi hanya mempercepat laju
reaksi sehingga tercapai keseimbangan. Enzim dapat menguraikan suatu senyawa
menjadi senyawa-senyawa lain. Atau sebaliknya, menyusun senyawa-senyawa
menjadi senyawa tertentu. Reaksinya dapat digambarkan sebagai berikut.
f. Enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja
enzim adalah suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat) serta
konsentrasi substrat.
2.4
Cara Kerja Enzim
Enzim mengkatalis reaksi dengan cara meningkatkan laju reaksi. Enzim
meningkatkan laju reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi (energi yang diperlukan
untuk reaksi). Penurunan energi aktivasi dilakukan dengan membentuk kompleks dengan
substrat. Setelah produk dihasilkan, kemudian enzim dilepaskan. Enzim bebas untuk
membentuk kompleks baru dengan substrat yang lain.
Cara kerja enzim dapat dijelaskan dengan dua teori, yaitu teori gembok dan anak kunci,
dan teori kecocokan yang terinduksi.
a. Teori gembok dan anak kunci (Lock and key theory)
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.
b. Teori kecocokan yang terinduksi (Induced fit theory)
Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang
fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi
melingkupi substrat membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari
kompleks, enzim tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Sehingga, substrat yang lain
kembali bereaksi dengan enzim tersebut.
2.5
Nomenklatur dan Klasifikasi Enzim
Fungsi klasifikasi adalah untuk menekan hubungan dan persamaan dengan cara yang
tepat dan singkat. Usaha semula untuk menciptakan suatu sistem tata nama enzim-enzim
menghasilkan susunan yang membingungkan dari nama-nama yang tidak pasti artinya dan
umumnya tidak mempunyai keterangan apa-apa seperti emulsin, peptin dan zimase. Enzim
selanjutnya diberi nama subtratnya dengan menambah akhiran “ase”. Jadi enzim-enzim yang
memecahkan pati (amilon) disebut amilase; yang memecahkan lemak (lipos), lipase; dan
yang bekerja pada protein, protease. Golongan enzim-enzim diberi nama oksidase, glikodase,
dehidrogenase, dekarboksilase, dan sebagainya.
Penggolongan klasifikasi enzim menurut sebagai berikut:
1. Hidrolase
Hidrolase merupakan enzim-enzim yang menguraikan suatu zat dengan pertolongan air.
Hidrolase dibagi atas kelompok kecil berdasarkan substratnya yaitu :
A. Karbohidrase, yaitu enzim-enzim yang menguraikan golongan karbohidrat.
Kelompok ini masih dipecah lagi menurut karbohidrat yang diuraikannya, misal :
a. Amilase, yaitu enzim yang menguraikan amilum (suatu polisakarida) menjadi
maltosa (suatu disakarida).
amilase
2 (C6H10O5)n + n H2O
amilum
n C12H22O11
maltosa
b. Maltase, yaitu enzim yang menguraikan maltosa menjadi glukosa
C12H22O11 + H20
maltase
maltosa
2 C6H12O6
glukosa
c. Sukrase, yaitu enzim yang mengubah sukrosa (gula tebu) menjadi glukosa dan
fruktosa.
d. Laktase, yaitu enzim yang mengubah laktase menjadi glukosa dan galaktosa.
e. Selulase, emzim yang menguraikan selulosa ( suatu polisakarida) menjadi
selobiosa (suatu disakarida)
f. Pektinase, yaitu enzim yang menguraikan pektin menjadi asam-pektin.
B. Esterase, yaitu enzim-enzim yang memecah golongan ester.
Contoh-contohnya :
a. Lipase, yaitu enzim yang menguraikan lemak menjadi gliserol dan asam lemak.
b. Fosfatase, yaitu enzim yang menguraikan suatu ester hingga terlepas asam fosfat.
C. Proteinase atau Protease, yaitu enzim enzim yang menguraikan golongan protein.
Contoh-contohnya:
a. Peptidase, yaitu enzim yang menguraikan peptida menjadi asam amino.
b. Gelatinase, yaitu enzim yang menguraikan gelatin.
c. Renin, yaitu enzim yang menguraikan kasein dari susu.
2. Oksidase dan reduktase , yaitu enzime yang menolong dalam proses oksidasi dan
reduksi.
Enzim Oksidase dibagi lagi menjadi;
a. Dehidrogenase : enzim ini memegang peranan penting dalam mengubah zat-zat
organik menjadi hasil-hasil oksidasi.
b. Katalase : enzim yang menguraikan hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen.
3. Desmolase , yaitu enzim-enzim yang memutuskan ikatan-ikatan C-C, C-N dan beberapa
ikatan lainnya.
Enzim Desmolase dibagi lagi menjadi :
a. Karboksilase : yaitu enzim yang mengubah asam piruyat menjadi asetaldehida.
b. Transaminase : yaitu enzim yang memindahkan gugusan amine dari suatu asam
amino ke suatu asam organik sehingga yang terakhir ini berubah menjadi suatu asam
amino.
Enzim juga dapat dibedakan menjadi eksoenzim dan endoenzim berdasarkan tempat
kerjanya, ditinjau dari sel yang membentuknya. Eksoenzim ialah enzim yang aktivitasnya
diluar sel. Endoenzim ialah enzim yang aktivitasnya didalam sel.
2.6
Regulasi Enzim
Regulasi adalah aturan sistem yang ada di dalam tubuh makhluk hidup untuk dapat
hidup seimbang, mempertahankan keadaan teratur, konservasi energi, dan sebagai respon
terhadap perubahan lingkungan. Enzim bekerja dengan regulasi tertentu.
Regulasi enzim terdapat dalam 2 bentuk, yaitu regulasi non-kovalen (noncovalent bonding)
dan regulasi modifikasi kovalen (covalent modification). Regulasi non-kovalen adalah
terikatnya efektor oleh (biasanya) produk pada daerah alosterik (allosteric effector) secara
nonkovalen. Regulasi modifikasi kovalen adalah menempelnya gugus kimia (misalnya fosfat
atau nukleotida) pada enzim. Regulasi enzim pada metabolisme tersebut sangat kompleks.
oleh karena itu, regulasi enzim dapat dicapai dengan mengubah konsentrasi dan aktifitas
enzimatik melalui :
1.
Kontrol genetika
Pada proses kontrol genetika, terdapat beberapa proses, yaitu Represi dan induksi enzim.
Represi enzim merupakan salah satu bentuk dari kontrol negatif pada transkripsi bakteri.
Proses tersebut, begitu pun dengan induksi enzim, disebut sebagai kontrol negatif karena
protein regulatornya akan menyebabkan inhibisi atau penghambatan dari sintesis mRNA
sehingga akan menyebabkan penurunan proses sintesis enzim-enzim.
Sekalipun inhibisi balik akan menghentikan sintesis dari produk akhir dari suatu pathway,
proses ini masih memungkinkan terbuangnya energi dan karbon karena pembentukkan enzim
yang tidak diperlukan (karena sudah diinhibisi) masih dilanjutkan. Proses represi enzim
bertujuan untuk mencegah sintesis enzim yang turut terlibat dalam pembentukan suatu
produk akhir. Pada kasus biosintesis triptofan (gambar 3), produk akhir dari pathway,
triptofan, berperan sebagai sebuah molekul efektor yang dapat menghentikan sintesis dari
Enzim a, b, c, d, dan e yang turut terlibat pada biosintesis triptofan. Dengan demikian maka
akan menghemat banyak molekul ATP yang seharusnya dikeluarkan selama proses sintesis
protein, dan menjaga prekusor asam amino untuk sintesis protein lain. Proses ini berlangsung
lambat dibandingkan dengan inhibisi balik (yang bekerja sesegera mungkin) karena enzimenzim yang sudah ada harus dikurangi jumlahnya sebagai hasil dari pembelahan sel sebelum
efeknya benar-benar terlihat.
2.
Modifikasi Kovalen
Meskipun sebagian besar enzim diregulasi secara non-kovalen, tetapi terdapat beberapa
enzim atau protein yang diregulasi secara modifikasi kovalen. Modifikasi kovalen pada
enzim atau protein biasanya dilakukan oleh gugus asetil, fosfat, metil, adenil, dan uridil.
Modifikasi kovalen biasanya merupakan perlekatan dapat pulih (tidak permanen).
Enzim
Modifikasi
Glutamin sintetase E. coli
Adenilisasi
Isositrat liase E. coli
Fosforilasi
Isositrat dehidrogenase E. coli
Fosforilasi
Histidin protein kinase sebagian besar
Fosforilasi
bakteri
Protein regulator fosforilasi sebagian
besar bakteri
Fosforilasi
Sitrat liase pada Rhodopseudomonas
Asetilasi
Protein kemotaksis E. coli
Metilasi
Tabel 2.1 Enzim yang diregulasi secara modifikasi kovalen
3.
Enzim Allosterik
Enzim allosterik merupakan enzim regulator yang memiliki dua sisi katalik. Salah
satu sisi ikatannya untuk substrat dan yang satunya sisi regulator yang berfungsi untuk
memodulasi aktivitas enzim. Sisi allosterik memiliki ikatan nonkovalen pada dan
interaksinya bersifat reversible. Sisi allosterik ini akan mengikat senyawa pengatur yang
disebut efektor atau modulator. Enzim allosterik ini dapat dipacu atau dihambat oleh
modulatornya. Sebagai contoh mekanisme penghambatan balik pada pengubahan L-treonin
menjadi L-isoleusin yang menggunakan lima macam enzim. Enzim yang pertama adalah
dehidratase treonin (E1) akan dihambat oleh L-isoleusin yang merupakan produk akhir dari
reaksi multienzim tersebut.
Gambar 3.1 Aktivasi Allosterik
Berdasarkan modulasinya, enzim allosterik dibedakan menjadi dua kelompok yakni enzim
allosterik homotropik dan enzim allosterik heterotropik. Pada enzim allosterik homotropik
substrat berperan sebagai modulator. Hal ini dikarenakan subtrat identik dengan modulator.
Sementara pada enzim allosterik heterotropik, modulasinya tidak dipengaruhi oleh
substratnya sendiri.
4.
Kompartementasi
Gambar 4.1 Kompartmentasi dari biosintesis NAD(P) dan Mayor NAD(P) pada sel
eukaryotik
Kompartementasi enzim akan meningkatkan efisiensi banyak proses yang berlangsung
didalam sel, karena:
1)
Reaktan tersedia pada tempat dimana enzim tersedia
2)
Senyawa yang akan dikonversi dikirim kearah enzim yang akan berperan untuk
menghasilkan produk sesuai yang dikehendaki dan tidak disimpangkan pada lintasan yang
lain.
Hasil suatu tahap reaksi akan dibebaskan pada tempat dimana hasil ini dapat segera
dikonservasi oleh enzim berikutnya. Proses ini berlangsung terus – menerus sampai
dihasilkan produk akhirnya.
BAB III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Dari pembahasan yang dipaparkan diatas dapat disimpulkan bahwa enzim adalah
senyawa organik yang tersusun atas protein yang menjadi katalis suatu reaksi tanpa ikut
bereaksi. Enzim berperan dalam proses metabolisme di tubuh manusia, karena enzim
berperan sebagai biokatalisator yang berfungsi mempercepat dan memperlambat reaksi kimia
yang ada di tubuh manusia. Cara kerja enzim ada dua yaitu lock and key dan induced fit.
Enzim bekerja dengan mekanisme menurunkan energi aktivasi. Berdasarkan klasifikasi dan
tata namanya enzim dibagi menjadi beberapa kelas menurut reaksi katalis. Selain itu, enzim
jg mempunyai spesifikasi yang khas yaitu umumnya satu enzim hanya memiliki satu substrat.
DAFTAR PUSTAKA
Barman. t. 1969. Enzyme Handbook, vol. 1 Springer-Verlag, New York.
Kid,
2011.
Regulasi
Allosterik
pada
Enzim.[Online].
http://kid.blogspot.com/2011/12/regulasi-alosterik-pada-enzim.html
Tesedia:
Lehninger, Albert L.1982. Dasar-Dasar Biokimia. Erlangga: Jakarta
Mardjono, Mahar. 2007. Farmakologi dan Terapi, Jakarta; Universitas Indonesia Press.
Timotius, K.H, 1982, Mikrobiologi Dasar; Salatiga, Universitas Kristen Satya Wacana
Sumber internet :
http://kamusq.blogspot.com/2012/04/enzyme-fungsi-enzim-dan-jenis-jenis.html
http://id.shvoong.com/exact-sciences/2001126-pengertian-dan-sifat-enzim/#ixzz2NlSQpOIs
http://id.shvoong.com/exact-sciences/2001126-pengertian-dan-sifat-enzim/
http://matahati99.blogspot.com/2012/01/sifat-sifat-enzim.html#.UUU48vKQw6Y
http://febrianandy5.blogspot.com/2012/10/makalah-biokimia-ii-klasifikasi-enzim.html