Peran Enzim dalam Proses Metabolisme
Setiap makhluk (manusia, hewan, dan tumbuhan) senantiasa membutuhkan zat-zat yang diambil dari lingkungan, dan akan mengalami serangkaian reaksi kimia yang disebut dengan metabolisme. Seperti misalnya, setiap hari kalian makan nasi.
Apakah nanti juga akan keluar berwujud nasi? Nasi yang kalian makan setiap hari tersebut akan diproses dalam tubuh untuk dijadikan energi untuk aktivitas kalian.
Semua makanan yang kalian konsumsi semua akan dimetabolisme oleh tubuh sebagai sumber energi. Bagaimana proses metabolisme tersebut?
Untuk mendalami proses metabolisme tersebut pelajarilah bab berikut!
Metabolisme merupakan pertukaran zat pada organisme yang meliputi proses fisika dan kimia, pembentukan, dan penguraian zat di dalam badan yang memungkinkan berlangsungnya hidup.
Proses metabolisme ada 2, yaitu
CO + H O + Energi
Katabolisme adalah penguraian molekul-molekul kompleks menjadi molekul-molekul sederhana, contoh respirasi.
Makanan yang dikonsumsi oleh organisme akan mengalami proses metabolisme. Ketersediaan makanan hanya cukup untuk memenuhi kebutuhan energi. Jika jumlah makanan melebihi kebutuhan, maka kelebihannya akan disimpan di dalam jaringan terutama dalam bentuk lemak dan glikogen (gula otot). Apabila tubuh tidak mendapatkan energi yang cukup, maka simpanan lemak dan glikogen akan dipecah kembali menjadi energi.
Jika seseorang menginginkan sejumlah telur dan orang lainnya memerlukan kubis, mereka dapat tukar menukar barang-barang itu.
Namun, hal ini tidak selalu menyenangkan, kadang- kadang hanya satu yang mempunyai sesuatu yang diperlukan oleh orang lain. Dengan ditemukannya uang, barang dan jasa dapat diubah menjadi uang yang dapat dibelanjakan nanti. ATP dibentuk kalau suatu reaksi katabolisme menghasilkan banyak energi. Kemudian seperti uang, energi ini dapat dipergunakan nanti dalam reaksi lain yang memerlukan energi.
Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi yang mempunyai ikatan labil, artinya mudah melepaskan gugus fosfatnya saat mengalami hidrolisis, sehingga dari keadaan mengikat gugus 3 fosfat akan dirombak menjadi ADP (Adenosin Diphospat) danAMP (Adenosin Monophospat). ATP digunakan untuk:
1. Proses fotosintesis: dan mereduksi CO2 menjadi karbohidrat pada reaksi gelap.
2. Proses respirasi: glikolisis.
Kehidupan tidak mungkin ada tanpa enzim. Enzim merupakan unsur yang mempercepat perubahan kimiawi yang diperlukan oleh kehidupan. Tanpa enzim perubahan-perubahan tersebut akan sangat lamban, atau tidak akan terjadi sama sekali, dan kehidupan akan berhenti.
Setiap enzim merupakan protein khusus yang disesuaikan dengan proses kimiawi tertentu. Enzim pencernaan mengubah makanan menjadi cairan yang dapat mengalir ke darah dan ke seluruh tubuh. Enzim yang lain mengubah makanan yang sudah dicerna sehingga mengeluarkan energi, sedangkan enzim-enzim yang lain menggunakan energi untuk membuat makanan di dalam zat-zat tubuh.
a. Merupakan protein.
b. Merupakan biokatalisator.
c. Mempercepat reaksi kimia dengan jalan menurunkan energi aktivasi, yaitu energi awal yang diperlukan untuk memulai reaksi kimia.
d. Enzim bekerja spesifik, artinya untuk mengubah atau mereaksikan suatu zat tertentu memerlukan zat tertentu pula.
e. Bekerja sangat cepat.
f. Tidak ikut bereaksi (tidak mengalami perubahan).
g. Tidak mengubah keseimbangan reaksi.
h. Memiliki sisi aktif atau sisi katalitik, yaitu bagian enzim tempat substrat berkombinasi
i. Substrat asing yang berfungsi menghambat reaksi disebut inhibitor dan yang berfungsi mempercepat reaksi disebut aktivator.
a. Enzim protein sederhana terdiri atas protein.
b. Enzim konjugasi, terdiri atas protein dan nonprotein.
Enzim konjugasi disebut juga holoenzim. Holoenzim terdiri atas:
a. Apoenzim (protein), yaitu bagian yang relatif tidak tahan panas (termolabil) atau mudah berubah serta bersifat nonaktif.
b. Prostetik atau kofaktor (nonprotein), yaitu bagian yang relatif tahan panas (100oC) sampai beberapa lama (termostabil). Terdiri atas ion organik seperti Zn, Fe, Mn, Mg, Na, Ca, CO2, K, NAD, NADP, koenzim A dan senyawa organik seperti tiamin, riboflavin, piridoksin, niasin dan biotin.
Golongan prostetik yang terdiri atas senyawa-senyawa organik dinamakan koenzim (merupakan bagian yang bersifat aktif).
Dikemukakan oleh Emil Fischer, cara kerja enzim seperti kunci dengan anak kunci.
1) Antara enzim dan substrat terjadi persatuan yang kaku seperti kunci dan anak kunci.
2) Enzim memiliki suatu tempat untuk bergabung dengan substrat yang disebut active site (lokasi aktif) yang merupakan tempat perlekatan molekul substrat.
3) Pada tempat perlekatan tersebut mempunyai konfigurasi tertentu dan hanya substrat khusus yang cocok untuk dapat bergabung.
4) Selama reaksi berjalan, enzim dan substrat berkombinasi sementara membentuk kompleks enzim substrat.
5) Hubungan di antara enzim dan substrat berkombinasi merupakan hubungan yang lemah, sehingga mudah berpisah lagi.
6) Setelah reaksi, hasil-hasil reaksi tidak lagi bersatu dengan sisi aktif atau sisi katalitik.
b.Hipotesis Koshland
Menurut Koshland, enzim dan sisi aktifnya merupakan struktur yang secara fisik lebih fleksibel dan terjadi interaksi dinamis antara enzim dengan substrat.
Jika substrat berkombinasi dengan enzim akan terjadi perubahan konfigurasi sisi aktif enzim, sehingga fungsi enzim berlangsung efektif.
a. Suhu
0o C = tidak beraktivitas
38o C - 40o C = aktivitas enzim meningkat di atas 40o C = aktivitas enzim menurun
60o C = aktivitas enzim akan terhenti
b. Air
c. pH
pH tergantung pada lokasi enzim yang bersangkutan.
d. Konsentrasi enzim
Kecepatan proses pembentukan atau penguraian molekul substrat mengikuti konsentrasi enzim.
e. Inhibitor
Inhibitor dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor non-kompetitif. Inhibitor kompetitif menghambat kerja enzim dengan cara menempati sisi aktif enzim sehingga substrat tidak dapat berikatan dengan enzim.
Inhibitor ini dapat dihilangkan dengan penambahan konsentrasi substrat.Adapun inhibitor non-kompetitif bekerja dengan cara menempati bagian lain dari permukaan enzim sehingga dapat mengubah sisi aktifnya. Inhibitor ini dapat dihilangkan dengan penambahan konsentrasi substrat.
b. Dehidrasi, yaitu reaksi pelepasan molekul uap air (H2O).
c. Oksidasi, yaitu reaksi pelepasan molekul hidrogen, elektron, atau
penambahan oksigen.
d. Hidrolisis, yaitu reaksi penambahan H2O pada suatu molekul dan diikuti pemecahan molekul pada ikatan yang ditambah H2O.
e. Deaminase, yaitu reaksi pelepasan gugus amin (NH2).
f. Dekarboksilasi, yaitu reaksi pelepasan CO2 dan gugusan karboksil (–COOH).
g. Fosforilasi, yaitu reaksi pelepasan fosfat.
h. Transferase, yaitu reaksi pemindahan suatu radikal
Apakah nanti juga akan keluar berwujud nasi? Nasi yang kalian makan setiap hari tersebut akan diproses dalam tubuh untuk dijadikan energi untuk aktivitas kalian.
Semua makanan yang kalian konsumsi semua akan dimetabolisme oleh tubuh sebagai sumber energi. Bagaimana proses metabolisme tersebut?
Untuk mendalami proses metabolisme tersebut pelajarilah bab berikut!
Metabolisme merupakan pertukaran zat pada organisme yang meliputi proses fisika dan kimia, pembentukan, dan penguraian zat di dalam badan yang memungkinkan berlangsungnya hidup.
Proses metabolisme ada 2, yaitu
CO + H O + Energi
Anabolisme dan Katabolisme.
Anabolisme adalah pembentukan molekul-molekul kompleks dari molekul sederhana, contoh fotosintesis.Katabolisme adalah penguraian molekul-molekul kompleks menjadi molekul-molekul sederhana, contoh respirasi.
Makanan yang dikonsumsi oleh organisme akan mengalami proses metabolisme. Ketersediaan makanan hanya cukup untuk memenuhi kebutuhan energi. Jika jumlah makanan melebihi kebutuhan, maka kelebihannya akan disimpan di dalam jaringan terutama dalam bentuk lemak dan glikogen (gula otot). Apabila tubuh tidak mendapatkan energi yang cukup, maka simpanan lemak dan glikogen akan dipecah kembali menjadi energi.
Adenosin Triphospat (ATP)
ATP sering dilukiskan sebagai sejenis uang energi. Sebelum penggunaan uang, orang tukar-menukar barang atau jasa dan pertukaran itu harus dilakukan secara langsung di antara 2 orang.Jika seseorang menginginkan sejumlah telur dan orang lainnya memerlukan kubis, mereka dapat tukar menukar barang-barang itu.
Namun, hal ini tidak selalu menyenangkan, kadang- kadang hanya satu yang mempunyai sesuatu yang diperlukan oleh orang lain. Dengan ditemukannya uang, barang dan jasa dapat diubah menjadi uang yang dapat dibelanjakan nanti. ATP dibentuk kalau suatu reaksi katabolisme menghasilkan banyak energi. Kemudian seperti uang, energi ini dapat dipergunakan nanti dalam reaksi lain yang memerlukan energi.
Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi yang mempunyai ikatan labil, artinya mudah melepaskan gugus fosfatnya saat mengalami hidrolisis, sehingga dari keadaan mengikat gugus 3 fosfat akan dirombak menjadi ADP (Adenosin Diphospat) danAMP (Adenosin Monophospat). ATP digunakan untuk:
1. Proses fotosintesis: dan mereduksi CO2 menjadi karbohidrat pada reaksi gelap.
2. Proses respirasi: glikolisis.
Kehidupan tidak mungkin ada tanpa enzim. Enzim merupakan unsur yang mempercepat perubahan kimiawi yang diperlukan oleh kehidupan. Tanpa enzim perubahan-perubahan tersebut akan sangat lamban, atau tidak akan terjadi sama sekali, dan kehidupan akan berhenti.
Setiap enzim merupakan protein khusus yang disesuaikan dengan proses kimiawi tertentu. Enzim pencernaan mengubah makanan menjadi cairan yang dapat mengalir ke darah dan ke seluruh tubuh. Enzim yang lain mengubah makanan yang sudah dicerna sehingga mengeluarkan energi, sedangkan enzim-enzim yang lain menggunakan energi untuk membuat makanan di dalam zat-zat tubuh.
1. Pengertian Enzim
Menurut Mayrback (1952) dari Jerman, enzim adalah senyawa protein yang dapat mengatalisis reaksi-reaksi kimia dalam sel dan jaringan makhluk hidup. Enzim merupakan biokatalisator, artinya senyawa organik yang mempercepat reaksi kimia.2. Sifat Enzim
Sifat-sifat enzim, yaitu:a. Merupakan protein.
b. Merupakan biokatalisator.
c. Mempercepat reaksi kimia dengan jalan menurunkan energi aktivasi, yaitu energi awal yang diperlukan untuk memulai reaksi kimia.
d. Enzim bekerja spesifik, artinya untuk mengubah atau mereaksikan suatu zat tertentu memerlukan zat tertentu pula.
e. Bekerja sangat cepat.
f. Tidak ikut bereaksi (tidak mengalami perubahan).
g. Tidak mengubah keseimbangan reaksi.
h. Memiliki sisi aktif atau sisi katalitik, yaitu bagian enzim tempat substrat berkombinasi
i. Substrat asing yang berfungsi menghambat reaksi disebut inhibitor dan yang berfungsi mempercepat reaksi disebut aktivator.
3. Komponen Penyusun Enzim
Berdasarkan komponen penyusunnya, enzim dibedakan menjadi:a. Enzim protein sederhana terdiri atas protein.
b. Enzim konjugasi, terdiri atas protein dan nonprotein.
Enzim konjugasi disebut juga holoenzim. Holoenzim terdiri atas:
a. Apoenzim (protein), yaitu bagian yang relatif tidak tahan panas (termolabil) atau mudah berubah serta bersifat nonaktif.
b. Prostetik atau kofaktor (nonprotein), yaitu bagian yang relatif tahan panas (100oC) sampai beberapa lama (termostabil). Terdiri atas ion organik seperti Zn, Fe, Mn, Mg, Na, Ca, CO2, K, NAD, NADP, koenzim A dan senyawa organik seperti tiamin, riboflavin, piridoksin, niasin dan biotin.
Golongan prostetik yang terdiri atas senyawa-senyawa organik dinamakan koenzim (merupakan bagian yang bersifat aktif).
4. Cara Kerja Enzim
a. Hipotesis “Lock and Key”Dikemukakan oleh Emil Fischer, cara kerja enzim seperti kunci dengan anak kunci.
1) Antara enzim dan substrat terjadi persatuan yang kaku seperti kunci dan anak kunci.
2) Enzim memiliki suatu tempat untuk bergabung dengan substrat yang disebut active site (lokasi aktif) yang merupakan tempat perlekatan molekul substrat.
3) Pada tempat perlekatan tersebut mempunyai konfigurasi tertentu dan hanya substrat khusus yang cocok untuk dapat bergabung.
4) Selama reaksi berjalan, enzim dan substrat berkombinasi sementara membentuk kompleks enzim substrat.
5) Hubungan di antara enzim dan substrat berkombinasi merupakan hubungan yang lemah, sehingga mudah berpisah lagi.
6) Setelah reaksi, hasil-hasil reaksi tidak lagi bersatu dengan sisi aktif atau sisi katalitik.
b.Hipotesis Koshland
Menurut Koshland, enzim dan sisi aktifnya merupakan struktur yang secara fisik lebih fleksibel dan terjadi interaksi dinamis antara enzim dengan substrat.
Jika substrat berkombinasi dengan enzim akan terjadi perubahan konfigurasi sisi aktif enzim, sehingga fungsi enzim berlangsung efektif.
5. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim
a. Suhu0o C = tidak beraktivitas
38o C - 40o C = aktivitas enzim meningkat di atas 40o C = aktivitas enzim menurun
60o C = aktivitas enzim akan terhenti
b. Air
c. pH
pH tergantung pada lokasi enzim yang bersangkutan.
d. Konsentrasi enzim
Kecepatan proses pembentukan atau penguraian molekul substrat mengikuti konsentrasi enzim.
e. Inhibitor
Inhibitor dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor non-kompetitif. Inhibitor kompetitif menghambat kerja enzim dengan cara menempati sisi aktif enzim sehingga substrat tidak dapat berikatan dengan enzim.
Inhibitor ini dapat dihilangkan dengan penambahan konsentrasi substrat.Adapun inhibitor non-kompetitif bekerja dengan cara menempati bagian lain dari permukaan enzim sehingga dapat mengubah sisi aktifnya. Inhibitor ini dapat dihilangkan dengan penambahan konsentrasi substrat.
6. Peranan Enzim
a. Reduksi, yaitu reaksi penambahan hidrogen, elektron, atau pelepasan oksigen.b. Dehidrasi, yaitu reaksi pelepasan molekul uap air (H2O).
c. Oksidasi, yaitu reaksi pelepasan molekul hidrogen, elektron, atau
penambahan oksigen.
d. Hidrolisis, yaitu reaksi penambahan H2O pada suatu molekul dan diikuti pemecahan molekul pada ikatan yang ditambah H2O.
e. Deaminase, yaitu reaksi pelepasan gugus amin (NH2).
f. Dekarboksilasi, yaitu reaksi pelepasan CO2 dan gugusan karboksil (–COOH).
g. Fosforilasi, yaitu reaksi pelepasan fosfat.
h. Transferase, yaitu reaksi pemindahan suatu radikal
