Enzim beserta fungsi, sifat, dan klasifikasinya

Enzim beserta fungsi, sifat, dan klasifikasinya

A.    Pengertian Enzim

Definisi enzim adalah protein yang menurunkan energi aktivasi (EA) reaksi kimia. Enzim mengurangi energi aktivasi melalui berbagai mekanisme/cara. Sebagai contoh, enzim dapat membawa molekul bersama sama dengan oritentasi yang sesuai untuk bereaksi atau dapat menyediakan lingkungan mikro yang kondusif terhadap reaksi. Enzim dapat juga bertindak sebagai katalis biologis, enzim tersebut mempercepat reaksi tanpa turut mengalami perubahan. Dengan tidak adanya enzim dalam suatu reaksi kimia, suatu energi aktivasi tidak dapat diatasi pada suhu sel yang normal. Hal ini akan menyebabkan reaksi kimia berjalan sangat lambat sehingga sel dapat mati sebelum reaksi kimia menghasilkan energi dan molekul yang dibutuhkan. Setiap sel membuat dan menghasilkan banyak jenis enzim yang masing masing mengatalisasi reaksi yang berlainan dan sangat spesifik. Oleh karena itu, enzim memiliki bentuk yang spesifik yang secara khusus mengikat satu set molekul tertentu. Dalam mempelajari tentang enzim, kita perlu mengetahui tentang substrat. Substrat adalah reaktan yang diolah pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim (enzimatik).

B.     Struktur dan Fungsi Enzim

1.      Struktur enzim

Setiap enzim mempunyai konformasi yang sangat tepat dan berlainan sebagai hasil dari beberapa tingkatan struktur struktur protein. Oleh karena itu, struktur enzim memiliki kesamaan dengan macam struktur protein.

Terdapat 4 macam struktur enzim yaitu struktur primer, sekunder, tersier dan struktur kuartener:

a.       Struktur primer adalah rangkaian asam amino pada rantai polipeptida yang menyusun enzim

b.      Struktur sekunder terbentuk dari ikatan kimia yang lemah seperti pada ikatan hidrogen yang terbentuk di antara atom atom di sepanjang tulang punggung (backbone) rantai polipeptida. Struktur sekunder enzim merupakan interaksi lokal yang menghasilkan pola tiga dimensi berulang. Contoh struktur enzim sekunder adalah alfa heliks dan lembaran berlipat-beta.

c.       Struktur tersier melibatkan interaksi jarah jauh di antara rantai sisi asam amino. Struktur enzim tersier membentuk globular protein yang sangat akurat.

d.      Struktur kuartener enzim berhubungan dengan interaksi antara dua atau lebih subunit polipeptida yang berbeda pada sebuah protein fungsional

2.      Fungsi Enzim

       Secara umum enzim berfungsi sebagai biokatalisator untuk mempercepat laju reaksi kimia yang ada di dalam tubuh.

C.    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, mengkatalisis 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.

9.  Enzim berupa koloid. Sifat-sifat Enzim merupakan suatu protein sehingga dalam larutanenzim membentuk suatu koloid. Hal ini menambah luas bidang permukaan enzim sehingga aktivitasnya lebih besar.

10.  Enzim dapat bereaksi dengan substrat asam maupun basa. Sisi aktif enzim mempunyai gugus R residu asam amino spesifik yang merupakan pemberi atau penerima protein yang sesuai.

D.    Meknisme Kerja Enzim

Secara umum urutan kejadian-kejadian pada reaksi enzimatis dapat diringkaskan sebagai berikut:

1.     Permukaan dari substrat bersentuhan atau kontak dengan bagian khusus pada permukaan molekul enzim yang dinamakan “active side”

2.      Terbentuk ikatan sementara antara enzim dengan substrat

3.   Molekul substrat dirombak oleh pengaturan kembali atom-atom yang ada, perombakan molekul substrat atau kombinasi dari beberapa molekul substrat.

4.      Pengubahan molekul substrat, hasil-hasil reaksi, bergerak meninggalkan molekul enzim

5.      Enzim bebas dan siap untuk bereaksi dengan molekul-molekul substrat lain.

E.     Klasifkasi Enzim

Banyak tipe reaksi yang dikatalisai oleh enzim. Enzim diklasifikasi dalam berbagai kategori sesuai dengan reaksi yang dikatalisnya. Satu klasifikasi komprehensif dibuat oleh Komisi Enzim Persatuan Biokimia Internasional (Commission of Enzymes of the International Union of Biochemistry), yang di dalamnya enzim diklasifikasi ke dalam enam kelompok utama sebagai berikut:

1.      Oksidoreduktase 
Enzim oksidoreduktase adalah enzim yang dapat mengkatalisis reaksi oksidasi atau reduksi suatu bahan. Dalam golongan ini terdapat 2 jenis enzim yang paling utama yaitu oksidase dan dehidrogenase. 
Oksidase adalah enzim yang mengkatalisis reaksi antara substrat dengan molekul oksigen. Yang termasuk enzim oksidase adalah katalase, peroksidase, tirosinase, dan asam askorbat oksidase. 
Dehidrogenase adalah enzim yang aktif dalam pengambilan atom hidrogen dari substrat. Contohnya yaitu suksinat dehidrogenase, glutamat dehidrogenase, dan laktat dehidrogenase.

2.      Transferase 
Enzim transferase adalah enzim yang ikut serta dalam reaksi pemindahan (transfer) suatu radikal atau gugus. Enzim yang termasuk dalam golongan ini adalah transglikosidase, transfosforilase, transaminase, dan transasetilase.

3.      Hidrolase 
Enzim hidrolase merupakan enzim yang sangat penting dalam pengolahan pangan, yaitu enzim yang mengkatalisis reaksi hidrolisis suatu substrat atau pemecahan substrat dengan pertolongan molekul air. Enzim yang termasuk kedalam golongan ini adalah lipase yang menghidrolisis ikatan ester pada lemak alami menjadi gliserol dan asam lemak, glikosidase menghidrolisis ikatan glikosida dan sebagainya. Disamping itu masih banyak lagi yang termasuk enzim hidrolase, diantaranya karboksil esterase, pektin metal esterase, selulase, β-amilase, α-amilase dan invertase.

4.      Liase 
Enzim liase adalah enzim yang aktif dalam pemecahan ikatan C-C dan ikatan C-O dengan tidak menggunakan melekul air. Yang termasuk dalam golongan enzim ini adalah enzim dekarboksilase. 

5.      Isomerase 
Enzim isomerase adalah enzim yang mengkatalisis reaksi perubahan konfigurasi molekul substrat, sehingga dihasilkan molekul baru yang merupakan isomer dari substrat, atau dengan perubahan isomer posisi. Yang termasuk dalam golongan ini adalah enzim fosfoheksosa isomerise atau fosfomanosa isomerase. 

6.      Ligase 
Enzim ligase adalah enzim yang mengakatlisis pembentukan ikatan - ikatan tertentu, misalnya pembentukan ikatan C-O, C-C, dan C-S dalam biosintesis ko-enzim A serta pembentukan ikatan C-N dalam sintesis glutamin