E N Z I M

5.1 PENDAHULUAN

5.1.1 Deskripsi Singkat

Bab ini akan membahas pengertian enzim, fungsi dan cara kerja enzim, arti dan kegunaan persamaan Michaelis-Menten, faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim serta beberapa teori tentang kerja inhibitor dalam menghambat fungsi enzim.

5.1.2 Relevansi

Pembahasan bab ini sangat berhubungan dengan bab selanjutnya. Mahasiswa akan mengetahui bagaimana suatu enzim dapat mempengaruhi kerja suatu mekanisme reaksi biomolekul dalam sel. Fungsi, peranan dan aktivitasnya dalam menghasilkan suatu produk, serta keterkaitannya dengan bidang biologi dan kimia organik.

5.1.3 Tujuan

Setelah mempelajari bab ini mahasiswa diharapkan dapat :

1. Menjelaskan fungsi dan cara kerja enzim.

2. Memahami arti dan kegunaan persamaan Michaelis-Menten.

3. Menerangkan faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim.

4. Menjelaskan beberapa teori tentang kerja inhibitor dalam menghambat fungsi enzim.

5. Memahami hubungan antara vitamin dan koenzim.

5.2 PENYAJIAN

5.2.1 Uraian dan Contoh

Proses (reaksi kimia) yang berlangsung dengan baik dalam tubuh dimungkinkan karena adanya katalis yang disebut enzim. Berzelius (1837) mengusulkan nama “katalis” untuk zat-zat yang dapat mempercepat reaksi tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi.

Proses kimia yang terjadi dengan pertolongan enzim telah dikenal sejak zaman dahulu misalnya pembuatan anggur dengan cara fermentasi atau peragian. Demikian pula pembuatan asam cuka termasuk proses kimia berdasarkan aktifitas enzim. Dahulu proses fermentasi (Pasteur) dianggap hanya terjadi dengan adanya sel yang mengandung enzim. Anggapan tersebut berubah setelah Buchner membuktikan bahwa cairan yang berasal dari ragi tanpa adanya sel hidup dapat menyebabkan fermentasi gula menjadi alkohol dan karbondioksida. Hingga sekarang kata ‘enzim’ yang berarti ‘didalam ragi’ tetap dipakai untuk nama katalis dalam proses biokimia.

Enzim dikenal untuk pertama kalinya sebagai protein oleh Sumner pada tahun 1926 yang telah berhasil mengisolasi urease dari ‘kara pedang’ (jack bean). Urease adalah enzim yang dapat menguaraikan urea menjadi CO₂ dan NH₃. Beberapa tahun kemudian Notrhrop dan Kunitz dapat mengisolasi pepsin, tripsin, kimotripsin. Selanjutnya makin banyak enzim yang telah dapat diisolasi dan telah dibuktikan bahwa enzim tersebut adalah suatu protein.

Sejak tahun 1926 pengetahuan tentang enzim atau enzimologi berkembang dengan cepat. Dari hasil penelitian para ahli biokimia ternyata banyak enzim yang mempunyai gugus bukan protein, jadi termasuk golongan protein majemuk. Enzim semacam ini disebut holoenzim terdiri atas protein (apoenzim) dan suatu gugus bukan protein. Sebagai contoh enzim katalase terdiri atas protein dan ferriprotorfirin. Ada juga enzim yang terdiri atas protein dan logam, misalnya askorbat oksidase adalah protein yang mengikat tembaga.

Gugus bukan protein ini dinamakan kofaktor ada yang terikat kuat pada protein, ada pula yang tidak begitu kuat ikatannya. Gugus yang terikat kuat pada bagian protein, artinya yang sukar terurai dalam larutan disebut gugus prostetik, sedangkan yang tidak begitu kuat ikatannya, dan mudah dipisahkan secara dialisis disebut koenzim. Baik gugus prostetik maupun koenzim merupakan bagian enzim yang memungkinkan enzim bekerja terhadap substrat, yaitu zat-zat yang diubah atau direaksikan oleh enzim.

1. Tata Nama Enzim

Setiap proses biokimia yang terjadi dalam tubuh manusia menggunakan katalis enzim tertentu. Untuk membedakannya maka tiap enzim diberi nama. Secara umum nama tiap enzim disesuaikan dengan penambahan “ase” di belakangnya. Substrat adalah senyawa/zat yang bereaksi dengan bantuan enzim. Contoh enzim yang menguraikan urea (substrat) dinamakan urease.

Kelompok enzim sejenis diberi nama menurut fungsinya, misalnya hidrolase adalah kelompok enzim yang mempunyai fungsi sebagai katalis dalam reaksi hidrolisis. Disamping nama trivial (biasa) oleh Commission on Enziymes of the International Union of Biochemistry telah di tetapkan pula tata nama yang sistematik, disesuaikan dengan pembagian atau penggolongan enzim yang didasarkan pada fungsinya.

Suatu enzim bekerja khas terhadap suatu substrat tertentu. Kekhasan inilah ciri suatu enzim. Ini sangat berbeda dengan katalis lain (bukan enzim) yang dapat bekerja terhadap berbagai macam reaksi. Enzim urease hanya bekerja terhadap urea sebagai subsratnya namun ada juga enzim yang berkerja lebih dari satu substrat namun enzim tersebut tetap mempunyai kekhasan tertentu. Misalnya enzim esterase dapat menghidrolisis beberapa ester asam lemak tetapi tidak dapat menghidrolisis subrat lain yang ester. Suatu contoh tentang kekhasan ini misalnya enzim arginase bekerja terhadap L-arginin dan tidak terhadap D-arginin.

Suatu enzim dikatakan mempunyai kekhasan nisbi apabila ia dapat bekerja terhadap beberapa substrat misalnya esterase dan D-asam amino oksidase yang dapat bekerja D-asam amino dan L asam amino tetapi berbeda kecepatannya. Karena adanya kekhasan ini maka suatu enzim dapat digunakan untuk memisahkan komponen D dari L pada suatu campuran rasemik. Suatu asam amino tertentu sebagai substrat dapat mengalami berbagai reaksi dengan berbagai enzim. Kekhasan reaksi bukan disebabkan oleh koenzim tetapi oleh apoenzim. Misalnya enzim dekarboksilase bekerja sebagai katalis, sedangkan enzim transaminase bekerja terhadap pemindahan gugus –NH₂, tetapi mereka mempunyai koenzim yang sama yakni piridoksalfosfat.

2. Fungsi dan Cara Kerja Enzim

Fungsi suatu enzim ialah sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi dalam sel maupun luar sel. Suatu enzim dapat mempercepat reaksi 10 sampai 11 kali lebih cepat daripada apabila reaksi tersebut dilakukan tanpa katalis. Berfungsi sebagai katalis yang sangat efisien, di samping itu mempunyai derajat kekhasan yang tinggi. Seperti juga katalis lainya, enzim dapat menurunkan energi aktivasi suatu reaksi kimia.

Reaksi kimia ada yang membutuhkan energi (reaksi endergonik) dan adapula yang menghasilkan energi atau mengeluarkan energi (eksergonik). Misalnya pembentukkan ikatan antara senyawa A dengan senyawa B menjadi senyawa AB akan mengeluarkan energi. Terjadinya senyawa AB dari A dan B membutuhkan energi sebesar P, yaitu selisih energi antara A dan B dengan AB. Sebaliknya penguraian senyawa AB menjadi A dan B mengeluarkan energi sebesar P pula. Terurainya senyawa AB tidak dapat berjalan dengan sendirinya tetapi harus terbentuk dulu senyawa AB aktif. Energi yang dibutuhkan pada pembentukan AB aktif disebut energi aktivasi (a) makin besar harga a, makin sukar terjadinya suatu reaksi. Dengan adanya katalis atau enzim, harga energi aktivasi diperkecil atau diturunkan, dengan demikian akan dapat memudahkan atau mempercepat terjadinya suatu reaksi.

3. Kompleks Enzim –Substrat

Suatu enzim mempunyai kekhasan yaitu hanya bekerja pada suatu reaksi saja. Untuk dapat bekerja pada suatu zat atau substrat harus ada hubungan atau kontak antara enzim dan substrat. Suatu enzim mempunyai ukuran yang lebih besar daripada substrat. Oleh karena itu tidak seluruh bagian enzim dapat berhubungan dengan substrat.

Hubungan antara substrat dengan enzim hanya terjadi pada bagian atau tempat tertentu saja. Tempat atau bagian enzim yang mengadakan hubungan atau kontak dengan substrat dinamai bagian aktif (actif site). Sisi aktif ini disebut juga sisi katalitik atau sisi pengikatan substrat. Sisi aktif memiliki gugus fungsional spesifik untuk pengikatan molekul substrat spesifik. Ada dua model sisi aktif dalam hubungannya dengan pengikatan substrat yakni:

1. Model Kunci dan anak kunci (Lock and Key), model ini dikemukakan oleh Fisher. Artinya pengikatan substrat dan enzim ditentukan oleh persisnya struktur sisi aktif dan substrat. Sering disebut model kaku karena hanya berguna untuk menerangkan mekanisme kerja enzim-enzim tertentu.

2. Model Induced-fit, diajukan oleh Daniel Koshland. Merupakan model yang luwes karena sisi pengikat substrat bukan merupakan struktur yang kaku. Sisi aktifnya dapat mengalami perubahan konformasi sampai membentuk kedudukan yang tepat agar enzim dan substrat membentuk ikatan.

Hubungan hanya mungkin terjadi apabila bagian aktif mempunyai ruang yang tepat dapat menampung substrat. Apabila substrat mempunyai bentuk atau konformasi lain, maka tidak dapat ditampung pada bagian aktif suatu enzim. Dalam hal ini enzim itu tidak dapat berfungsi terhadap substrat. Hal ini menjelaskan mengapa tiap enzim mempunyai kekhasan terhadap substrat tertentu.

Hubungan atau kontak antara enzim dengan substrat menyebabkan terjadinya kompleks enzim-substrat. Kompleks ini merupakan kompleks yang aktif, yang bersifat sementara dan akan terurai lagi apabila reaksi yang diinginkan telah terjadi. Secara sederhana sekali penguraian suatu senyawa atau substrat oleh suatu enzim dapat digambarkan sebagai berikut :

Enzim (E) + Substrat (S) Kompleks enzim-substrat( ES)

Enzim (E) + hasil reaksi (P)

Gambar 5.1 Model Pengikatan Enzim (E) dan Substrat (S)

4. Persamaan Michaelis-Menten

Hasil percobaan hidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan frukrosa oleh enzim, ternyata bahwa konsentrasi sukrosa rendah, kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi sukrosa. Namun pada konsentrasi tinggi, kecepatan reaksinya tidak dipengaruhi lagi oleh pertambahan konsentrasi. Ini menunjukkan bahwa enzim seolah-olah telah ‘jenuh’ dengan substrat, artinya tidak dapat lagi menampung substrat.

Leonor Michelis dan Mauden Menten pada tahun 1913 mengajukan suatu hipotesis bahwa dalam reaksi enzim terjadi lebih dahulu kompleks enzim-substrat yang kemudian menghasilkan hasil reaksi dan enzim kembali. Hasil percobaan hidrolisis sukrosa tersebut dapat digambarkan secara grafik sebagai berikut :

V (S) = konsentrasi sukrosa

V = kecepatan reaksi

S

Gambar 5.2 Grafik Hubungan Kecepatan reaksi Vs Konsentrasi sukrosa

Michaelis dan Menten berkesimpulan bahwa kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi kompleks enzim-substrat (ES), sebab apabila tergantung pada konsentrasi substrat (s), maka penambahan kecepatan reaksi apabila digambarkan akan merupakan garis lurus. Jadi secara umum reaksi dengan enzim ditulis sebagai berikut:

k₁ k ₃

E + S ES E + P

k₂

k1,k2, dan k3 masing-masing ialah tetapan kecepatan reaksi pembentukan kompleks ES, tetapan (konstanta) kecepatan reaksi pembentukan kembali E dan S, dan tetapan (konstanta) kecepatan reaksi penguraian kompleks ES menjadi enzim dan hasil reaksi.

Kecepatan reaksi pembentukan kompleks ES ialah:

V₁ = k₁ (E) (S)

V₁ = k₁ [(E_o) _- (ES)] (S) ……………………………………..(1)

(E_o) = konsentrasi enzim total

Jika (E_o) - (ES) menyatakan konsentrasi enzim yang masih bebas dan (S) adalah konsentrasi substrat. Kecepatan penguraian kompleks ES menjadi E dan S kembali adalah:

V₂ = k₂ (ES) …………………………………….……………(2)

Sedangkan kecepatan penguraian ES menjadi E dan P ialah

V₃ = k₃ (ES) …………………………………….………… …(3)

Jadi kecepatan penguraian ES ialah :

V₂ + V₃ = k₂ (ES) + k₃ (ES) ……………………………… …(4)

Dalam keadaan kesetimbangan maka kecepatan pembentukan ES sama dengan kecepatan penguraian ES. Jadi :

k₁ [(E_o) _- (ES)] (S) = k₂ (ES) + k₃ (ES) ………………………(5)

atau : k₁ [(E_o) _- (ES)] (S) = ( k₂ + k₃ ) (ES) ………………………… (6)

sehingga :

[(E_o) _- (ES)] (S) k₂ + k₃

______________ = __________ = k_m ……………(7)

(ES) k₁

Km adalah konstanta Michaelis – Menten

Dari persamaan (7) dapat diperoleh konsentrasi kompleks enzim substrat sebagai berikut

(E_o) (S)

(ES) = ...………………………….(8)

K_m + (S)

Kecepatan permulaan terjadinya hasil reaksi P sebanding dengan konsentrasi ES atau:

V = k₃ (ES) ……………………………………….(9)

Apabila konsentrasi substrat sangat besar sehingga semua enzim membentuk kompleks enzim-substrat, maka kecepatan reaksi ialah maksimal dan dapat dinyatakan sebagai berikut :

V_max = k₃ (E_o) …………………………………..(10)

Harga (ES) dalam persamaan (8) dimasukkan kedalam persamaan (9) maka diperoleh :

(E_o) (S)

V = k₃ ………………………………(11)

K_maks + (S)

Dengan jalan memasukkan persamaan (10) ke dalam persamaan (11) maka diperoleh:

V_maks (S)

V = ...……….…………………….(12)

K_m + (S)

Persamaan (12) disebut persamaan Michaelis – Menten. Untuk menentukan harga K_m dari suatu reaksi dapat dipakai beberapa macam cara . Salah satunya ialah menggunakan grafik kecepatan reaksi-konsentrasi substrat seperti dibawah ini:

---------------------------------

-------

½ V_maks

(V) V = kecepatan reaksi

K_m S (S) = konsentarsi sukrosa

Gambar 5.3 Grafik Hubungan Kecepatan Reaksi Vs Konsentrasi oleh enzim invertase

Grafik diatas adalah grafik antara V dan S untuk reaksi penguraian sukrosa oleh enzim invertase. Dari persamaan (12) kita dapat mengetahui apabila harga V = ½ V_maks maka K_m = (S). Ini berarti harga K_m sama dengan konsentrasi substrat (dalam mol perliter) yang menghasilkan kecepatan reaksi sebesar setengah dari kecepatan maksimum. Ternyata harga K_m untuk reaksi tersebut ialah K_m = 0.012M. Cara lain untuk menentukan harga K₂ maupun V_maks ialah dengan membuat grafik antara 1/V dengan 1/S.

Persamaan Michaelis-Menten :

V_maks (S)

V =

K_m + (S)

Dapat dinyatakan sebagai berikut :

K_m + (S)

1/V = ...……….…………………….(13)

V_maks (S)

Atau

K_m 1

1/V = (1/S) + ...……….……(14)

V_maks V_maks

Dari persamaan diatas terlihat bahwa 1/V adalah fungsi dari 1/S. Oleh karena K_m dan V_maks adalah konstanta maka apabila 1/V diganti dengan Y dan 1/S diganti X, maka persamaan tersebut menjadi :

K_m 1

Y = aX + b ; a = ; b =

V_maks V_maks

Dengan demikian bila dibuat grafik yang menunjukkan hubungan antara 1/V dan 1/(S), akan terjadi garis lurus :

1/V

A 1/V_maks

B

1/(S)

Gambar 5.4 Hubungan antara 1/V dengan 1/(S)

Pada titik potong antara grafik dengan sumbu Y, (titik A) harga 1/(S) = 0 maka persamaan (14) menjadi :

K_m 1

1/V = x 0 +

V_maks V_maks

1

1/V = , karenanya harga V = V_maks

V_maks

Pada titik potong antara grafik dengan sumbu X, (titik B) harga 1/V = 0, maka persamaan (12) menjadi

K_m 1 1

0 = x +

V_maks (S) V_maks

Atau:

1 K_m 1

x = - , oleh karena itu

(S) V_maks V_maks

1 K_m V_maks 1

= - x =

(S) V_maks K_m K_m

Dengan demikian harga 1/(S) pada titik potong tersebut sama dengan – 1/K_m. Dari harga- harga tersebut dapat diperoleh harga V_maks maupun harga K_m. Kemiringan garis grafik tersebut ditentukan oleh harga K_m/V_maks dengan cara ini disebut metode grafik Line-weaver-Burk.

5.2.1.5 Penggolongan Enzim

Enzim digolongkan menurut reaksi yang diikutinya, sedangkan masing –masing enzim diberi nama menurut nama substratnya, misalnya uriase dan lain-lain. Disamping itu adapula beberapa enzim yang dikenal dengan nama lama misalnya pepsin, tripsin, dan lain-lain. Comision on Enzymes of the International Union of Biochemistry, membagi enzim dalam enam golongan besar. Penggolongan ini didasarkan atas reaksi kimia dimana enzim memegang peranan. Enam golongan tersebut ialah; 1) Oksidoreduktase, 2) Transferase, 3) Hidrolase, 4) Liase, 5) Isomerase, 6) Ligase

Golongan 1. Oksidoreduktase

Enzim-enzim yang termasuk dalam golongan ini dibagi dalam dua golongan yaitu dehidrogenase dan oksidase. Dehidrogenase bekerja pada reaksi-reaksi dehidrogenase, yaitu reaksi pengambilan atom hidrogen dari suatu senyawa (donor). Hidrogen yang di lepas diterima oleh senyawa lain (akseptor). Reaksi pembentukan aldehida dari alkohol adalah contoh reaksi dehidrogenase. Enzim yang bekerja pada reaksi ini ialah alkohol dehidrolase. Di sini alkohol adalah donor hydrogen, sedangkan senyawa yang menerima hidrogen adalah suatu koenzim nikotinadenindinukleotida.

Alcohol dehidrogenase

Alkohol + NAD⁺ aldehida + NADH + H⁺

Gugus aldehida maupun keton dapat juga bertindak sebagai donor hidrogen, misalnya pada reaksi pembentukan asam gliserat-3-fosfat (asam 3-fosfogliserat) dari gliseraldehida-3-fosfat (3-fosfogliseraldehida).

Glutamat dehidrogenase adalah contoh enzim dehidrogenase yang bekerja terhadap asam glutamat sebagai substrat. Enzim ini banyak terdapat pada mitokondria dalam semua sel jaringan. Dalam reaksi ini asam glutamat diubah menjadi asam ketoglutarat.

Glutamat dehidrogenase

Asam Glutamat + NAD⁺ + H₂O NH₃ + asam ketoglutarat + NADH + H⁺

Reaksi ini khusus untuk L-asam glutamat sedangkan amonia yang terjadi pada reaksi inidapat diubah menjadi urea dan dikeluarkan dari dalam tubuh melalui urine.

Enzim-enzim oksidase juga bekerja sebagai katalis pada reaksi pengambilan hidrogen pada suatu substrat. Dalam reaksi ini yang bertindak selaku aseptor hidrogen ialah oksigen. Sebagai contoh enzim glukosa oksidase bekerja sebagai katalis pada reaksi oksidasi glukosa menjadi asam glukonat.

Alcohol dehidrogenase

glukosa + O₂ asam glukonat + H₂O₂

Xantin oksidase ialah enzim yang bekerja sebagai katalis pada reaksi oksidasi xantin menjadi asam urat. Contoh lain enzim oksidase ialah asam amino oksidase, yang bekerja sebagai katalis pada reaksi oksidasi asam-asam amino.

Glisin oksidase adalah enzim pada reaksi oksidasi glisin menjadi asam glioksilat. Enzim ini adalah suatu flavoprotein, yaitu suatu senyawa yang terdiri atas flavin yang berkaitan dengan protein. Enzim asam amino oksidase terdapat dalam jaringan hati dan ginjal.

Golongan 2. Transferase

Enzim yang termasuk golongan ini bekerja sebagai katalis pada reaksi pemindahan suatu gugus dari suatu senyawa pada suatu senyawa lain. Beberapa contoh enzim termasuk golongan ini, ialah metiltransferase, hidroksimetiltransferase, karboksiltransferase, asiltransferase, dan amino transferase atau disebut juga transaminase. Enzim metiltransferase bekerja pada reaksi pembentukan keratin dari asam guanidine asetat.

Pembentukan glisin dari serin merupakan reaksi pemindahan gugus hidroksi metil. Gugus ini dilepas dari molekul serin dengan dibantu oleh enzim hidroksimetil transferase.

Hidroksi metil transferase

CH₂ - CH - COOH CH₂ - COOH

OH NH₂ THFA NH₂

Serin Glisin

Dalam reaksi ini asam tetrahidrofolat (THFA) bekerja sebagai aseptor gugus beratom C satu. Enzim transaminase bekerja pada reaksi transaminase yaitu suatu reaksi pemindahan gugus amino dari suatu asam amino kepada senyawa lain. Contohnya asam glutamat + asam piruvat menghasilkan asam ketoglutarat dan alanin.

Golongan 3. Hidrolase

Enzim yang termasuk dalam kelompok ini bekerja sebagai katalis pada reaksi hidrolisis. Ada tiga jenis hidrolase, yaitu yang memecahkan ikatan ester, memecahkan glikosida dan yang memecahkan ikatan peptida. Contoh ialah esterase, lipase, fosfatase, amilase, amino peptidase, karboksi peptidase, pepsin, tripsin, kimotripsin.

Esterase ialah enzim yang memecah ikatan ester dengan cara hidrolisis. Esterase yang terdapat dalam hati dapat memecah ester sederhana, misalnya etil butirat menjadi etanol dan asam butirat. Lipase ialah enzim yang memecah ikatan ester pada lemak, sehingga terjadi asam lemak dan gliserol. Fosfatase adalah enzim yang dapat memecah ikatan fosfat pada suatu senyawa, misalnya glukosa –6-fosfat dapat dipecah menjadi glukosa dan asam fosfat. Bisa ular mengandung enzim ini.

Amilase dapat memecah ikatan-ikatan pada amilum hingga terbentuk maltosa. Ada tiga macam enzim amilase, yaitu -amilase, -amilase, - amilase. -amilase terdapat dalam saliva (ludah) dan pankreas. Enzim ini memecah ikatan 1-4 yang terdapat pada amilum dan disebut endo amilase sebab enzim ini memecah bagian dalam atau bagian tengah molekul amilum. -amilase terutama terdapat pada tumbuhan dan dinamakan eksoamilase sebab memecah dua unit glukosa yang terdapat pada ujung molekul amilum secara berurutan sehingga pada akhirnya terbentuk maltosa. -amilase telah diketahui terdapat dalam hati. Enzim ini dapat memecah 1-4 dan 1-6 pada glikogen dan menghasilkan glukosa.

Enzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi pemecahan molekul protein dengan cara hidrolisis disebut enzim proteolitik atau protease. Oleh karena yang dipecah adalah ikatan pada rantai pepetida, maka enzim tersebut dinamakan juga peptidase. Ada dua macam peptidase, yaitu endopeptidase dan eksopeptidase. Endopeptidase memecah protein pada tempat-tempat tertentu dalam molekul protein dan biasanya tidak mempengaruhi gugus yang terletak diujung molekul. Sebagai contoh endopeptidase ialah enzim pepsin yang terdapat dalam usus halus dan papain suatu enzim yang terdapat dalam pepaya.

Eksopeptidase bekerja terhadap dua ujung molekul protein. Karboksipeptidase dapat melepas asam amino yang memiliki gugus –COOH bebas pada ujung molekul protein, sedangkan amino peptidase dapat melepas asam amino pada ujung lain yang memiliki gugus –NH₂ bebas.

H

HOOC - C - NH - CO ---------------- NH - CO - CH – NH₂

R karboksil amino R

peptidase peptidase

Dengan demikian eksopeptida melepas asam amino secara berurutan dimulai dari asam amino pada molekul protein hingga seluruh molekul terpecah menjadi asam amino.

Golongan 4. Liase

Enzim golongan ini mempunyai peran penting dalam reaksi pemisahan suatu gugus dari suatu substrat (bukan cara hidrolisis) atau sebaliknya. Contoh enzim golongan ini antara lain dekarboksilase, aldolase, hidratase. Piruvat dekarboksilase adalah enzim yang bekerja pada reaksi dekarboksilase asam piruvat dan menghasilkan aldehida.

O

CH₂ - C – C CH₃ – C – H + CO₂

O OH O

Enzim aldolase bekerja pada reaksi pemecahan molekul fruktosa 1,6-difosfat menjadi dua molekul triosa yaitu hidroksi aseton fosfat dan gliseraldehida-3-fosfat. Adapun enzim fumarat hidratase berperan dalam reaksi penggabungan satu molekul H₂O kepada molekul asam fumarat dan membentuk asam malat.

Golongan 5. Isomerase

Enzim yang termasuk golongan ini bekerja pada reaksi perubahan intramolekuler, misalnya reaksi perubahan glukosa menjadi fruktosa, perubahan senyawa L menjadi senyawa D, senyawa sis menjadi senyawa trans dan lain-lain. Contoh enzim ini antara lain; ribulosafosfat epimerase dan glukosafosfat isomerase. Enzim ribose epimerase merupakan katalis bagi reaksi epimerisasi ribulosa. Dalam reaksi ini ribulosa-5- fosfat diubah menjadi xilulosa-5-fosfat. Disamping itu reaksi isomerisasi glukosa –6-fosfat menjadi fruktosa-6- fosfat dapat berlangsung dengan bantuan enzim glukosa fosfat isomerase.

epimerase

Ribulosa-5-fosfat xilulosa-5-fosfat

isomerase

Glukosa -6 -fosfat fruktosa -6-fosfat

Golongan 6 ligase

Enzim yang termasuk dalam golongan ini bekerja pada reaksi-reaksi penggabungan dua molekul. Oleh karenanya enzim-enzim tersebut juga dinamakan sintetase. Ikatan yang terbentuk dari penggabungan tersebut adalah ikatan C-O, C-S, C-N atau C-C. Contoh enzim golongan ini ialah glutamin sintetase dan piruvat karboksilase. Enzim glutamin sintetase yang terdapat dalam otak dan hati merupakan katalis dalam reaksi pembentukan glutamin dari asam glutamat.

Glutamin + ATP + NH₄⁺ glutamin + ADP + P_anorg

Di samping itu enzim karboksilase bekerja dalam reaksi pembentukan asam oksaloasetat dan asam piruvat.

Asetil KoA

Asam piruvat + ATP + CO₂ asam oksaloasetat + ADP + P_anorg

Piruvat karboksilase

Reaksi ini merupakan sebagian dari reaksi metabolisme karbohidrat.

5.2.1.6 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim

a. Konsentrasi Enzim

Seperti pada katalis lain, kecepatan suatu reaksi yang menggunakan enzim tergantung pada konsentrasi enzim tersebut. Pada suatu konsentrasi substrat tertentu, reaksi pertambahan dengan bertambahnya konsentrasi enzim. Gambar 5.5 berikut ini menunjukkan pengaruh konsentrasi enzim terhadap kecepatan reaksi (V) atau aktivitas enzim.

hal 158 ana p

Gambar 5.5 Pengaruh konsentrasi enzim terhadap kecepatan reaksi atau aktivasi

Data ini diperoleh dengan menentukan jumlah milligram gula yang terbentuk pada waktu yang ditentukan, dengan menggunakan enzim amilase pada berbagai konsentrasi dan konsentrasi substrat yang sama pada pH optimum. Dalam hal ini substrat yang digunakan dalam jumlah yang berlebih.

b. Konsentrasi substrat

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi enzim yang tetap, maka pertambahan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan reaksi. Akan tetapi pada batas konsentrasi tertentu, tidak terjadi kenaikan kecepatan reaksi walaupun konsentrasi substrat diperbesar.

Keadaan ini telah di terangkan oleh Michaelis-Menten dengan hipotesis mereka tentang terjadinya kompleks enzim substrat. Persamaan Miichaelis-Menten yang telah membuktikan hipotesis mereka telah dijelaskan di muka. Untuk dapat terjadi kompleks enzim substrat, diperlukan adanya kontak antara enzim dengan substrat. Kontak ini terjadi pada suatu tempat atau bagian enzim yang disebut bagian aktif.

Pada konsentrasi substrat rendah, bagian aktif enzim ini hanya menampung substrat sedikit. Bila konsentrasi substrat diperbesar, makin banyak substrat yang dapat berhubungan dengan enzim pada bagian aktif tersebut.

Dengan demikian konsentrasi kompleks enzim substrat makin besar dan hal ini menyebabkan makin besarnya kecepatan reaksi. Pada suatu batas konsentrasi substrat tertentu, semua bagian aktif telah dipenuhi oleh substrat atau telah jenuh dengan substrat. Dalam keadaan ini, bertambah besarnya konsentrasi substrat tidak menyebabkan bertambah besarnya kosentrasi kompleks substrat, sehingga jumlah hasil reaksinya pun tidak bertambah besar.

c. Suhu

Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Kerena enzim adalah protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi, maka bagian aktif enzim akan terganggu dan dengan demikian konsentrasi efektif enzim menjadi berkurang dan kecepatan reaksinya pun akan menurun.

Kenaikan suhu sebelum terjadinya proses denaturasi dapat menaikkan kecepatan reaksi diartikan sebagai kenaikan kecepatan reaksi sebagai akibat kenaikan suhu 10C. Koefisien suhu ini diberi symbol Q₁₀ untuk reaksi yang menggunakan enzim, Q₁₀ ini berkisar antara 1,1 hingga 3,0 artinya setiap kenaikan suhu 10C, kecepatan reaksi mengalami kenaikan 1,1 hingga 3,0 kali. Namun kenaikan suhu pada saat mulai terjadinya proses denaturasi akan mengurangi kecepatan reaksi. Oleh karena ada dua pengaruh yang berlawanan, maka akan terjadi suatu titk optimum, yaitu suhu yang paling tepat bagi suatu reaksi yang menggunakan enzim yang tertentu. Gambar 5 menunjukan hubungan antara kecepatan reaksi (V) dengan suhu.

Kec. reaksi

0 suhu

Suhu optimum

Gambar 5.6 Hubungan Antara Suhu dengan Kecepatan Reaksi

Titik 0 menunjukkan suhu optimum, yaitu suhu yang menyebabkan terjadinya reaksi kimia dengan kecepatan paling besar. Tiap enzim mempunyai suhu optimum tertentu: pada umumnya enzim yang terdapat pada hewan mempunyai suhu optimum antara 40C-50C, sedangkan pada tumbuhan antara 50C-60C. Sebagian enzim terdanaturasi pada suhu di atas 60C.

d. Pengaruh pH

Seperti protein pada umumnya, struktur ion enzim tergantung pada pH lingkunganya. Enzim dapat berbentuk ion positif, ion negatif atau ion bermuatan ganda (zwitter ion). Dengan demikian perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektifitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim substrat.

Di samping pengaruh terhadap struktur ion pada enzim, pH rendah atau pH tinggi dapat pula menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan ini akan mengakibatkan menurunya aktifitas enzim. Gambar 5.7 menunjukan hubungan antara aktifitas enzim dengan pH. Dari bentuk kurva pada gambar tersebut, tampak bahwa ada suatu pH tertentu atau daerah pH yang dapat menyebabkan kecepatan reaksi paling tinggi. pH tersebut dinamakan pH optimum.

---------------------------

Aktivitas

enzim

0

pH

pH optimum

Gambar 5.7 Hubungan Antara Aktivitas Enzim dengan pH

pH optimum dari enzim amilase misalnya, dapat ditentukan dengan menentukan jumlah milligram gula yang terbentuk dari beberapa reaksi yang menggunakan enzim amilase pada berbagai harga pH dan amilum sebagai substrat.

e. Pengaruh inhibitor

1) Hambatan Revesibel

Telah dijelaskan bahwa mekanisme enzim dalam suatu reaksi ialah melalui pembentukan kompleks enzim-substrat, (ES). Oleh karena itu hambatan atau inhibilisi pada suatu reaksi yang menggunakan enzim sebagai katalis dapat terjadi apabila penggabungan substrat pada bagian enzim mengalami hambatan. Molekul atau ion yang dapat menghambat reaksi tersebut dinamakan inhibitor. Hambatan terhadap aktifitas enzim dalam suatu reaksi kimia ini mempunyai arti yang penting, karena hambatan tersebut juga merupakan mekanisme pengaturan-pengaturan reaksi yang terjadi dalam tubuh kita.

Di samping itu hambatan ini dapat memberikan gambaran lebih jelas tentang mekanisme kerja enzim. Hambatan yang dilakukan oleh inhibitor dapat berupa hambatan tidak revesibel atau hambatan revesibel.

Hambatan tidak revesibel pada umumnya disebabkan oleh terjadinya proses destruksi atau modifikasi sebuah gugus fungsi atau lebih yang terdapat pada molekul enzim. Hambatan revesibel dapat berupa hambatan bersaing atau hambatan tidak bersaing.

Hambatan bersaing.

Hambatan bersaing disebabkan karena ada molekul mirip dengan substrat, yang dapat pula membentuk kompleks, yaitu kompleks enzim inhibitor (EI) pembentukan kompleks ES, yaitu melalui penggabungan inhibitor dengan enzim pada bagian aktif enzim. Dengan demikian terjadi persaingan antara inhibitor dengan substrat terhadap bagian aktif enzim melalui reaksi sebagai berikut :

E + S -------------- ES

E + I --------------- EI

Inhibitor yang menyebabkan hambatan bersaing disebut inhibitor bersaing. Asam malonat, aksalat dan aksaloasetat dapat menghambat kerja enzim suksinat dehidro genase dalam reaksi dehidrogenase asam suksinat. Asam malonat, oksalat dan oksaloasetat mempunyai struktur yang mirip dengan rumus asam suksinat. Inhibitor bersaing menghalangi terbentuknya kompleks ES dengan cara membentuk kompleks EI dan tidak dapat membentuk hasil reaksi ( P).

E + S -------------- ES ------------ E + P (membentuk hasil reaksi)

E + I -------------- EI ------------ ( tidak terbentuk hasil reaksi)

Dengan demikian adanya inhibitor bersaing dapat mengurangi peluang bagi terbentuknya kompleks ES dan hal ini menyebabkan berkurangnya kecepatan reaksi.

Gambar 5.8 Model Inhibitor Compotitif dan non Compotitif

Pengaruh inhibitor bersaing ini tidak tergantung pada konsentrasi inhibitor semata, tetapi juga pada konsentrasi substrat. Pengaruh inhibitor dapat dihilangkan dengan cara menambah sustrat dalam konsentrasi besar. Pada konsentrasi substrat yang sangat besar, peluang terbentuknya kompleks ES juga makin besar. Kecepatan reaksi maksimum ( V_maks ) dapat tercapai pada konsentrasi substrat (s) pada reaksi yang dihambat oleh inhibitor bersaing.

Hambatan tak bersaing

Hambatan tidak bersaing ( non competitive inhibition ) tidak di pengaruhi oleh besarnya konsentrasi substrat dan inhibitor yang melakukannya (inhibitor tidak bersaing). Dalam hal ini inhibitor dapat bergabung dengan enzim di luar bagian aktif. Penggabungan antara inhibitor dengan enzim ini terjadi pada enzim bebas, atau pada enzim yang telah mengikat substrat yaitu kompleks enzim substrat.

E + I ----------- EI

ES + I ------------ ESI

2.) Hambatan tidak reversibel

Telah dijelaskan bahwa baik hambatan bersaing maupun tidak bersaing adalah hambatan bersifat reversibel. Kedua macam hambatan tersebut dapat dirumuskan secara kualitatif. Hambatan tidak reversibel ini dapat terjadi karena inhibitor bereaksi tidak reversibel dengan bagian tertentu pada enzim, sehingga mengakibatkan berubahnya bentuk enzim. Dengan demikian mengurangi aktivitas katalik enzim tersebut. Sebagai contoh inhibitor molekul iodoase-tamida yang dapat bereaksi dengan gugus –SH suatu enzim tertentu :

Enzim- SH + ICH₂CONH₂ Enzim – S – CH₂CONH + HI

Reaksi ini berlangsung tidak reversibel sehingga menghasilkan produk reaksi dengan sempurna.

3) Hambatan Alosterik

Hambatan yang terjadi pada enzim alosterik dinamakan hambatan alosterik, sedangkan inhibitor yang menghambat dinamakan inhibitor alosterik. Bentuk molekul inhibitor alosterik berkaitan dengan enzim pada tempat diluar bagian aktif enzim.Dengan demikian hambatan ini tidak akan dapat diatasi dengan penambahan sejumlah besar substrat. Terbentuknya ikatan antara enzim dengan inhibitor mempengaruhi konformasi enzim, sehingga bagian aktif mengalami perubahan bentuk. Akibatnya ialah penggabungan substrat pada bagian aktif enzim terhambat.

Treonin sebagai substrat tidak dapat bergabung dengan enzim berikatan dengan isoleusin sebagai inhibitor. Akibatnya penggabungan substrat pada bagian aktif enzim terhambat. Model hipotesis suatu hambatan alosterik dapat dilihat pada gambar berikut:

Hal 172 ana p

Gambar 5.9 Model Hipotesis Hambatan Alosterik

Treonin sebagai substrat tidak dapat bergabung dengan enzim karena bentuk bagian aktif enzim berubah setelah enzim berikatan dengan isoleusin sebagai inhibitor.

5.2.1.7 Koenzim dan Vitamin

Sejumlah besar enzim membutuhkan suatu komponen lain untuk dapat berfungsi sebagai katalis. Komponen ini secara umum disebut kofaktor. Kofaktor ini dapat dibagi dalam tiga kelompok, yaitu:

1. Gugus prostetik

2. Koenzim

3. Aktivaktor

Yang dimaksud dengan gugus prostetik ialah kelompok kofaktor yang terikat pada enzim dan tidak mudah terlepas dari enzimnya. Suatu koenzim adalah molekul organik terkecil, tahan terhadap panas, yang mudah terdisosiasi dan dapat dipisahkan dari enzimnya, dengan cara dialisis. Contoh koenzim ialah NAD, NADP, asam tetra hidrofosfat, tiamin pirofosfat (TPP), dan ATP. Activator pada umumnya ialah ion-ion logam yang dapat terikat atau mudah terlepas dari emzim. Contoh activator logam ialah K^, Mn^, Mg^, Cu^, Zn^. Dari tiga kelompok kofaktor tersebut, peranan koenzim dan gugus prostetik serta hubungannya dengan vitamin akan dibahas berikut ini.

Vitamin ialah golongan senyawa kimia yang terdapat dalam jumlah kecil makanan tetapi mempunyai arti yang penting, sebab kekurangan vitamin akan menimbulkan beberapa jenis penyakit, misal beri-beri, skorbut, rabun senja dan lain-lain yang digolongkan kedalam penyakit kekurangan vitamin atau avitaminosis. Beberapa koenzim mempunyai struktur yang mirip dengan vitamin tertentu. Pada koenzim tertentu, molekul vitamin menjadi bagian dari molekul tersebut. Hubungan antara vitamin dengan koenzim tampak pada contoh sbb:

1. Niasin adalah nama vitamin yang berupa molekul nikotinamida atau asam nikotinat. Niasin terdapat dalam jaringan hewan maupun tumbuhan. Daging adalah bahan makanan yang mengandung banyak niasin. Molekul nikotinamida terdapat sebagai bagian dari molekul NAD⁺ atau NADP⁺. Kekurangan niasin akan mengakibatkan pellagra pada manusia

- CONH₂ - COOH

N N

Nikotinamida Asam nikotinat

Molekul NAD⁺ atau NADP⁺ adalah bentuk teroksidasi nikotinamida adenin dinukleotida. Sedangkan bentuk tereduksinya adalah NADH atau NADPH. Reaksi oksidasi reduksi yang menggunakan koenzim ini pada umumnya reaksi reversibel, jadi NAD⁺ atau NADP⁺ dapat terbentuk kembali dari NADH dan NADPH pada reaksi yang sama.

Koenzim ini dikenal sebagai koenzim untuk enzim dehidrogenase untuk katalis reaksi oksidasi dan reduksi. Misalnya alkohol dehidrogenase untuk katalis reaksi oksidasi alkohol

CH₃CH₂OH + NAD⁺ ===== CH₃CHO + NADH + H⁺

Karena reaksi ini menghasilkan ion H⁺, maka akan berjalan baik pada (H⁺) rendah atau suasana basa.

2. Riboflavin atau vitamin B2 terdiri atas D ribitol yang terikat pada cincin isoalloksazin yang tersubstansi.Vitamin ini dikenal sebagai faktor pertumbuhan.

Gambar 5.10 Molekul Riboflavin (vitamin B₂ )

Molekul riboflavin merupakan bagian dari molekul FAD (Flavin Adenin Dinukleotida). Salah satu contoh reaksi yang menggunakan enzim dengan gugus prostetik FAD ialah reaksi pembentukan asam fumarat dari asam suksinat dengan enzim suksinat dehidrogenasi. Gugus prostetik FAD dan FADH₂ terikat pada enzim suksinat dehidrogenase.

Gambar 5.11 Struktur Kimia FMN dan FAD

3. Asam lipoat adalah suatu vitamin yang juga merupakan faktor pertumbuhan dan terdapat pada hati. Asam ini terdapat dalam dua bentuk yaitu bentuk teroksidasi dan bentuk tereduksi, berfungsi sebagai kofaktor pada enzim piruvat dehidrogenase dan ketoglutarat dehidrogenase, berperan dalam reaksi pemisahan gugus asil.

Gambar 5.12 Bentuk Asam Lipoat Teroksidasi dan Tereduksi

4. Biotin adalah vitamin yang terdapat dalam hati dan berikatan dengan suatu protein. Biositin adalah senyawa yang terdiri atas biotin yang berikatan dengan lisin dan dapat diperoleh dari hidrolisis protein yang mengandung biotin. Biotin berfungsi sebagai koenzim pada reaksi karboksilasi. Pada reaksi ini biotin terikat pada suatu protein dengan BM kira-kira 20.000 yang disebut BCCP (Biotin Carboxyl Carrier Protein) yang dapat menerima dan memisahkan gugus CO₂.

Mn⁺²

ATP + HCO₃ ^- + BCCP BCCP ------CO₂ + ADP + Pi

Biotinkarboksilase

transkarboksilase

BCCP -------CO₂ + asetil-KoA BCCP + malonil KoA

Biotin sangat mudah berikatan dengan avidin, yaitu suatu protein basa yang terdapat pada bagian putih dalam telur. Oleh karena afinitasnya sangat tinggi, maka avidin dapat merupakan inhibitor efektif bagi reaksi-reaksi yang menggunakan biotin.

5. Tiamin atau vitamin B1 umumnya terdapat dalam keadaan bebas dalam beras atau gandum. Kekurangan vitamin B1 akan mengakibatkan penyakit beri-beri. Koenzim yang berasal dari vitamin B1 ialah Tiaminpirofosfat ( TPP ) dan berperan dalam reaksi yang menggunakan enzim -keto dekarbosilase, asam- keto oksidase, transketolase dan fosfo ketolase.

Gambar 5.13 Struktur Vitamin B1 (Tiamin)

6. Vitamin B6 terdiri dari tiga senyawa yaitu piridoksal, piridoksin dan piridoksamin. Ketiga bentuk vitamin B6 ini terdapat dalam tumbuhan maupun hewan, terutama pada beras atau gandum. Kekurangan vitamin B6 dapat mengakibatkan dermatitis ( penyakit kulit ) dan gangguan pada sistem saraf

pusat. Koenzim dari vitamin B6 ialah piridoksalfosfat dan piridoksaminafosfat. Piridoksalfosfat berfungsi sebagai koenzim reaksi-reaksi metabolisme asam amino, seperti transaminase, dekarboksilase, dan rasemisasi. Berikut contoh reaksi transaminasi:

Gambar 5.14 Reaksi Transaminasi Asam Glutamat - asam aspartat

Enzim yang bekerja sebagai katalis pada transaminase ialah glutamat-aspartat transaminase. Enzim yang bekerja dalam reaksi dekarboksilase ialah glutamat dekarboksilase. Sedangkan enzim yang bekerja dalam reaksi rasemisasi ini ialah glutamat rasemase.

Ketiga reaksi tersebut memperlihatkan bahwa enzim yang dipergunakan berbeda-beda, namun yang berperan sebagai koenzim pada tiap reaksi adalah piridoksalfosfat.

7. Asam folat dan derivatnya banyak terdapat dialam. Bakteri dalam usus memproduksi asam folat dalam jumlah kecil. Koenzimnya yang berasal dari vitamin ini ialah asam tetrahidrofolat. Senyawa ini dibentuk dari asam folat yang

Gambar 5.15 Struktur Asam Folat

diproduksi menjadi asam dihidrofolat ( FH₂ ), kemudian senyawa ini direduksi lebih lanjut menjadi asam tetrahidrofolat ( FH₄ ). Peranan FH₄ ialah sebagai pembawa unit senyawa satu atom karbon yang berguna dalam biosintesis purin, serin,dan glisin.

8. Vitamin B-12 diisolasi dari hati adalah sianokobalamina. Vitamin ini merupakan bagian dari koenzim B-12. Koenzim B-12 relatif tidak stabil dan bila dikenai cahaya terurai menjadi hidroksikobalamin, sedangkan dengan sianida koenzim B-12 terurai menjadi sianokobalamin atau vitamin B-12. Fungsi vitamin B-12 adalah bekerja pada beberapa reaksi antara lain reaksi pemecahan ikatan C-C, ikatan C-O dan ikatan C-N dengan enzim mutase dan dehidrase.

Gambar 5.16 Struktur Sianokobalamin (vitamin B12)

9. Asam pantotenat terdapat dialam sebagai komponen dalam molekul koenzim A. Vitamin ini diperlukan oleh tubuh sebagai faktor pertumbuhan.

Koenzim-A atau KoASH diisolasi dan strukturnya ditentukan pada tahun 1940 oleh F.Cipmann. Yang penting dalam molekul KoA ini gugus sulfifhidril (-SH). Ko-A memegang peranan penting sebagai pembawa gugus asetil, khususnya dalam biosintesis asam lemak.

Gambar 5.17 Struktur Kimia Koenzim A ( HSKoA)

Disamping koenzim yang mempunyai hubungan struktural dengan vitamin, adapula koenzim yang tidak berhubungan dengan vitamin, yaitu adenosin trifosfat atau ATP. Koenzim ini termasuk golongan senyawa berenergi tinggi, ATP berfungsi sebagai koenzim yang memindahkan gugus fosfat, maka ATP akan berubah menjadi adenosindifosfat ( ADP ). Di samping melepaskan fosfat, reaksi ini berlangsung dengan melepaskan sejumlah energi, yang digunakan untuk keperluan reaksi yang lain. ATP memegang peranan sangat penting dalam reaksi metabolisme karbohidrat. Dalam hal ini ATP merupakan koenzim yang menyertai enzim kinase, misalnya heksokinase dan piruvat kinase, misalnya heksokinase dan piruvat kinase.

1. LATIHAN

Untuk memperdalam pemahaman anda tentang materi di atas, kerjakan soal-soal latihan berikut:

1. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi reaksi enzim.

2. Bagaimana cara Michaelis dan Menten membuktikan hipotesis mereka bahwa dalam reaksi yang menggunakan enzim terjadi terlebih dahulu kompleks enzim substrat.

3. Jelaskan peranan enzim-enzim yang termasuk golongan hidrolase. Berikan contoh-contohnya.

4. Buktikan bahwa persamaan Michaelis –Menten adalah:

V_maks (S)

V =

K_m + (S)

5.2.2 Petunjuk Jawaban soal-soal latihan :

1. Konsentarsi substrat, konsentarsi enzim, suhu, pH, inhibitor

2. Untuk dapat terjadi kompleks enzim substrat, diperlukan adanya kontak antara enzim dengan substrat. Kontak ini terjadi pada suatu tempat atau bagian enzim yang disebut bagian aktif

3. Peranan enzim hidrolase, yaitu berfungsi memecahkan ikatan ester, memecahkan glikosida dan yang memecahkan ikatan peptida. contoh ialah esterase, lipase, fosfatase, amilase, amino peptidase, karboksi peptidase, pepsin, tripsin, kimotripsin.

4. Sudah jelas diuraikan diatas.

5.2.3 RANGKUMAN

Comision on Enzymes of the International Union of Biochemistry, enzim dibagi dalam enam golongan besar berdasarkan reaksi : 1)Oksidoreduktase, 2) Transferase, 3) Hidrolase, 4) Liase, 5) Isomerase, dan 6. Ligase.

Beberapa factor yang mempengaruhi kerja enzim adalah sebagai berikut; konsentrasi substrat, pH, temperature (suhu), dan inhibitor (reversible dan nonrevesibel).

Kofaktor suatu enzim terdiri atas: gugus prostetik, koenzim dan activator. Gugus prostetik ialah kelompok kofaktor yang terikat pada enzim dan tidak mudah terlepas dari enzimnya. Suatu koenzim adalah molekul organic terkecil, tahan terhadap panas, yang mudah terdisosiasi dan dapat dipisahkan dari enzimnya, dengan cara dialisis. Contoh koenzim ialah NAD, NADP, asam tetra hidrofosfat, tiamin pirofosfat (TPP). Activator pada umumnya ialah ion-ion logam yang dapat terikat atau mudah terlepas dari enzim. Contoh activator logam ialah K^, Mn^, Mg^, Cu^, Zn^.

5.3 PENUTUP

5.3.1 Tes Formatif

1. Enzim digolongkan berdasarkan jenis reaksi yang dikatalisisnya. Sebutkan

2. Bagaimana pengaruh konsentrasi substrat terhadap kecepatan suatu reaksi yang menggunakan enzim.

3. Uraikan peranan inhibitor dalam reaksi yang menggunakan enzim.

4. Apakah yang disebut koenzim dan apa hubungannya dengan beberapa vitamin? Jelaskan jawaban anda.

5. Enzim akan mempecepat reaksi metabolisme dengan cara

a. mengubah keseluruhan perbahan energi bebas reaksi tersebut

b. membuat reaksi endorgenik terjadi secara spontan

c. menurunkan energi aktivasi

d. membuat molekul substrat menjadi lebih stabil

6. Yang mana diantara karakteristik berikut yang tidak berhubungan dengan pengaturan alosterik suatu aktivitas enzim?

1. suatu molekul yang menyeruapai substrat dan bersaing untuk menempati tempat aktif.

2. suatu molekul alamiah yang menstabilkan suatu konformasi yang secara katalitik bersifat aktif

3. molekul pengatur yang berikatan dengan suatu tempat yang jauh dari tempat aktif

4. molekul inhibitor atau aktivator yang bisa bersaing satu sama lain

7. Jika enzim telah diinhibisi (dihambat) secara nonkompetitif maka:

a. G untuk reaksi yang dikatalisis akan selalu negatif

b. peningkatan konsentrasi subastar akan meningkatkan inhibisi.

c. diperlukan energi aktivasi yang lebih tinggi untuk memulai reaksi

d. molekul inhibitor mungkin secara kimiawi tidak berhubungan dengan subsrat.

8. Jika larutan enzim dijenuhkan dengan substrat, cara yang paling efektif untuk mendapatkan hasil produk yang lebih cepat adalah:

a. menambahkan lebih banyak enzim

b. memanaskan larutan itu sampai 90^o C

c. menambahkan lebih banyak subsrat

d. menambahkan suatu inhibitor alosterik

5.3.2 Umpan Balik

Anda dapat menguasai materi ini dengan baik jika memperhatikan hal-hal berikut:

1. Membuat ringkasan materi pada setiap bab sebelum materi tersebut dibahas dalam diskusi kelas.

2. Aktif dalam diskusi baik kelompok kecil maupun kelompok besar.

3. Mengerjakan latihan.

5.3.3 Tindak Lanjut

1. Apabila mahasiswa dapat menyelesaikan 80% dari test formatif diatas, maka mahasiswa tersebut dapat melanjutkan ke bab selanjutnya, sebab pengetahuan tentang enzim adalah dasar pengetahuan untuk bab-bab selanjutnya.

2. Jika ada diantara mahasiswa belum mencapai penguasaan 80% dianjurkan untuk :

   • mempelajari kembali topik di atas dari awal

   • berdiskusi dengan teman terutama pada hal-hal yang belum dikuasai

   • bertanya kepada dosen jika ada hal-hal yang tidak jelas dalam diskusi.

5.3.4 Kunci Jawaban tes formatif

1. Comision on Enzymes of the International Union of Biochemistry, enzim dibagi dalam enam golongan besar berdasarkan reaksi : 1)Oksidoreduktase, 2) Transferase, 3) Hidrolase, 4) Liase, 5) Isomerase, dan 6. Ligase.

2. Jika konsentrasi enzim tetap, maka pertambahan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan reaksi. Pada batas konsentrasi tertentu, tidak terjadi kenaikan kecepatan reaksi walaupun konsentrasi substrat diperbesar. Untuk dapat terjadi kompleks enzim substrat, diperlukan adanya kontak antara enzim dengan substrat. Kontak ini terjadi pada suatu tempat atau bagian enzim yang disebut bagian aktif. Pada konsentrasi substrat rendah, bagian aktif enzim ini hanya menampung substrat sedikit. Bila konsentrasi substrat diperbesar, makin banyak substrat yang dapat berhubungan dengan enzim pada bagian aktif tersebut. Dengan demikian konsentrasi kompleks enzim substrat makin besar dan hal ini menyebabkan makin besarnya kecepatan reaksi.

3. Molekul atau ion yang dapat menghambat suatu reaksi dinamakan inhibitor. Hambatan terhadap aktifitas enzim dalam suatu reaksi kimia ini mempunyai arti yang penting, karena hambatan tersebut juga merupakan mekanisme pengaturan reaksi yang terjadi dalam tubuh kita. Di samping itu hambatan ini dapat memberikan gambaran lebih jelas tentang mekanisme kerja enzim.

4. koenzim adalah molekul organik kecil, tahan terhadap panas, mudah terdisosiasi dan dapat dipisahkan dari enzimnya, dengan cara dialisis. Contoh koenzim ialah NAD, NADP, asam tetra hidrofosfat, tiamin pirofosfat (TPP), dan ATP. Hubungannya dengan vitamin adalah ada beberapa vitamin seperti vitamin B6, B12, vitamin K, asam folat, tiamin, asam pentatonat adalah merupakan suatu koenzim.

5. Jawaban point C

6. Jawaban point A

7. jawaban point D

8. jawaban point A

BUKU SUMBER

1. Campbell Reece-Mitchell, 2002, Biologi, edisi Kelima-Jilid I ; Erlangga

2. Stryer Lubert., 2000, Biochemistry, volume 1,2,3 edisi 4., EGC Jakarta

3. Lehninger., 1998, Dasar –Dasar Biokimia, Terjemahan Maggi Thenawijaya., Jilid 1,2,3., Erlangga, Jakarta.

4. Murray, Robert (et,al)., 2001, Harper’s Review Of Biochemistry., Edisi 25, EGC., Jakarta.

5. Arbianto,P., 1993, Biokimia Konsep-Konsep Dasar, DEPDIKBUD, DIKTI, Proyek Pendidikan Tenaga Akademik; Jakarta.

6. Poedjiadi,A., 1994, Dasar-Dasar Biokimia. Universitas Indonesia-Press.

SENARAI

Akseptor : zat, senyawa, atau ion, alat, sel elemen yang berkemampuan sebagai penerima dalam pembentukan gabungan (senyawa)

Asam Folat :

Aktivator : zat pengaktif terdiri dari ion-ion logam yang dapat terikat atau mudah terlepas dari enzim. Contoh activator logam ialah K^, Mn^, Mg^, Cu^, Zn^.

Asam urat : Uric Acid; endapan buangan nitrogen yang tidak larut yang dieksresikan oleh keong darat, serangga, burung dan beberapa reptilia.

BCCP : Biotin Carboxyl Carrier Protein

Destruksi : Penghancuran, pemusnahan, perusakan

Tempat alosterik : Tempat reseptor spesifik pada enzim yang berada jauh dari tempat aktifnya. Molekul –molekul berikatan dengan tempat alosterik dan mengubah bentuk tempat aktif enzim, dan membuat enzim itu menjadi lebih atau kurang peka terhadap substrat.

Inhibitor : Zat, senyawa berupa logam atau lainnya yang dipakai untuk menghambat.

Inhibitor kempotitif : substansi yang mengurangi aktivitas suatu enzim dengan cara memasuki tempat aktifnya menggantikan substrat yang strukkturnya sangat mirip.

Inhibitor nonkempotitif ; substansi yang mengurangi aktivitas suatu enzim dengan cara berikatan dengan lokasi yang jauh dari tempat aktifnya, mengubah konformasinya sedemikian rupa sehingga enzim tersebut tidak lagi dapat berikatan dengan substratnya.

Gugus prostetik : kelompok kofaktor yang terikat pada enzim dan tidak mudah terlepas dari enzimnya.

Substrat : Zat atau senyawa yang digunakan pada reaksi kimia

NAD⁺ : Nicotinamide Adenine Dinucleotida ; koenzimyang ditemukan dalam semua sel yang membantu enzim meindahkan elektron selama reaksi redoks metabolisme.

NADH : Suatu koenzim Nikotinamida adenin Dinukleotida Hidrogenase

NADPH : Suatu koenzim Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat Hidrogenase

THFA : Asam Tetrahidrofolat ( Tetra Hidro Folat Acid )