Mengenal Enzim: Pengertian, Fungsi, Struktur & Sifatnya
Tahu nggak sih, di dalam tubuh makhluk hidup itu terjadi
begitu banyak reaksi kimia. Contohnya aja, di dalam tubuh kita, terjadi reaksi
pemecahan zat-zat makanan untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Atau, di
dalam tubuh tumbuhan yang terjadi reaksi fotosintesis. Nah, seluruh reaksi
kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup itu disebut metabolisme.
Reaksi-reaksi kimia metabolisme terjadi sangat cepat, dan
ada hubungannya dengan kerja enzim. Wah, apa itu enzim? Yuk, langsung aja kita
simak pembahasan berikut!
Pengertian Enzim
Enzim adalah senyawa kimia berupa protein yang berperan
sebagai biokatalisator, di mana bio adalah makhluk hidup dan katalis adalah zat
yang dapat mempercepat reaksi. Sederhananya, enzim adalah katalis yang membantu
mempercepat reaksi biologis. Fungsi enzim adalah untuk mempercepat reaksi
biologis, tanpa ikut bereaksi ya, teman-teman.
Struktur Enzim
Struktur enzim terdiri atas sisi aktif, yang merupakan
tempat menempelnya substrat atau senyawa yang akan diubah oleh enzim. Nantinya, substrat ini akan mengalami reaksi
kimia oleh enzim membentuk suatu produk atau hasil reaksi.
Struktur enzim
Nah, enzim di dalam tubuh kita tersusun atas dua komponen,
yaitu apoenzim dan kofaktor. Gabungan antara apoenzim dan kofaktor dinamakan
holoenzim. Lalu, bedanya apoenzim dengan kofaktor itu apa, ya?
Apoenzim merupakan enzim yang tersusun atas senyawa protein
dan merupakan jenis yang paling
mendominasi dari semua struktur enzim yang ada. Sifatnya labil atau mudah berubah, serta kerjanya
dipengaruhi oleh suhu dan pH. Sementara itu, kofaktor merupakan enzim yang
tersusun atas senyawa nonprotein.
Komponen penyusun enzim
Kofaktor enzim dibedakan menjadi dua, yaitu kofaktor
organik, seperti vitamin, flavin, atau hem, dan kofaktor anorganik, seperti
ion-ion logam Mg2+, Mn2+, atau Cu+. Ion-ion logam ini berfungsi sebagai pusat
katalisis primer, tempat mengikat substrat, dan stabilisator agar enzim tetap
aktif.
Berdasarkan kekuatan ikatannya terhadap enzim, kofaktor
organik dibedakan lagi menjadi dua, yaitu koenzim dan gugus prostetik. Koenzim
adalah gugus yang ikatannya nggak kuat dan mudah untuk didialisis. Tugasnya
memindahkan zat kimia dari satu enzim ke enzim lain. Contohnya, FADH, NADH, dan
Vitamin B. Sementara itu, gugus prostetik adalah gugus yang terikat kuat pada
enzim dan nggak mudah terurai dalam larutan. Contohnya FAD.
Sifat-Sifat Enzim
Secara umum, enzim memiliki enam sifat khas, lho! Keenam
sifat ini antara lain adalah sebagai berikut:
1. Enzim tersusun atas protein
Komponen penyusun utama enzim tersusun atas protein, tapi
tidak semua protein merupakan enzim.
2. Enzim merupakan biokatalisator
Seperti dalam pengertiannya, enzim bersifat biokatalisator.
Itu berarti, enzim hanya mengubah kecepatan reaksi dengan menurunkan energi
aktivasinya.
3. Enzim bekerja secara spesifik
Suatu enzim hanya bekerja pada substrat yang spesifik untuk
membentuk produk yang spesifik juga. Dalam hal ini, kamu bisa membayangkan
enzim sebagai “kunci” yang mempunyai bentuk khusus, sehingga hanya bisa membuka
satu “gembok” aja. Contohnya, enzim amilase yang hanya bekerja pada substrat
berupa amilum (pati).
4. Enzim dapat digunakan berulang kali (reusable)
Selama enzimnya nggak rusak, enzim bisa dipakai
berulang-ulang karena nggak ikut bereaksi.
5. Enzim tidak ikut berubah menjadi produk
Walaupun enzim bekerja untuk mengubah substrat menjadi
produk, tapi enzim nggak ikut berubah menjadi produk juga, ya.
6. Kerja enzim bersifat bolak balik (reversible)
Suatu enzim dapat melakukan reaksi dua arah, yaitu dari
substrat menjadi produk atau produk menjadi substrat.
Cara
Enzim adalah molekul protein yang sangat penting dalam tubuh
makhluk hidup. Mereka berperan sebagai katalisator biologis, artinya
mereka mempercepat reaksi kimia tanpa ikut habis terpakai dalam prosesnya.
Tanpa enzim, banyak reaksi kimia di dalam tubuh akan berlangsung sangat lambat,
bahkan tidak terjadi sama sekali, sehingga tidak bisa menunjang kehidupan.
Bagaimana Enzim Bekerja?
Mekanisme kerja enzim dapat dijelaskan melalui beberapa
konsep utama:
1. Menurunkan Energi Aktivasi
Setiap reaksi kimia membutuhkan sejumlah energi awal untuk
dimulai, yang disebut energi aktivasi. Enzim bekerja dengan cara menurunkan
energi aktivasi ini. Dengan demikian, reaksi dapat berlangsung lebih cepat
dan pada suhu yang lebih rendah (sesuai dengan kondisi tubuh) daripada tanpa
enzim.
2. Pengikatan Substrat pada Sisi Aktif
Enzim memiliki area spesifik yang disebut sisi aktif.
Sisi aktif ini memiliki bentuk dan susunan kimia yang sangat spesifik, sehingga
hanya molekul tertentu yang bisa berikatan dengannya. Molekul yang berikatan
dengan sisi aktif enzim disebut substrat.
Proses pengikatan antara enzim dan substrat ini sangat
penting dan dijelaskan oleh dua teori utama:
- Teori
Kunci dan Gembok (Lock and Key Theory) Teori ini mengemukakan bahwa
sisi aktif enzim memiliki bentuk yang sangat spesifik, seperti gembok, dan
hanya substrat dengan bentuk yang persis sesuai (seperti kunci) yang bisa
masuk dan berikatan. Ini menjelaskan mengapa enzim sangat spesifik
terhadap substratnya.
- Teori
Kecocokan Terinduksi (Induced Fit Theory) Teori ini lebih modern dan
fleksibel. Dikatakan bahwa sisi aktif enzim tidak sepenuhnya kaku. Ketika
substrat mendekat dan berikatan, sisi aktif enzim dapat sedikit mengubah
bentuknya untuk "menyesuaikan diri" dan meningkatkan kecocokan
ikatan dengan substrat. Penyesuaian ini dapat membuat ikatan kimia pada
substrat menjadi lebih reaktif.
3. Pembentukan Kompleks Enzim-Substrat
Setelah substrat berikatan dengan sisi aktif enzim,
terbentuklah kompleks enzim-substrat. Dalam kompleks ini, enzim
memposisikan substrat dengan cara yang optimal, sehingga memudahkan terjadinya
pemutusan atau pembentukan ikatan kimia yang diperlukan.
4. Perubahan Substrat Menjadi Produk dan Pelepasan Enzim
Di dalam kompleks enzim-substrat, reaksi kimia berlangsung
dan mengubah substrat menjadi produk. Setelah produk terbentuk, produk
tersebut akan dilepaskan dari sisi aktif enzim.
5. Enzim Siap Digunakan Kembali
Setelah produk dilepaskan, enzim kembali ke bentuk semula
dan siap untuk berikatan dengan molekul substrat lain dan mengulangi siklus
reaksi. Ini menunjukkan bahwa enzim tidak habis terpakai dan dapat digunakan
berulang kali.
Contoh Sederhana
Bayangkan sebuah kunci (enzim) dan gembok (substrat). Kunci
yang tepat bisa membuka gembok (mengubah substrat menjadi produk). Setelah
gembok terbuka, kunci bisa digunakan untuk membuka gembok lain. Enzim bekerja
mirip, mempercepat "pembukaan" atau "perubahan" molekul
lain.
Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim
Beberapa faktor dapat memengaruhi aktivitas enzim, antara
lain:
- Suhu:
Setiap enzim memiliki suhu optimum untuk bekerja. Suhu yang terlalu tinggi
dapat menyebabkan denaturasi (kerusakan struktur) enzim, sedangkan suhu
terlalu rendah dapat menghambat aktivitasnya.
- pH
(Derajat Keasaman): Mirip dengan suhu, setiap enzim juga memiliki pH
optimum. Perubahan pH yang ekstrem dapat memengaruhi bentuk sisi aktif
enzim.
- Konsentrasi
Enzim dan Substrat: Semakin banyak enzim atau substrat, umumnya reaksi
akan semakin cepat hingga titik saturasi.
- Inhibitor
dan Aktivator: Zat tertentu dapat menghambat (inhibitor) atau
meningkatkan (aktivator) aktivitas enzim.
Memahami cara kerja enzim sangat penting untuk menjelaskan
berbagai proses biologis, mulai dari pencernaan makanan, produksi energi,
hingga sintesis DNA dalam tubuh kita.
