Enzim

Enzim atau biokatalisator adalah katalisator organik yang dihasilkan oleh sel.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.Reaksi-reaksi enzimatik dibutuhkan agar bakteri dapat memperoleh makanan/ nutrient dalam keadaan terlarut yang dapat diserap ke dalam sel, memperoleh energi Kimia yang digunakan untuk biosintesis, perkembangbiakan, pergerakan, dan lain-lain. Pada Enzim amilase dapat memecah ikatan pada amilum hingga terbentuk maltosa.Ada tiga macam enzim amilase, yaitu α amilase, β amilase dan γ amilase. Yang terdapat dalam saliva (ludah) dan pankreas adalah α amilase. Enzim ini memecah ikatan 1-4 yang terdapat dalam amilum dan disebut endo amilase sebab enzim ini bagian dalam atau bagian tengah molekul amilum (Poedjiadi, 2006).

Enzim merupakan biokatalisator yang sangat efektif yang akan meningkatkan kecepatan reaksi kimia spesifik secara nyata, dimana reaksi ini tanpa enzim akan berlangsung lambat. Enzim merupakan senyawa protein yang dapat mengkatalisis seluruh reaksi kimia dalam sistem biologis. Semua enzim murni yang telah diamati sampai saat ini adalah protein. Aktivitas katalitiknya bergantung kepada integritas strukturnya sebagai protein. Enzim dapat mempercepat reaksi biologis, dari reaksi yang sederhana, sampai ke reaksi yang sangat rumit. Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi sehingga mempercepat proses reaksi. Percepatan reaksi terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. Enzim mengikat molekul substrat membentuk kompleks enzim substrat yang bersifat sementara dan lalu terurai membentuk enzim bebas dan produknya (Lehninger, 1990).

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi Enzim Perubahan suhu dan pH mempunyai pengaruh besar terhadap kerja enzim. Kecepatan reaksi enzim juga dipengaruhi oleh konsentrasi enzim dan konsentrasi substrat. Pengaruh aktivator, inhibitor, koenzim dan konsentrasi elektrolit dalam beberapa keadaan juga merupakan faktor-faktor yang penting.

a.    Pengaruh suhu

Suhu rendah mendekati titik beku tidak merusak enzim, namun enzim tidak dapat bekerja. Dengan kenaikan suhu lingkungan, enzim mulai bekerja sebagian dan mencapai suhu maksimum pada suhu tertentu. Bila suhu ditingkatkan terus, jumlah enzim yang aktif akan berkurang karena mengalami denaturasi. Kecepatan reaksi enzimatik mencapai puncaknya pada suhu optimum. Enzim dalam tubuh manusia mempunyai suhu optimum sekitar 37° C. Sebagian besar enzim menjadi tidak aktif pada pemanasan sampai ± 60° C, karena terjadi denaturasi (Soewoto, 2000) .

Suhu campuran reaksi juga berpengaruh terhadap laju reaksi enzimatik. Jika reaksi tersebut dilangsungkan dalam berbagai suhu, kurva hubungan tersebut akan menunjukkan suhu tertentu, yang menghasilkan laju reaksi yang maksimum. Dengan demikian, dalam hal ini juga ada kondisi optimum yang disebut sebagai suhu optimum.

Makin besar perbedaan suhu reaksi dengan suhu optimum, makin rendah pula laju reaksinya. Akan tetapi, keadaan yang menyebabkan rendahnya suhu di luar suhu optimum berbeda antara suhu yang lebih rendah dengan suhu yang lebih tinggi. Pada suhu yang lebih rendah penyebab kurangnya laju reaksi enzimatik yaitu kurangnya gerak termodinamik, yang menyebabkan kurangnya tumbukan antara molekul enzim dengan substrat. Jika kontak antara kedua jenis molekul itu tidak terjadi, kompleks ES tidak terbentuk. Padahal kompleks ini sangat penting untuk mengolah S menjadi P. Oleh karena itu, makin rendah suhu, gerak termodinamik tersebut akan makin berkurang.

Pada daerah suhu yang lebih tinggi gerak termodinamik akan lebih meningkat, sehingga tumbukan antara molekul akan lebih sering. Akan tetapi laju reaksi tidak terus meningkat, melainkan malah menurun dengan cara yang lebih kurang sebanding dengan selisih nilai dan suhu optimum. Dalam peningkatan suhu ini, selain gerak termodinamik meningkat, molekul protein enzim juga mengalami denaturasi, sehingga bangun tiga dimensinya berubah secara bertahap. Jika suhu jauh lebih tinggi dari suhu optimum, maka makin besar deformasi struktur tiga dimensi tersebut dan makin sukar bagi substrat untuk menempati secara tepat di bagian aktif molekul enzim. Akibatnya, kompleks E-S akan sukar terbentuk, sehingga produk juga makin sedikit.

Pada sisi A dari kurva terdapat hubungan tertentu antara kenaikan suhu dengan laju reaksi. Arrhenius secara empiris telah mengembangkan suatu rumusan umum antara laju suatu reaksi kimia dengan suhu mutlak system reaksi tersebut (Sadikin, 2002 ).

b.    Pengaruh pH

Enzim bekerja pada kisaran pH tertentu. Jika dilakukan pengukuran aktivitas enzim pada beberapa macam pH yang berlainan, sebagian besar enzim di dalam tubuh akan menunjukkan aktivitas maksimum antara pH 5,0 sampai 9,0. Kecepatan reaksi enzimatik mencapai puncaknya pada pH optimum. Ada enzim yang mempunyai pH optimum yang sangat rendah, seperti pepsin, yang mempunyai pH optimum 2. pada pH yang jauh di luar pH optimum, enzim akan terdenaturasi. Selain itu pada keaadan ini baik enzim maupun substrat dapat mengalami perubahan muatan listrik yang mengakibatkan enzim tidak dapat berikatan dengan substrat (Soewoto,2000) .

Sebagian besar enzim bekerja aktif dalam trayek pH yang sempit umumnya 5-9. Ini adalah hasil merupakan hasilpengaruh dari pH atas kombinasi factor (1) ikatan dari substrat ke enzim (2) aktivitas katalik dari enzim (3) ionisasi substrat dan (4) variasi struktur protein (biasanya signifikan hanya pada pH yang cukup tinggi) (Simanjuntak, 2003).

Ada 2 alasan untuk menyelidiki pengaruh tingkat keasaman atau pH terhadap aktivitas emzim, yaitu:

1.      Sebagai produk makhluk hidup secara teori selalu ada kemungkinan dari pengaruh ph ini terhadap aktivitas biologis dari enzim ini.

2.      Sebagai suatu protein enzim tidak berbeda dengan protein lainnya.

c.    Hubungan antara pH larutan enzim dengan laju reaksi enzim

Kadang-kadang, seperti pada enzim amylase liur, hubungan tersebut tidak menunjukkan suatu titik puncak, melainkan suatu garis merata (plateau setelah kurva yang naik, untuk kemudian turun lagi sesudah plateau ) Fenomena seperti ini dapat ditafsirkan sebab adanya molekul amylase dalam bentuk beberapa molekul protein yang berbeda (isozim). Tiap molekul isozem niscaya bekerja pada pH yang sedikit berbeda.

Perlu diingat bahwa dalam mencari hubungan antara derajat keasaman dengan laju reaksi maksimum ini, rentangan pH yang diselidiki biasanya berkisar dalam rentangan yang tidak lebar dan bukan dalam rentangan antara pH 1 sampai 14. Karena tidak ada sistem dapar masing-masing di sekitar nilai kapasitas yang maksimum dari tiap dapar (rentangan pH di sekitar nilai pKa komponen asam tiap dapar), bukan tidak mengkin ada interaksi yang merugikan antara enzim dan ion penyusun dapar dan bukan karena pH yang disebabkan dapar itu sendiri.

d.   Pengaruh konsentrasi enzim :

Peningkatan konsentrasi enzim akan meningkatkan kecepatan reaksi enzimatik. Dapat dikatakan bahwa kecepatan reaksi enzimatik (v) berbanding lurus dengan konsentrasi enzim [E]. Makin besar konsentrasi enzim, reaksi makin cepat (Soewoto, 2000) .

Semakin  besar konsentrasi enzim maka makin banyak pula produk yang terbentuk dalam tiap waktu pengamatan. Dari pengamatan tersebut dapat dikatakan bahwa konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan enzim. Dengan bertambahnya waktu, pada tiap konsentrasi enzim pertambahan jumlah produk akan menunjukkan defleksi, tidak lagi berbanding lurus sejalan dengan berlalunya waktu tersebut. Fenomena itu tentu mudah dimaklumi, karena setelah selang beberapa waktu, jumlah substrat yang tersedia sudah mulai berkurang, sehingga dengan sendirinya produk olahan enzim juga akan berkurang. Akan tetapi pada gambar 1 tampak pula dengan jelas, bahwa defleksi tersebut makin jelas dengan makin tingginya konsentrasi enzim. Sebaliknya, pada konsentrasi enzim yang rendah, dalam jangka waktu pengamatan yang sama hubungan waktu dengan jumlah produk yang dihasilkan masih berbanding lurus.

Hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi enzim ternyata berbanding lurus. Jadi, makin besar konsentrasi enzim, maka makin cepat laju reaksi.

Kadang-kadang terjadi penyimpangan dari persamaan ini, sehingga diperoleh garis agak melengkung. Biasanya, penyimpangan ini terjadi jika enzim yang dipelajari tidak dalam keadaan murni, sehingga mungkin terdapat senyawa-senyawa penghambat reaksi dalam jumlah yang sangat kecil. Sebaliknya, penyimpangan juga terdapat dalam sediaan enzim dengan kemurniaan yang tinggi. Dalam keadaan ini, penyimpangan disebabkan oleh senyawa pengaktif (aktivator), misalnya tidak adanya ion tertentu, meskipun ph yang diperlukan sudah dipastikan dengan menggunakan larutan dapar dan tidak hanya sekedar larutan dengan ph yang diperlukan tersebut (Sadikin, 2002 ).

e.    Pengaruh konsentrasi substrat

Pada suatu reaksi enzimatik bila konsentrasi substrat diperbesar, sedangkan kondisi lainnya tetap, maka kecepatan reaksi (v) akan meningkat sampai suatu batas kecepatan maksimum (V). Pada titik maksimum ini enzim telah jenuh dengan substrat.

Dalam suatu reaksi enzimatik, enzim akan mengikat substrat membentuk kompleks enzim-substrat [ES], kemudian kompleks ini akan terurai menjadi [E] dan produk [P]. Makin banyak kompleks [ES] terbentuk, makin cepat reaksi berlangsung sampai batas kejenuhan [ES]. Pada konsentrasi substrat [S] melampaui batas kejenuhan kecepatan reaksi akan konstan. Dalam keadaan itu seluruh enzim sudah berada dalam bentuk kompleks E-S. Penambahan jumlah substrat tidak menambah jumlah kompleks E-S (Anonim, 2008).

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2008. Enzim. Diunduh di http://www.wikipedia.com pada tanggal 19 Mei 2015 pukul 19.00WIB.

Lehninger AL. 1982. Dasar – Dasar Biokimia Jilid I. Jakarta: Erlangga

Poedjiadi, A. 2006. Dasar - Dasar Biokimia Edisi Revisi. Jakarta: UI - Press.

Sadikin, Mohamad. 2002. Biokimia Enzim. Jakarta: Widya Medika.

Simanjuntak, M.T. dan J. Silalahi. 2003. Biokimia. Medan: Universitas Sumatera Utara.

Soewoto, Hafiz, dkk. 2000. Biokimia Eksperimen Laboratorium. Jakarta: Widya Medika.