Makalah enzim

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Pengertian Enzim

Enzim adalah protein yang berperan sebagai katalis dalam metabolisme makhluk hidup. Enzim berperan untuk mempercepat reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, tetapi enzim itu sendiri tidak ikut bereaksi.
Enzim berperan secara lebih spesifik dalam hal menentukan reaksi mana yang akan dipacu dibandingkan dengan katalisator anorganik sehingga ribuan reaksi dapat berlangsung dengan tidak menghasilkan produk sampingan yang beracun.

B.     Etimologi dan Sejarah

Pada abad ke-19, ketika mengkaji fermentasi gula menjadi alkohol oleh ragi, Louis Pasteur menyimpulkan bahwa fermentasi ini dikatalisasi oleh gaya dorong vital yang terdapat dalam sel ragi, disebut sebagai "ferment", dan diperkirakan hanya berfungsi dalam tubuh organisme hidup. Ia menulis bahwa "fermentasi alkoholik adalah peristiwa yang berhubungan dengan kehidupan dan organisasi sel ragi, dan bukannya kematian ataupun putrefaksi sel tersebut.

Pada tahun 1878, ahli fisiologi Jerman Wilhelm Kühne (1837–1900) pertama kali menggunakan istilah "enzyme", yang berasal dari bahasa Yunani ενζυμον yang berarti "dalam bahan pengembang" (ragi), untuk menjelaskan proses ini. Kata "enzyme" kemudian digunakan untuk merujuk pada zat mati seperti pepsin, dan kata ferment digunakan untuk merujuk pada aktivitas kimiawi yang dihasilkan oleh organisme hidup.

Pada tahun 1897, Eduard Buchner memulai kajiannya mengenai kemampuan ekstrak ragi untuk memfermentasi gula walaupun ia tidak terdapat pada sel ragi yang hidup. Pada sederet eksperimen di Universitas Berlin, ia menemukan bahwa gula difermentasi bahkan apabila sel ragi tidak terdapat pada campuran Ia menamai enzim yang memfermentasi sukrosa sebagai "zymase" (zimase).                                                        Pada tahun 1907, ia menerima penghargaan Nobel dalam bidang kimia "atas riset biokimia dan penemuan fermentasi tanpa sel yang dilakukannya". Mengikuti praktek Buchner, enzim biasanya dinamai sesuai dengan reaksi yang dikatalisasi oleh enzim tersebut. Umumnya, untuk mendapatkan nama sebuah enzim, akhiran -ase ditambahkan pada nama substrat enzim tersebut (contohnya: laktase, merupakan enzim yang mengurai laktosa) ataupun pada jenis reaksi dikatalisasi (contoh: DNA polimerase yang menghasilkan polimer DNA).

Penemuan bahwa enzim dapat dikristalisasi pada akhirnya mengijinkan struktur enzim ditentukan melalui kristalografi sinar-X. Metode ini pertama kali diterapkan pada lisozim, enzim yang ditemukan pada air mata, air ludah, dan telur putih, yang mencerna lapisan pelindung beberapa bakteri. Struktur enzim ini dipecahkan oleh sekelompok ilmuwan yang diketuai oleh David Chilton Phillips dan dipublikasikan pada tahun 1965 Struktur lisozim dalam resolusi tinggi ini menandai dimulainya bidang biologi struktural dan usaha untuk memahami bagaimana enzim bekerja pada tingkat atom.

C.    Konvensi penamaan

Nama enzim sering kali diturunkan dari nama substrat ataupun reaksi kimia yang ia kataliskan dengan akhiran -ase. Contohnya adalah laktase, alkohol dehidrogenase (mengatalisis penghilangan hidrogen dari alkohol), dan DNA polimerase.

International Union of Biochemistry and Molecular Biology telah mengembangkan suatu tatanama untuk enzim, yang disebut sebagai nomor EC; tiap-tiap enzim memiliki empat digit nomor urut sesuai dengan ketentuan klasifikasi yang berlaku. Nomor pertama untuk klasifikasi teratas enzim didasarkan pada ketentuan berikut:

·         EC 1 Oksidoreduktase: mengatalisis reaksi oksidasi/reduksi

·         EC 2 Transferase: mentransfer gugus fungsi

·         EC 3 Hidrolase: mengatalisis hidrolisis berbagai ikatan

·         EC 4 Liase: memutuskan berbagai ikatan kimia selain melalui hidrolisis dan oksidasi

·         EC 5 Isomerase: mengatalisis isomerisasi sebuah molekul tunggal

·         EC 6 Ligase: menggabungkan dua molekul dengan ikatan kovalen

D.    Kandungan Enzim

Sebagai zat, enzim merupakan biomolekul berupa protein yang memiliki fungsi sebagai katalis atau senyawa yang dapat mempercepat terjadinya proses reaksi tanpa dirinya sendiri habis karena proses reaksi. Dalam prosesnya tersebut, enzim membutuhkan sebuah energi bernama energi aktivasi yang lebih rendah.

Enzim adalah satuan protein yang terdiri atas molekul-molekul berbentuk besar dengan massa yang berat. Enzim memiliki protein yang cenderung tidak terlalu tahan terhadap panas, enzim jenis ini disebut juga apoenzim.

Selain protein, enzim terdiri atas zat lain berupa besi, tembaga, dan seng. Dalam istilah enzim, zat-zat logam tersebut dikenal dengan sebutan gugus prostetik. Jika dua zat yang berbeda kandungan tersebut, protein dan zat logam bergabung, kedua zat tersebut akan membentuk holoenzim.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Sifat-sifat enzim

Enzim mempunyai sifat-siFat 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, meng-katalisis 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.

B. Macam-macam enzim pada tubuh manusia

Pencernaan makanan secara kimiawi terjadi dengan bantuan zat kimia tertentu. Enzim pencernaan merupakan zat kimia yang berfungsi memecahkan molekul bahan makanan yang kompleks dan besar menjadi molekul yang lebih sederhana dan kecil. Molekul yang sederhana ini memungkinkan darah dan cairan getah bening ( limfe ) mengangkut ke seluruh sel yang membutuhkan.

Secara umum enzim memiliki sifat : bekerja pada substrat tertentu, memerlukan suhu tertentu dan keasaman (pH) tertentu pula. Suatu enzim tidak dapat bekerja pada substrat lain. Molekul enzim juga akan rusak oleh suhu yang terlalu rendah atau terlalu tinggi. Demikian pula enzim yang bekerja pada keadaan asam tidak akan bekerja pada suasana basa dan sebaliknya. Macam-macam enzim pencernaan yaitu :

1. Enzim ptialin                                                            

Enzim ptialin terdapat di dalam air ludah, dihasilkan oleh kelenjar ludah. Fungsi enzim ptialin untuk mengubah amilum (zat tepung) menjadi glukosa .

2. Enzim amilase

Enzim amilase dihasilkan oleh kelenjar ludah ( parotis ) di mulut dan kelenjar pancreas. Amilum sering dikenal dengan sebutan zat tepung atau pati. Amilum merupakan karbohidrat atau sakarida yang memiliki molekul kompleks. Enzim amilase memecah molekul amilum ini menjadi sakarida dengan molekul yang lebih sederhana yaitu maltosa.

3. Enzim maltase

Enzim maltase terdapat di usus dua belas jari, berfungsi memecah molekul maltosa menjadi molekul glukosa . Glukosa merupakan sakarida sederhana ( monosakarida ). Molekul glukosa berukuran kecil dan lebih ringan dari pada maltosa, sehingga darah dapat mengangkut glukosa untuk dibawa ke seluruh sel yang membutuhkan.

4. Enzim pepsin

Enzim pepsin dihasilkan oleh kelenjar di lambung berupa pepsinogen . Selanjutnya pepsinogen bereaksi dengan asam lambung menjadi pepsin . Cara kerja enzim pepsin yaitu : Enzim pepsin memecah molekul protein yang kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana yaitu pepton . Molekul pepton perlu dipecah lagi agar dapat diangkut oleh darah.

5. Enzim tripsin

Enzim tripsin dihasilkan oleh kelenjar pancreas dan dialirkan ke dalam usus dua belas jari ( duodenum ). Cara kerja enzim tripsin yaitu : Asam amino memiliki molekul yang lebih sederhana jika dibanding molekul pepton . Molekul asam amino inilah yang diangkut darah dan dibawa ke seluruh sel yang membutuhkan. Selanjutnya sel akan merakit kembali asam amino-asam amino membentuk protein untuk berbagai kebutuhan sel.

6. Enzim renin

Enzim renin dihasilkan oleh kelenjar di dinding lambung. Fungsi enzim renin untuk mengendapkan kasein dari air susu. Kasein merupakan protein susu, sering disebut keju. Setelah kasein diendapkan dari air susu maka zat dalam air susu dapat dicerna.

7. Asam khlorida (HCl)

Asam khlorida (HCl) sering dikenal dengan sebutan asam lambung, dihasilkan oleh kelenjar didalam dinding lambung. Asam khlorida berfungsi untuk membunuh mikroorganisme tertentu yang masuk bersama-sama makanan. Produksi asam khlorida yang tidak stabil dan cenderung berlebih, dapat menyebabkan radang lambung yang sering disebut penyakit ”mag”.

8. Cairan empedu

Cairan empedu dihasilkan oleh hati dan ditampung dalam kantong empedu. Empedu mengandung zat warna bilirubin dan biliverdin yang menyebabkan kotoran sisa pencernaan berwarna kekuningan. Empedu berasal dari rombakan sel darah merah ( erithrosit ) yang tua atau telah rusak dan tidak digunakan untuk membentuk sel darah merah yang baru. Fungsi empedu yaitu memecah molekul lemak menjadi butiran-butiran yang lebih halus sehingga membentuk suatu emulsi . Lemak yang sudah berwujud emulsi ini selanjutnya akan dicerna menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana lagi.

9. Enzim lipase

Enzim lipase dihasilkan oleh kelenjar pankreas dan kemudian dialirkan ke dalam usus dua belas jari ( duodenum ). Enzim lipase juga dihasilkan oleh lambung, tetapi jumlahnya sangat sedikit. Cara kerja enzim lipase yaitu :

Lipid (seperti lemak dan minyak) merupakan senyawa dengan molekul kompleks yang berukuran besar. Molekul lipid tidak dapat diangkut oleh cairan getah bening, sehingga perlu dipecah lebih dahulu menjadi molekul yang lebih kecil. Enzim lipase memecah molekul lipid menjadi asam lemak dan gliserol yang memiliki molekul lebih sederhana dan lebih kecil. Asam lemak dan gliserol tidak larut dalam air, maka pengangkutannya dilakukan oleh cairan getah bening ( limfe ).

C.  Kinerja Enzim dalam Tubuh

Sebagai zat penting yang berfungsi dalam proses kimia dalam tubuh, kinerja enzim dalam tubuh manusia dipengaruhi beberapa hal, seperti substrat, suhu, keasaman, kofaktor, dan inhibitor. Kandungan protein dalam enzim membuatnya menjadi rentan terhadap keadaan pH serta suhu di sekitarnya. Jika tidak sesuai, hal ini dapat mempengaruhi kerja dari enzim dalam tubuh manusia. Racun dan obat-obatan adalah dua faktor yang dapat menurunkan kinerja enzim.

D.  Spesifikasi dan Mekanisme Cara Kerja Enzim

Spesifikasi enzim sangat peka terhadap reaksi yang dikataliskan. Reaksi tersebut meliputi bentuk muatan karakterisktik hidrofilik dan substrat. Beberapa enzim, bahkan, menunjukkan keakuratan dan spesifikasinya dalam keadaan tertinggi ketika terjadi pengkopian atau pengekspresian genom. Enzim yang bekerja dengan sistem tinggi seperti ini memiliki mekanisme kerja seperti melakukan pengecekan berulang kali.

Spesifikasi enzim dibedakan dalam dua jenis, yaitu spesifikasi enzim yang dikenal dengan istilah kunci dan gembok dan spesifikasi dengan model ketepatan induksi.

   1. Model "kunci dan gembok”

      Enzim sangatlah spesifik. Pada tahun 1894, Emil Fischer mengajukan bahwa hal ini    dikarenakan baik enzim dan substrat memiliki bentuk geometri yang saling memenuhi. Hal ini sering dirujuk sebagai model "Kunci dan Gembok". Manakala model ini menjelaskan kespesifikan enzim, ia gagal dalam menjelaskan stabilisasi keadaan transisi yang dicapai oleh enzim. Model ini telah dibuktikan tidak akurat, dan model ketepatan induksilah yang sekarang paling banyak diterima.

  2. Model ketepatan induksi

 Diagram menggambarkan hipotesis ketepatan induksi.

           Pada tahun 1958, Daniel Koshland mengajukan modifikasi model kunci dan gembok: oleh karena enzim memiliki struktur yang fleksibel, tapak aktif secara terus menerus berubah bentuknya sesuai dengan interaksi antara enzim dan substrat Akibatnya, substrat tidak berikatan dengan tapak aktif yang kaku. Orientasi rantai samping asam amino berubah sesuai dengan substrat dan mengijinkan enzim untuk menjalankan fungsi katalitiknya. Pada beberapa kasus, misalnya glikosidase, molekul substrat juga berubah sedikit ketika ia memasuki tapak aktif .Tapak aktif akan terus berubah bentuknya sampai substrat terikat secara sepenuhnya, yang mana bentuk akhir dan muatan enzim ditentukan.                                                                                   

BAB III

PENUTUP

KESIMPULAN

Enzim adalah protein yang berperan sebagai katalis dalam metabolisme makhluk hidup. Enzim berperan untuk mempercepat reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, tetapi enzim itu sendiri tidak ikut bereaksi.
Adapun jenis-jenis enzim anatara lain : enzim ptialin, enzim amylase,enzim maltase, enzim pepsin, enzim tripsin, enzim renin, asam khlorida (HCl), cairan empedu, enzim lipase.

   DAFTAR PUSTAKA

·         Smith AL (Ed) et al. (1997). Oxford dictionary of biochemistry and molecularbiology. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. 

·         www.che-mis-try.org

·         www.google.co.id