Enzim merupakan salah satu biomolekul yang memiliki peranan sangat penting bagi kehidupan. Salah satu fungsi dari enzim adalah sebagai katalisator pada reaksi-reaksi kimia. Katalisator sendiri merupakan zat yang bersifat katalis, yaitu zat yang dapat meningkatkan laju dari reaksi. Fungsi ini tentu dapat berjalan melalui suatu proses kinetika enzim.
Kinetika enzim sendiri merupakan suatu proses yang terjadi pada enzim pada saat ia mengikat substrat dan mengubahnya menjadi suatu produk. Kinetika enzim juga dapat berfungsi sebagai penentu perbandingan antara jumlah substrat dengan enzim yang sesuai agar mendapatkan kinerja enzim yang paling optimal.
Definisi dan Mekanisme Kerja Enzim
Enzim merupakan suatu biokatalisator (katalisator organik) yang dihasilkan oleh sel dengan fungsi sebagai katalisator bagi berbagai proses reaksi kimia. Enzim merupakan suatu molekul protein kompleks dengan fungsi sebagai katalisator dan dihasilkan oleh sel-sel hidup yang ada di dalam tubuh.
Mekanisme kerja enzim merupakan cara kerja dari enzim yang menyediakan tempat untuk substrat agar dapat bereaksi dan mempercepat reaksi biologisnya. Mekanisme kerja enzim dapat dibagi menjadi empat langkah, yaitu:
- Di dekat substrat, enzim menyesuaikan diri dan membentuk sebuah enzim substrat kompleks.
- Ikatan substrat menjadi tegang akibat dari gaya tarik menarik antara enzim dengan substrat. Tegangan ini membuat reaksi menjadi lebih cepat dan dapat membuat produk.
- Kesesuaian antara produk dengan enzim tidak sempurna akibat dari ketidaksamaan antara produk dengan substrat.
- Kompleks menjadi berdisosiasi dan permukaan dari enzim siap untuk menerima substrat lain (Induced-fit Theory).
Teori Kerja Enzim
Terdapat dua teori kerja enzim, yaitu teori Lock and Key dan teori Induced Fit.
- Teori Lock and Key adalah teori yang memiliki kesesuaian antara substrat dengan bentuk sisi aktif dari enzim. Bentuk sisi aktif dari enzim akan bersifat seperti gembok, sedangkan substrat seperti kunci. Apabila bentuk dari enzim dengan substrat tidak sama, maka substrat tidak dapat masuk dan mengalami mekanisme kerja enzim.
- Teori Induced Fit adalah teori sisi aktif dari enzim bersifat fleksibel, sehingga apabila ada substrat dengan bentuk berbeda datang maka enzim akan berubah bentuk.
Karakteristik Enzim
Enzim memiliki karakteristik khusus, salah satunya adalah memiliki daya tahan terhadap panas dengan suhu optimal antara 60-70°C. Enzim memiliki sifat yang tidak dapat berubah oleh reaksi yang terjadi maupun tidak mengubah kedudukan normal dari kesetimbangan kimia walaupun bersifat sebagai katalis (mempercepat reaksi kimia).
Definisi Inhibitor & Macam-macam Inhibitor
Inhibitor merupakan senyawa kimia yang dapat menghambat laju dari reaksi kimia senyawa lain, seperti korosi. Definisi lain dari inhibitor adalah zat yang dapat mengganggu kerja dari enzim baik bersifat tetap maupun sementara. Terdapat dua macam inhibitor, yaitu inhibitor reversible dan irreversible. Berikut penjelasannya.
A. Inhibitor reversible
Inhibitor reversible adalah inhibitor yang dapat melakukan timbal balik dan bersifat sementara. Inhibitor ini bersifat dua arah dan dapat berbalik (reversible), sehingga antara enzim dengan substrat dapat dipisahkan kembali setelah berikatan. Inhibitor reversible sendiri dapat terbagi menjadi tiga bagian, yaitu inhibitor kompetitif, nonkompetitif, dan unkompetitif. Berikut penjelasannya.
1. Inhibitor kompetitif
Inhibitor kompetitif adalah inhibitor reversible yang memiliki molekul berikatan di tempat yang sama sehingga substrat bersaing dengan molekul penghambat untuk mendapatkan tempat di sisi aktif enzim. Contohnya adalah penghambatan karbomil kolin terhadap enzim aetilkolin enterase.
2. Inhibitor nonkompetitif
Inhibitor nonkompetitif adalah inhibitor reversible yang memiliki molekul penghambat kinerja enzim yang menempel pada sisi luar dari sisi aktif enzim. Contohnya adalah penghambatan inhibitor indol terhadap enzim kemotripsin.
3. Inhibitor unkompetitif
Inhibitor unkompetitif adalah inhibitor reversible yang memiliki molekuk penghambat yang mengikat pada sisi yang berbeda dengan sisi aktif dan mengikat pada enzim substrat kompleks saja, contohnya pada penghambatan inhibitor S-adenosilmetionin terhadap enzim S-adenosilmetionin sintase.
B. Inhibitor irreversible
Inhibitor irreversible adalah inhibitor yang berikatan secara kovalen dengan sifat permanen. Inhibitor ini hanya bereaksi satu arah dan tidak dapat kembali atau balik (irreversible), sehingga setelah enzim diikat oleh inhibitor, maka inhibitor tidak dapat lepas atau keluar dari sisi aktif dari enzim yang diikatnya tadi. Salah satu contoh dari inhibitor irreversible adalah sianida.
Faktor yang Mempengaruhi Reaksi Enzimatik
Terdapat tiga faktor yang mempengaruhi reaksi enzimatik, yaitu substrat (reaktan), suhu, dan keasaman (pH). Berikut penjelasannya.
1. Substrat (reaktan)
Kadar dari substrat atau reaktan memiliki pengaruh pada kecepatan reaksi enzimatik. Dengan jumlah enzim yang tetap, penambahan kadar substrat dalam jumlah tertentu mampu mempercepat reaksi enzimatik hingga mencapai titik maksimum. Apabila sudah mencapai titik maksimum, maka penambahan substrat tidak akan menambah kecepatan reaksi lagi.
2. Suhu
Suhu yang optimal dapat mempercepat kecepatan reaksi enzimatik. Kenaikan suhu hingga ke titik optimum dapat diikuti oleh kenaikan kecepatan reaksi enzimatil. Apabila melebihi titik optimum, maka enzim akan mengalami denaturasi (kerusakan). Suhu optimal dari reaksi enzimatik biasanya adalah 50°C.
3. Keasaman (pH)
Keasaman atau tingkat pH yang rendah atau tinggi dapat mengurangi daya katalisis dari enzim katalis. Hal ini disebabkan oleh terjadinya denaturasi protein enzim. Biasanya, enzim katalis memiliki pH optimum pada pH 5.0-7.0. Namun, ada enzim lain seperti arginase yang memiliki pH optimum 10.
Detail Artikel
- Mata kuliah Biokimia Tanaman Semester 2
- Prodi Agroekoteknologi
- Fakultas Pertanian
- Kata kunci: biokimia tanaman, kinetika enzim, substrat, inhibitor, teori induced fit, teori lock and key