APSiswaNavbarV2

redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Biologi

Metabolisme

Daftar Materi

MATERI

Komponen Enzim


Gambar struktur tersier enzim amilase

Sudah sampai mana Sobat Pintar tahu tentang Metabolisme? Yuk kita belajar bersama!

Kalian pasti sudah sering mendengar kata metabolisme, Metabolisme merupakan rangkaian proses di dalam sel makhluk hidup yang melibatkan reaksi-reaksi kimiawi, sehingga diperlukan atau dihasilkan bahan-bahan tertentu seperti unsur, molekul, senyawa, atau energi.

Berdasarkan proses dan hasilnya, metabolisme dibedakan menjadi dua, yaitu  katabolisme dan  anabolisme. Sebelum Sobat mempelajari dua jenis metabolisme, kalian perlu tahu tentang enzim terlebih dahulu.

Enzim merupakan senyawa organik yang berbahan dasar protein untuk menjalankan proses biokimia dalam sistem hayati. Dengan demikian, reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh, baik anabolisme maupun katabolisme selalu melibatkan  enzim

Komponen Enzim

Sebagian besar enzim tersusun oleh dua bagian, yaitu bagian yang berupa protein, disebut apoenzim dan bagian non protein yang disebut kofaktor.

Ada juga beberapa  enzim yang hanya terdiri dari komponen protein saja. Kofaktor dapat berupa molekul anorganik maupun molekul organik. Molekul anorganik berupa mineral seperti ion Fe, ion Zn, dan ion Mn. Molekul organik misalnya NAD+, vitamin B1, B2, B6, niasin, dan biotin.

Kofaktor yang berupa molekul organik disebut koenzim, sedangkan kofaktor yang berupa molekul anorganik disebut gugus prostetik. Apoenzim dan koenzim yang bersatu membentuk  enzim yang lengkap, disebut holoenzim.

Gambar enzim yang terdiri atas bagian protein (apoenzim) dan bagian non protein (gugus prostetik)

Inhibitor kompetitif dan nonkompetitif

Kerja enzim selama metabolisme tidak selalu berjalan lancar tanpa ada yang menghalanginya. Suatu zat tertentu yang dapat menghalangi kerja  enzim ini disebut inhibitor. Zat-zat penghambat (inhibitor) berupa zat-zat kimia yang dapat menghambat kerja  enzim. Contoh inhibitor enzim adalah garam-garam logam berat seperti air raksa, iodium-asetat, fluorida, sianida, azida, dan karbon monoksida.

Inhibitor kompetitif

Zat penghambat ini mempunyai struktur yang mirip dengan substrat. Oleh karena itu, zat penghambat dan substrat bersaing untuk dapat bergabung dengan  enzim membentuk kompleks enzim-substrat. Selain menghambat ikatan antara enzim dengan substrat, inhibitor dapat menghambat penguraian dan pembentukan senyawa baru.

Gambar Inhibitor kompetitif

Inhibitor non-kompetitif

Pada umumnya, inhibitor ini tidak memiliki struktur yang mirip dengan substrat dan bergabung dengan  enzim pada bagian selain sisi aktif enzim. Jika inhibitor ini bergabung dengan  enzim maka akan mengubah bentuk sisi aktif  enzim.

Dengan demikian, bentuk sisi aktif tidak sesuai  lagi dengan bentuk substrat (ingat model kerja  enzim teori gembok kunci). Contoh inhibitor non-kompetitif adalah pestisida (DDT) dan paration yang menghambat kerja  enzim dalam sistem saraf, serta antibiotik dan penisilin pada sel bakteri.

Gambar Inhibitor non-kompetitif

Sifat Enzim

Setiap struktur (senyawa maupun molekul tertentu) yang berbeda, selalu mempunyai sifat-sifat khas masing-masing. Sebelumnya, kalian telah mengetahui bahwa  enzim sebagai biokatalisator.

Selama menjalankan fungsinya tersebut, enzim memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

Enzim bekerja secara khusus
Reaksi kimia yang ada di dalam sel banyak sekali, bukan? Kemudian, bagaimana dengan enzim?

Enzim bersifat sangat spesifik, artinya  enzim hanya bekerja pada substrat tertentu saja, tidak dapat untuk sembarang substrat. Enzim tertentu hanya mengkatalis reaksi kimia tertentu pula. Contoh:  enzim ptialin mengkatalis reaksi pengubahan zat tepung menjadi maltosa.

Dengan demikian,  enzim ptialin hanya bekerja pada substrat zat tepung (amilum). Enzim katalase bekerja pada substrat H2O2 (hidrogen peroksida). H2O2 diuraikan oleh katalase menjadi H2 dan O2 (produk).

Enzim dapat bekerja secara bolak balik (reversible)
Sebagian besar reaksi kimia dalam tubuh organisme (biokimia) bersifat  reversibel. Demikian juga kerja  enzim sebagai biokatalisator.

Artinya, enzim dapat mengkatalisis reaksi maju maupun reaksi kebalikannya. Dengan demikian,  enzim tidak mempengaruhi arah suatu reaksi. Enzim dapat membentuk senyawa baru maupun menguraikan suatu senyawa baru tersebut menjadi senyawa lain.

Contoh:  enzim lipase mengubah gliserol dan asam lemak menjadi lemak. Enzim lipase juga dapat mengubah lemak menjadi gliserol dan asam lemak.

Enzim rusak jika terkena panas
Komponen protein penyusun  enzim akan sangat menentukan sifat  enzim. Salah satu sifat dari protein adalah tidak tahan terhadap panas (termolabil). Apoenzim bersifat termolabil. Oleh karena itu,  enzim akan rusak jika terkena panas atau suhu yang tinggi.

Kerusakan enzim akibat suhu tersebut dinamakan denaturasi. Pada suhu di atas 5000C, enzim akan mengalami denaturasi. Enzim yang telah rusak menyebabkan aktivitas atau fungsi  enzim hilang. Denaturasi bersifat irreversibel. Walaupun suhunya diturunkan atau dinormalkan,  enzim yang rusak tidak akan dapat berfungsi kembali. 

Enzim dapat digunakan berulang kali (reusable)
Selama enzimnya tidak rusak, enzim bisa dipakai berulang-ulang karena tidak ikut bereaksi.

Enzim tidak ikut berubah menjadi produk
Walaupun enzim bekerja untuk mengubah substrat menjadi produk, tapi enzim tidak ikut berubah menjadi produk juga, ya Sobat.

Fungsi Enzim

Pada prinsipnya enzim diaplikasikan untuk meningkatkan efektivitas reaksi baik in vitro maupun in vivo ya Sobat.

Biokatalisator
Enzim berfungsi sebagai katalisator yang berarti enzim berfungsi mempercepat terjadinya reaksi kimia. Enzim yang berperan untuk mempercepat reaksi kimia dalam metabolisme suatu sistem hayati disebut sebagai biokatalisator.

Penurunan energi aktivasi oleh enzim
Reaktan memerlukan  energi (panas) untuk memutus ikatan antar atomnya, sehingga atom-atom tersebut dapat membentuk ikatan baru (produk). Energi bebas yang diperlukan untuk memutuskan ikatan ini disebut  energi aktivasi (EA), sedangkan perbedaan antara  energi bebas produk dengan  energi bebas reaktan disebut delta G.

Reaksi kimia yang dikatalis oleh  enzim, menunjukkan bahwa reaksi tersebut membutuhkan  energi untuk reaksi lebih sedikit dibanding reaksi yang tidak dikatalis oleh  enzim. Oleh karena itu,  enzim berperan penting dalam menurunkan  energi aktivasi untuk memulai suatu reaksi, sehingga reaksi dapat berjalan sangat cepat, efisien, dan tidak menimbulkan suhu yang tinggi.

Lanjut mengerjakan latihan soal yuk Sobat! Untuk lebih memahami karakteristik enzim.

1.

Jawablah soal di bawah ini!

Berikut ini beberapa pernyataan mengenai enzim.

  1. Sisi aktif enzim bukan bentuk yang baku
  2. Enzim dan substrat akan bergabung bersama membentuk kompleks seperti kunci yang masuk ke gembok
  3. Enzim dapat membengkok atau menekuk pada substrat yang sesuai
  4. Enzim dan substratnya memiliki bentuk yang komplementer
  5. Bentuk sisi aktif enzim akan sesuai dengan sebstratnya setelah diinduksi

Pernyataan yang sesuai dengan teori enzim lock and key ditunjukkan oleh nomor....


A. 1 dan 2
B. 2 dan 4
C. 1, 2, dan 4
D. 1, 3, dan 5
E. 2, 3, dan 4

JAWABAN BENAR

B.

2 dan 4

PEMBAHASAN

Teori lock and key:

  1. Enzim dan substrat akan bergabung bersama membentuk kompleks seperti kunci yang masuk ke gembok
  2. Enzim dan substratnya memiliki bentuk yang komplemeter

2.

Jawablah soal di bawah ini!

Pada tubuh makhluk hidup, beberapa enzim dibentuk dalam keadaan tidak aktif (zimogen). Untuk mengaktifkannya, harus dibantu dengan aktivator. Contoh zimogen, aktivator, dan enzim fungsionalnya secara berurutan adalah …..


A. Tripsinogen + Enterokinase --> Tripsin
B. Steapsin + Enterokinase --> Amilase
C. Sukrosa + Maltosa --> Laktase
D. Erepsinogen + NaHCO3 --> Erepsin
E. Kolesitokinin + Sekretin --> Kolesterase

JAWABAN BENAR

A.

Tripsinogen + Enterokinase --> Tripsin

PEMBAHASAN

Contoh zimogen, aktivator, dan enzim fungsionalnya : Tripsinogen + Eenterokinase --> Tripsin, yang berfungsi dalam pencernaan protein.

3.

Jawablah soal di bawah ini dengan tepat! 

Proses hidrolisis amilum menjadi maltosa memerlukan enzim amilase dan ion Cl yang berperan sebagai….


A. aktivator
B. kofaktor
C. koenzim
D. inhibitor nonkompetitif
E. inhibitor kompetitif

JAWABAN BENAR

A.

aktivator

PEMBAHASAN

Enzim amilase tidak bekerja tanpa adanya ion Cl. Dengan demikian, ion Cl berperan sebagai aktivator yang merupakan ion organik yang berikatan lemah dengan enzim yang dapat meningkatkan aktivitas enzim.

4.

Jawablah soal di bawah ini dengan tepat! 

Ambar dan teman-temannya makan siang di warung. Pada sistem pencernaan, organ yang akan menghasilkan enzim yang berguna memecah bahan makanan berupa karbohidrat dari makanan yang dikonsumsi adalah....


A. mulut dan kerongkongan
B. lambung dan usus besar
C. usus halus dan usus besar
D. mulut dan usus halus
E. lambung dan usus halus

JAWABAN BENAR

D.

mulut dan usus halus

PEMBAHASAN

Karbohidrat mengandung amilum yang akan dicerna oleh enzim ptialin di dalam mulut. Selanjutnya, amilum akan diubah oleh enzim amilase yang dihasilkan oleh pankreas menjadi ikatan yang lebih sederhana berupa glukosa dan maltosa di usus halus.

5.

Jawablah soal di bawah ini dengan tepat! 

Enzim bekerja dipengaruhi oleh pH. Perubahan pH secara signifikan akan menyebabkan....


A. mengubah arah reaksi
B. menghambat kerja sisi aktif enzim
C. substrat lebih cepat terurai
D. kecepatan reaksi akan meningkat
E. penggunaan energi yang lebih besar

JAWABAN BENAR

B.

menghambat kerja sisi aktif enzim

PEMBAHASAN

Setiap enzim memiliki pH optimum yang berbeda-beda. Perubahan pH secara signifikan dapat menyebabkan sisi aktif enzim berubah keefektifannya dalam membentuk kompleks enzim-substrat.

Selain itu, pH juga mengakibatkan proses denaturasi (kerusakan) pada enzim. Denaturasi oleh pH yang ekstrim biasanya bersifat bolak – balik, tetapi tidak bolak-balik pada denaturasi yang terjadi karena suhu panas.

6.

Perhatikan tabel di bawah ini!

Hasil percobaan enzim katalase menggunakan potongan hati dan H2O2 sebagai berikut.


Data diatas menunjukkan bahwa yang memengaruhi kerja enzim adalah ….


A. suhu dan pH
B. potongan hati
C. jumlah H2O2
D. banyaknya gelembung
E. macam substrat

JAWABAN BENAR

A.

suhu dan pH

PEMBAHASAN

Dilihat dari data bahwa pada suhu 35o dan pH 7 enzim katalase bereaksi dengan H2O2 dengan maksimal, terbukti dihasilkannya gelembung udara hasil reaksi tersebut.

7.

Jawablah soal di bawah ini dengan tepat!

Salah satu hasil aktivitas pernapasan adalah terbentuknya zat racun berupa peroksida air (H2O2). Untuk menetralisis zat tersebut diperlukan enzim ….


A. peroksidase
B. hidrase
C. lipase
D. amilase
E. katalase

JAWABAN BENAR

E.

katalase

PEMBAHASAN

Enzim yang dapat menetralkan racun peroksida air atau hidrogen peroksida (H2O2) adalah enzim katalase, yang mengubahnya menjadi air dan oksigen.

redesain-navbar Portlet