ENZIM & KOENZIM

ENZIM & KOENZIM
Definisi Enzim
Enzim merupakan senyawa organik bermolekul besar yang berfungsi untuk mempercepat jalannya reaksi metabolisme di dalam tubuh tumbuhan tanpa mempengaruhi keseimbangan reaksi
Enzim tidak ikut bereaksi, struktur enzim tidak berubah baik sebelum dan sesudah reaksi tetap
Enzim sebagai biokatalisator
Bagian enzim yang aktif adalah sisi aktif dari enzim

Sifat enzim
Enzim dibentuk dalam protoplasma sel
Enzim beraktifitas di dalam sel tempat sintesisnya (disebut endoenzim) maupun di tempat yang lain diluar tempat sintesisnya (disebut eksoenzim)
Sebagian besar enzim bersifat endoenzim

1.Enzim bersifat koloid, luas permukaan besar, bersifat hidrofil
2.Dapat bereaksi dengan senyawa asam maupun basa, kation maupun anion
3.Enzim sangat peka terhadap faktor-faktor yang menyebabkan denaturasi protein misalnya suhu, pH dll
4.Enzim dapat dipacu maupun dihambat aktifitasnya
5.Enzim merupakan biokatalisator yang dalam jumlah sedikit memacu laju reaksi tanpa merubah keseimbangan reaksi
6.Enzim tidak ikut terlibat dalam reaksi, struktur enzim tetap baik sebelum maupun setelah reaksi berlangsung
7.Enzim bermolekul besar
8.Enzim bersifat khas/spesifik

Suhu: optimum 300C, minimum 00C, maksimum 400C
Logam, memacu aktifitas enzim: Mg, Mn, Co, Fe
Logam berat, menghambat aktivitas enzim: Pb, Cu, Zn, Cd, Ag
pH, tergantung pada jenis enzimnya (pepsin aktif kondisi masam, amilase kondisi netral, tripsin kondisi basa)
Konsentrasi substrat, substrat yang banyak mula-mula memacu aktifitas enzim, tetapi kemudian menghambat karena: penumpukan produk (feed back effect)

Konsentrasi enzim, peningkatan konsentrasi enzim memacu aktifitasnya
Air, memacu aktifitas enzim
Vitamin, memacu aktifitas enzim

MEKANISME KERJA

A keadaan transisi P
(produk)


E + S ES E + P

E : enzim
S : substrat
K1,k2,k3 dan k4 : tetapan kecepatan reaksi
ES : kompleks enzim substrat
P : produk

Penghambatan aktifitas enzim (INHIBISI ENZIM) ada dua tipe:
1.Kompetitif: zat penghambat mempunyai struktur yang mirip dengan substrat sehingga dapat bergabung dengan sisi aktif enzim. Terjadi kompetisi antara substrat dengan inhibitor untuk bergabung dengan sisi aktif enzim (misal feed back effect)
2.Non kompetitif: zat penghambat menyebabkan struktur enzim rusak sehingga sisi aktifnya tidak cocok lagi dengan substrat
Spesifik: hanya cocok untuk satu macam substrat saja atau sekelompok kecil substrat yang susunanya hampir sama dan fungsinya sama

Definisi koenzim
Koenzim merupakan molekul organik kecil, tahan terhadap panas, yang mudah terdisosiasi dan dapat dipisahkan dari enzimnya dengan cara dialisis.

Susunan enzim
Komponen utama enzim adalah protein
Protein yang sifatnya fungsional, bukan protein struktural
Tidak semua protein bertindak sebagai enzim
Klasifikasi IUB

Klas
Tipe reaksi
Oksidoreduktase
(nitrat reduktase)
memisahkan dan menambahkan elektron atau hidrogen
Transferase
(Kinase)
memindahkan gugus senyawa kimia
Hidrolase
(protease, lipase, amilase)
memutuskan ikatan kimia dengan penambahan air

Liase
(fumarase)
membentuk ikatan rangkap dengan melepaskan satu gugus kimia
Isomerase
(epimerase)
mengkatalisir perubahan isomer
Ligase/sintetase
(tiokinase)
menggabungkan dua molekul yang disertai dengan hidrolisis ATP
Polimerase
(tiokinase)
menggabungkan monomer-monomer sehingga terbentuk polimer

Tata Nama Enzim
Enzim diberi nama sesuai dengan nama substrat dan reaksi yang dikatalisis
Biasanya ditambah akhiran ase
Enzim dibagi ke dalam 7 golongan besar

Contoh koenzim
1.NAD (koenzim 1)
2.NADP (koenzim 2)
3.FMN dan FAD
4.Cytokrom: cytokrom a, a3, b, b6, c, dan f
5.Plastoquinon, plastosianin, feredoksin
6.ATP: senyawa organik berenergi tinggi, mengandung 3 gugus P dan adenin ribose















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.


Nomenklatur Enzim
Biasanya enzim mempunyai akhiran –ase. Di depan –ase digunakan nama substrat di mana enzim itu bekerja., atau nama reaksi yang dikatalisis. Misal : selulase, dehidrogenase, urease, dan lain-lain. Tetapi pedoman pemberian nama tersebut diatas tidak selalu digunakann. Hal ini disebabkan nama tersebut digunakan sebelum pedoman pemberian nama diterima dan nama tersebut sudah umum digunakan. Misalnya pepsin, tripsin, dan lain-lain. Dalam Daftar Istilah Kimia Organik (1978), akhiran –ase tersebut diganti dengan –asa.

Struktur Enzim
Pada mulanya enzim dianggap hanya terdiri dari protein dan memang ada enzim yang ternyata hanya tersusun dari protein saja. Misalnya pepsin dan tripsin.Tetapi ada juga enzim-enzim yang selain protein juga memerlukan komponen selain protein. Komponen selain protein pada enzim dinamakan kofaktor. Koenzim dapat merupakan ion logam/ metal, atau molekul organik yang dinamakan koenzim. Gabungan antara bagian protein enzim (apoenzim) dan kofaktor dinamakan holoenzim.
Enzim yang memerlukan ion logam sebagai kofaktornya dinamakan metaloenzim.. Ion logam ini berfungsi untuk menjadi pusat katalis primer, menjadi tempat untuk mengikat substrat, dan sebagai stabilisator supaya enzim tetap aktif.





Tabel 1. Beberapa enzim yang mengandung ion logam sebagai kofaktornya
Ion logam
Enzim
Zn 2+



Mg2+


Fe2+ / Fe3+




Cu2+/ Cu+


K+

Na+

Alkohol dehidrogenase
Karbonat anhidrasa
Karboksipeptidasa

Fosfohidrolasa
Fosfotransferasa

Sitokrom
Peroksida
Katalasa
Feredoksin

Tirosina
Sitokrom oksidasa

Piruvat kinasa (juga memerlukan Mg2+)

Membrane sel ATPasa ( juga memerlukan K+ dan Mg2+)





Aktivitas Enzim
Seperti halnya katalisator, enzim dapat mempercepat reaksi Kimia dengan menurunkan energi aktivasinya. Enzim tersebut akan bergabung sementara dengan reaktan sehingga mencapai keadaan transisi dengan energi aktivasi yang lebih rendah daripada energi aktivasi yang diperlukan untuk mencapai keadaan transisi tanpa bantuan katalisator atau enzim.

Penggolongan (Klasifikasi) enzim
1.Hidrolase
Hidrolase merupakan enzim-enzim yang menguraikan suatu zat dengan pertolongan air. Hidrolase dibagi atas kelompok kecil berdasarkan substratnya yaitu : Karbohidrase, yaitu enzim-enzim yang menguraikan golongan karbohidrat.
Kelompok ini masih dipecah lagi menurut karbohidrat yang diuraikannya, misal :
a.Amilase, yaitu enzim yang menguraikan amilum (suatu polisakarida) menjadi maltosa 9 suatu disakarida).

2 (C6H10O5)n + n H2O n C12H22O11


b.Maltase, yaitu enzim yang menguraikan maltosa menjadi glukosa
C12H22O11 + H20 2 C6H12O6


c.Sukrase, yaitu enzim yang mengubah sukrosa (gula tebu) menjadi glukosa dan fruktosa.
d.Laktase, yaitu enzim yang mengubah laktase menjadi glukosa dan galaktosa.
e.Selulase, emzim yang menguraikan selulosa ( suatu polisakarida) menjadi selobiosa ( suatu disakarida)
f.Pektinase, yaitu enzim yang menguraikan pektin menjadi asam-pektin.
g.Esterase, yaitu enzim-enzim yang memecah golongan ester.
Contoh-contohnya : Lipase, yaitu enzim yang menguraikan lemak menjadi gliserol dan asam lemak. Fosfatase, yaitu enzim yang menguraikan suatu ester hingga terlepas asam fosfat.
2.Proteinase atau Protease, yaitu enzim enzim yang menguraikan golongan protein. Contoh-contohnya:
a.Peptidase, yaitu enzim yang menguraikan peptida menjadi asam amino.
b.Gelatinase, yaitu enzim yang menguraikan gelatin.
c.Renin, yaitu enzim yang menguraikan kasein dari susu.
d.Oksidase dan reduktase , yaitu enzime yang menolong dalam proses oksidasi dan reduksi. Enzim Oksidase dibagi lagi menjadi;
a)Dehidrogenase : enzim ini memegang peranan penting dalam mengubah zat-zat organik menjadi hasil-hasil oksidasi.
b)Katalase : enzim yang menguraikan hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen.
3.Desmolase , yaitu enzim-enzim yang memutuskan ikatan-ikatan C-C, C-N dan beberapa ikatan lainnya. Enzim Desmolase dibagi lagi menjadi :
a.Karboksilase : yaitu enzim yang mengubah asam piruyat menjadi asetaldehida.
b.Transaminase : yaitu enzim yang memindahkan gugusan amine dari suatu asam amino ke suatu asam organik sehingga yang terakhir ini berubah menjadi suatu asam amino.

Enzim juga dapat dibedakan menjadi eksoenzim dan endoenzim berdasarkan tempat kerjanya, ditinjau dari sel yang membentuknya. Eksoenzim ialah enzim yang aktivitasnya diluar sel. Endoenzim ialah enzim yang aktivitasnya didalam sel.
Selain eksoenzim dan endoenzim, dikenal juga enzim konstitutif dan enzim induktif. Enzim konstitutif ialah enzim yang dibentuk terus-menerus oleh sel tanpa peduli apakah substratnya ada atau tidak. Enzim induktif (enzim adaptif) ialah enzim yang dibentuk karena adanya rangsangan substrat atau senyawa tertentu yang lain. Misalnya pembentukan enzim beta-galaktosida pada escherichia coli yang diinduksi oleh laktosa sebagai substratnya. Tetapi ada senyawa lain juga yang dapat menginduksi enzim tersebut walaupun tidak merupakan substarnya, yaitu melibiosa. Tanpa adanya laktosa atau melibiosa, maka enzim beta-galaktosidasa tidak disintesis, tetapi sintesisnya akan dimulai bila ditambahkan laktosa atau melibiosa.

Koenzim
Dalam peranannya ,enzim sering memerlukan senyawa organik tertentu selain protein. Ditinjau dari fungsinya, dikenal adanya koenzim yang berperan sebagai pemindah hidrogen, pemindah elektron, pemindah gugusan kimia tertentu (“group transferring”) dan koenzim dari isomerasa dan liasa.


Tabel 2. Contoh-contoh koenzim dan peranannya

No
Kode
Singkatan dari
Yang dipindahkan
1.
NAD
Nikotinamida-adenina dinukleotida
Hidrogen
2.
NADP
Nikotinamida-adenina dinukleotida fosfat
Hidrogen
3.
FMN
Flavin mononukleotida
Hidrogen
4.
FAD
Flavin-adenina dinukleotida
Hidrogen
5.
Ko-Q
Koenzim Q atau Quinon
Hidrogen
6.
sit
sitokrom
Elektron
7.
Fd
Ferredoksin
Elektron
8.
ATP
Adenosina trifosfat
Gugus fosfat
9.
PAPS
Fosfoadenil sulfat
Gugus sulfat
10.
UDP
Uridina difosfat
Gula
11.
Biotin
Biotin
Karboksil (CO2)
12.
Ko-A
Koenzim A
Asetil
13.
TPP
Tiamin pirofosfat
C2-aldehida