Laporan Praktikum Biokimia - Enzim

BAB I

PENDAHULUAN

1.1     1.1 Latar Belakang

Enzim merupakan katalisator biologis yang bertanggung jawab untuk mendukung semua reaksi kimia sel dalam mempertahan homeostatis. Katalisator dapat berupa enzim maupun senyawa bukan enzim yaitu berupa logam. Karena perannya dalam mempertahankan proses kehidupan, pemeriksaan dan pengaturan obat-obatan yang mempengaruhi kerja enzim menjadi kunci utama dalam diagnosis klinis dan terapi. Komponen makromolekul semua enzim adalah protein, kecuali kelas katalisator RNA yang disebut ribozim. Ribozim merupakan molekul asam ribonukleat yang mengkatalis reaksi pada ikatan fosfodiester pada RNA. Katalisator enzim berbeda dengan katalisator yang terbuat dari logam.

           Pada dasarnya sel yang hidup melakukan aktivitas biokimia yang disebut metabolisme, dan proses ini sangat dipengaruhi keberlangsungannya oleh suatu enzim. Aktivitas sel seperti penggantian sel yang rusak, konversi sumber makanan menjadi energy, pengeluaran sisa-sisa metabolism, proses reproduksi dan semua aktivitas tubuh seperti mobilisasi, semuanya memerlukan enzim untuk proses normal.

     Kebanyakan reaksi enzimatik bersifat reversibel. Enzim merupaka protein yang berfungsi untuk mempercepat reaksi dengan jalan menurunkan energy aktivasi dan tidak mengubah kesetimbangan reaksi. Enzim bersifat sangat spesifik, ia juga ditemukan pada semua jaringan dan cairan tubuh. Hampir seluruh proses kehidupan tergantung pada aktivitas enzim.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Enzim adalah sekelompok protein yang berperan sebagai pengkatalis dalam reaksi-reaksi biologis. Enzim dapat juga didefenisikan sebagai biokatalisator yang dihasilkan oleh jaringan yang berfungsi meningkatkan laju reaksi dalam jaringan itu sendiri. Semua enzim yang diketahui hingga kini hampir seluruhnya adalah protein.Berat molekul enzim pun sangat beraneka ragam, meliputi rentang yang sangat luas (Suhtanry, 1985).

Enzim memiliki tenaga katalitik yang luar biasa dan biasanya lebih besar dari katalisator sintetik. Spesifitas enzim sangat tinggi terhadap substratnya. Tanpa pembentukan produk samping enzim merupakan unit fungsional untuk metabolisme dalam sel, bekerja menurut urutan yang teratur. Sistem enzim terkoordinasi dengan baik menghasilkan suatu hubungan yang harmonis diantara sejumlah aktivitas metabolic yang berbeda (Cartono,2004).

Enzim dikatakan sebagai suatu kelompok protein yang berperan sangat penting dalam aktivitas biologis. Dalam jumlah yang sangat kecil, enzim dapat mengatur reaksi tertentu sehingga dalam keadaan normal tidak terjadi penyimpangan-penyimpangan hasil akhir reaksinya (campbell, 2000).

Untuk aktivitasnya kadang-kadang enzim membutuhkan kofaktor yang bisa berupa senyawa organik atau logam. Senyawa organik itu terikat pada bagian protein enzim. Bila ikatan itu lemah maka kofaktor tadi disebut co-enzim dan dan jika terikat erat melalui ikatan kovalen maka dinamakan gugus prostetis. Pada umumnya dua kofaktor itu tidak dibedakan dan disebut co-enzim saja. Apabila enzim itu terdiri dari bagian seperti yang diterangkan diatas maka keseluruhan enzim itu dinamakan holo enzim. Bagian protein dinamakan apo-enzim dan bagian non proteinnya disebut co-enzim.fungsi logam pada umumnya adalah untuk memantapkan ikatan substrat pada enzim atau mentransfer electron yang timbul selama proses katalisis (Poedjiadi dan Supriyatin, 1994).

Enzim meningkatkan laju sehingga terbentuk kesetimbangan kimia antara produk dan pereaksi. Pada keadaaan kesetimbangan, istilah pereaksi dan produk tidaklah pasti dan bergantung pada pandangan kita. Dalam keadaan fisiologi yang normal, suatu enzim tidak mempengaruhi jumlah produk dan pereaksi yang sebenarnya dicapai tanpa kehadiran enzim. Jadi, jika keadaan kesetimbangan tidak menguntungkan bagi pembentukan senyawa, enzim tidak dapat mengubahnya (Salisbury, 1995).

Sebagai mana protein pada umumnya, molekul enzim juga mempunyai struktur tiga dimensi. Diantaranya jenis-jenis struktur tersebut, hanya satu saja yang mendukung fungsi enzim sebagai biokatalisator, diantaranya jenis-jenis struktur tersebut, diperlukan suhu dan pH yang sesuai. Apabila kedua faktor tersebut tidak terpenuhi, enzim akan kehilangan sifat dan kemampuannya (Sadikin, 2002).

Secara dingkat, sifat-sifat enzim tersebut antara lain (Dwidjoseputro, 1992):

1. berfungsi sebagi biokatalisator

2. merupakan suatu protein

3. bersifat khusus atau spesifik

4. merupakan suatu koloid

5. jumlah yang dibutuhkan tidak terlalu banyak

6. tidak tahan panas

Fungsi enzim sebagai katalis untuk reaksi kimia dapat terjadi baik didalam maupun diluar sel. Suatu enzim bekerja secara khas terhadap suatu substrat tertentu. Suatu enzim dapat bekerja 108 sampai 1011 kali lebih cepat dibandingkan laju reaksi tanpa katalis. Enzim bekerja sebagai katalis dengan cara menurunkan energi aktifasi, sehingga laju reaksi meningkat (Poedjadi, 2006).

Enzim-enzim hingga kini diketahui berupoa molekul-molekul besar yang berat molekulnya ribuan. Karena enzim tersebut dilarutkandalam air, maka akan menjadi suatu koloid Beberapa enzim, diketahui memiliki kemampuan untuk mengubah substrat menjadi hasil akhir dan sebaliknya, yaitu mengubah kembali hasil akhir menjadi substrat jika kondisi lingkungan berubah. dari golongan protease dan urase serta beberapa jenis enzim lainnya (Dwidjoseputro, 1992).

Enzim digolongkan menurut reaksi yang diikutinya, sedangkan masingmasing enzim diberi nama menurut nama substratnya, misalnya urease, arginase dan lain-lain. Di samping itu ada pula beberapa enzim yang dikenal dengan nama lama misalnya pepsin, tripsin dan lain-lain. Oleh Commision on Enzymes of the International Union of Biochemistry, enzim dibagi dalam enam golongan besar. Penggolongan ini didasarkan atas reaksi kimia di mana enzim memegang peranan. Enam golongan tersebut ialah (Poedjiadi , 2006):

a)        Golongan I Oksidoreduktase

Enzim yang ternasuk dalam golongan ini dapat dibagi dalam dua bagian yaitu dehidrogenase dan oksidase.

b)        Golongan II Transferase

Enzim yang termasuk golongan ini bekerja sebagai katalis pada reaksi pemindahan suatu gugus dari suatu senyawa kepada senyawa lain. Beberapa contoh enzim yang termasuk golongan ini adalah meeetiltransferase, hidroksimetiltransferase, karboksiltransferase, asiltransferase dan aminotrandferase atau disebut juga transminase (Poedjiadi dan Supriyatin, 1994).

c)        Golongan III Hidrolase

Enzim ini bekerja sebagai katalis pada reaksi hidrolisis. Beberapa enzim dalam kelompok ini ialah esterase, lipase, pofatase, amylase, aminopepetidase, karboksipeptidase, pepsin, tripsin, kimotripsin (Poedjiadi dan Supriyatin, 1994).

d)       Golongan IV Liase

Enzim yang termasuk golongan ini mempunyai peranan penting dalam reaksi pemindahan suatu gugus dari satu substrat (bukan cara hidrolisis) atau sebaliknya. Contoh enzim golongan ini natara lain dekarboksilase, aldolase, hidratase.

e)        Golongan V Isomerase

Enzim yang termasuk golongan ini bekerja pada reaksi perubahan intramolekuler, misalnya rekasi perubahan glukosa menjadi fruktosa, perubahan senyawa L menjadi senyawa D, senyawa sis menjadi senyawa trans dan lain-lain. Contoh enzim yang termasuk golongan ini antara lain ribolosafosfat ipomerase dan glukosafosfat isomerase.

f)         Golongan VI Ligase

Enzim yang termasuk golongan ini bekerja pada reaksi-reaksi penggabungan dua molekul. Oleh karenanya enzim tersebut juga dinamakan sintesa. Ikatan yang terbentuk anatara penggabungan tersebut adalah ikatan C-O, C-S, C-N atau C-C. contoh enzim golongan ini antara lain glutamine sintetase dan piruvat karboksilase.

Suatu enzim hanya dapat bekerja spesifik pada suatu substrat untuk suatu perubahan tertentu. Misalnya, sukrase akan menguraikan rafinosa menjadi melibiosa dan fruktosa, sedangkan oleh emulsin, rafinosa tersebut akan terurai menjadi sukrosa dan galaktosa (Salisbury, 1995).

Seperti halnya katalisator, enzim juga dipengaruhi oleh temperatur. Hanya saja enzim ini tidak tahan panas seperti katalisator lainnya. Kebanyakan enzim akan menjadi non aktif pada suhu 50⁰C (Poedjiadi, 2006).

Apabila suhu terlalu tinggi, struktur tiga dimensi enzim akan rusak, sehingga substrat tidak lagi dapat terikat dengannya. Dengan demikian enzim tersebut tidak akan dapat menjalankan fungsinya lagi sebagai biokatalisator. Pada umumnya denaturasi ini bersifat tidak terbalikan atau permanen (Salisbury, 1995).

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi fungsi enzim diantaranya adalah (Dwidjoseputro, 1992) :

11.      Suhu

Oleh karena reaksi kimia itu dapat dipengaruhi suhu maka reaksi menggunakan katalis enzim dapat dipengaruhi oleh suhu. Di samping itu, karena enzim adalah suatu protein maka kenaikan suhu dapat menyebabkan denaturasi dan bagian aktif enzim akan terganggu sehingga konsentrasi dan kecepatan enzim berkurang.

22.      pH

Umumnya enzim efektifitas maksimum pada pH optimum, yang lazimnya berkisar antara pH 4,5-8.0. Pada pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah umumnya enzim menjadi non aktif secara irreversibel karena menjadi denaturasi protein.

33.      Kosentrasi Enzim

Seperti pada katalis lain, kecepatan suatu reaksi yang menggunakan enzim tergantung pada konsentrasi enzim tersebut. Pada suatu konsentrasi substrat tertentu, kecepatan reaksibertambah dengan bertambahnya konsentrasi enzim.

44.      Kosentrasi Subtrat

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepat reaksi. Akan tetapi, pada batas tertentu tidak terjadi kecepatan reaksi, walaupn konsenrasi substrat diperbesar.

55.      Zat-Zat Penghambat

Hambatan atau inhibisi suatu reaksi akan berpengaruh terhadap penggabungan substrat pada bagian aktif yang mengalami hambatan. Dalam banyak sistem akibat suhu tes reaksi enzim adalah mirip dengan tabiat bahwa laju reaksi meningkat dengan kenaikan suhu dan akhirnya enzim kehilangan semua aktivitas jika protein menjadi rusak akibat panas. Banyk enzim berfungsi optimal dalam batas-batas suhu antara 25-370C. Akibat dari pH terhadap suatu reaksi enzim menjadi rumit oleh beberapa factor yang dapat saling bersaing. Laju rekasi berkurang di kedua sisi pH optimum untuk setiap kombinasi dari tiga alasan yang mungkin (Page, 1989) :

a.       Protein enzim dapat mengalami denaturasi akibat pH ektrem tinggi atau rendah.

b.      Protein enzim dapat memerlukan gugus-gugus asam amino yang terionisasi pada rantai samping yang mungkin aktif hanya pada suatu keadaan ionisasi

c.       Substrat dapat diperoleh atau kehilangan proton dan reaktif dalam hanya satu bentuk muatan.

Kelebihan enzim sebagai katalis antara lain (Suhtandry, 1985) :

a.       Mempunyai tenaga katalitik yang jauh lebih besar

b.      Spesifikasi pada substrat sangat besar sekali

c.       Mempercepat reaksi tanpa produksi samping

d.      Berjalan pada suhu temperatur normal

e.       Bekerja dengan urutan reaksi tertentu

f.       Reaksi menyimpan dan menghasilkan reaksi kimia lain

Daftar Pustaka

Campbell, N. A. 2000. Biologi Edisi Kelima. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Cartono, M.Pd. 2004. Biologi Umum, Bandung : PRISMA PRESS.

Dwidjoseputro, D.1992, Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.

Page, D. S. 1989. Prinsip-Prinsip Biokimia edisi II. Jakarta : Erlangga.

Poedjiadi, Anna dan Supriyatin, Titin. 1994. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : Universitas Indonesia.

Poedjiadi, Anna, 2006. Dasar-dasar Biokimia, Universitas Indonesia PRESS,Jakarta.

Poedjiadi, Anna. 2006. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : Universitas Indonesia PRESS.

Salisbury, F.B. dan Ross, C.W.1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Bandung : ITB Press.

Suhtanry, Rubianty, 1985. Kimia Pangan. Badan Kerja Sama Perguruan Negeri Indonesia Bagian Timur, Makassar.

Suhtanry, Rubianty. 1985. Kimia Pangan. Makassar : Badan Kerja Sama Perguruan Negeri Indonesia Bagian Timur.