1. 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Suatu organisme hidup adalah rakitan menakjubkan dari reaksi kimia. Masing-masing
reaksi seolah berjalan sendiri tapi memberi sumbangan untuk kehidupann organisme sebagai
suatu kesatuan. Sel dalam tubuh tumbuhan mampu mengatur lintasan – lintasan metabolik
yang dikendalikannnya agar terjadi dan dapat mengatur kecepatan reaksi tersebut dengan cara
memproduksi suatu katalisator dalam jumlah yang sesuai dan tepat pada saat dibutuhkan.
Katalisator inilah yang disebut dengan enzim.
Sebagai contoh proses metabolisme saat pembentukan urea yang nyatanya
membutuhkan suhu tinggi yang tidak mungkin manusia miliki. Namun, karena adanya enzim
yang merupakan katalisator biologis menyebabkan reaksi-reaksi tersebut berjalan dalam suhu
fisiologis tubuh manusia, sebab enzim berperan dalam menurunkan energi aktivasi menjadi
lebih rendah dari yang semestinya dicapai dengan pemberian panas dari luar. Kerja enzim
dengan cara menurunkan energi aktivasi sama sekali tidak mengubah ΔG reaksi (selisih
antara energi bebas produk dan reaktan), sehingga dengan demikian kerja enzim tidak
berlawanan dengan Hukum Hess 1 mengenai kekekalan energi. Selain itu, enzim
menimbulkan pengaruh yang besar pada kecepatan reaksi kimia yang berlangsung dalam
organisme. Reaksi-reaksi yang berlangsung selama beberapa minggu atau bulan di bawah
kondisi laboratorium normal dapat terjadi hanya dalam beberapa detik di bawah pengaruh
enzim di dalam tubuh.
Peran enzim sebagai biokatalisator sangat berpengaruh terhadap peristiwa-peristiwa
dalam tubuh. Hal ini karena enzim sebagai determinan yang menentukan kecepatan
berlangsungnya suatu peristiwa fisiologik, yang memainkan peranan sentral dalam masalah
kesehatan dan penyakit. Sehingga, dalam keadaan-keadaan tertentu kerja enzim akan
mengalami perubahan. Dalam keadaan tubuh yang kurang seimbang, atau tubuh yang kurang
sehat, reaksi-reaksi yang terjadi di dalam tubuh menjadi tidak seimbang. Hal ini disebabkan
kerja enzim tidak terkoordinasi dengan cermat. Sementara dalam keadaan sehat , semua
proses fisiologis akan berlangsung dengan baik serta teratur.
Enzim sendiri merupakan polimer biologik yang mengatalisis lebih dari satu proses
dinamik yang memungkinkan kehidupan seperti yang kita kenal sekarang. sifat-sifat enzim
pun sangat khas, salah satunya yaitu satu enzim hanya memiliki satu substrat. Selain sifat,
enzim juga memiliki klasifikasi, tata nama serta spesifikasi tersendiri. Peranan enzim dalam
2. 2
tubuh manusia sangatlah besar. Untuk itu, pemahaman selengkapnya tentang enzim akan
dibahas dalam makalah ini.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa pengertian enzim ?
2. Bagaimana tatanama enzim ?
3. Bagaimana penggolongan enzim ?
4. Bagaimana komponen pada enzim ?
5. Bagaimana fungsi dan cara kerja pada enzim ?
6. Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim ?
7. Apa saja penghambatan enzim ?
1.3 Tujuan Penulisan
1. Untuk mengetahui pengertian enzim.
2. Untuk mengetahui tatanama enzim.
3. Untuk mengetahui penggolongan pada enzim.
4. Untuk mengetahui komponen pada enzim.
5. Untuk mengetahui fungsi dan cara kerja pada enzim.
6. Untuk mengetahui faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi kerja enzim.
7. Untuk mengetahui penghambatan enzim.
1.4 Metode Penulisan
Metode yang digunakan oleh penulis dalam penyusunan makalah ini adalah metode
kepustakaan yang bersumber dari buku dan internet yang berkaitan dengan permasalahan
makalah ini.
3. 3
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Enzim
Enzim (dalam bahasa yunani, en = di dalam dan zyme = ragi) adalah senyawa organik
yang tersusun atas protein, dihasilkan oleh sel, dan berperan sebagai biokatalisator dalam
reaksi kimia. Oleh karena merupakan katalisator dalam sistem biologi, enzim sering disebut
biokatalisator. Katalisator adalah suatu zat yang mempercepat reaksi kimia, tetapi tidak
mengubah kesetimbangan reaksi atau tidak mempengaruhi hasil akhir reaksi.
Zat itu sendiri (enzim) tidak ikut dalam reaksi sehingga bentuknya tetap atau tidak
berubah. Tanpa adanya enzim, reaksi-reaksi kimia dalam tubuh akan berjalan lambat. Enzim
adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang
terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein, berfungsi sebagai
senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi dalam suatu reaksi
kimia. Hampir semua enzim merupakan protein.
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.
Enzim memberi jalan alternatif dengan energi aktivassi yang lebih rendah untuk reaksi
biokimia dapat berlangsung.
Enzim dalam reaksi biokimia bertindak mengurangi energi aktivasi (Ea) yang
diperlukan agar reaksi biokimia berlangsung. Energi aktivasi adalah energi yang kita
tambahakan agar reaksi dapat berlangsung (Ea).
4. 4
Enzim dapat bekerja mempercepat suatu reaksi dengan menurunkan energi aktivasi.
Untuk bekerja, enzim membutuhkan substrat. Dengan menurunkan energi aktivasi, maka
terbentuknya kompleks enzim-substrat menjadi lebih cepat, sehingga reaksi cepat terjadi.
Cara aktivasi enzim: enzim merupakan suatu protein. Enzim akan teraktifkan saat
masuk ke aparatus golgi, untuk penambahan suatu substansi dalam proses pematangan
(packaging).
Cara inaktivasi enzim dengan feed back mechanism. Ada 2 macam feed back, yaitu
feed back positif (inducible), dan feed back negatif (inhibitor). Dengan mekanisme feed back
negatif, enzim dapat diinaktifkan.
2.2 Tata nama Enzim
Biasanya enzim mempunyai akhiran –ase. Di depan –ase digunakan nama substrat di
mana enzim itu bekerja., atau nama reaksi yang dikatalisis. Substrat adalah senyawa yang
bereaksi dengan bantuan enzim. Sebagai contoh enzim yang menguraikan urea (substrat)
dinamakan urease.
Kelompok enzim yang mempunyai fungsi sejenis diberi nama menurut fungsinya,
misalnya hidrolase adalah kelompok enzim yang mempunyai fungsi sebagai katalis dalam
reaksi hidrolisis. Penamaan sebelumnya, diakhir nama diberi akhiran in ; misalnya : tripsin,
pepsin, bromelin, dll. Penamaan mengacu ke dua hal :
a. Substansi + ase ; seperti urease, Rnase, heksokinase.
b. Jenis reaksi yang dikatalis : oksidase, isomerase.
c. Molekul pereaksi atau substrat : glucose oxidase mengkatalis oksidasi glukosa.
Disamping nama trivial (biasa) maka oleh Commisison on Enzymes of the
International Union of Biochemistry telah ditetapkan pula tata nama yang sistematik,
disesuaikan dengan pembagian atau penggolongan enzim didasarkan pada fungsinya. Secara
ringkas, sistem penamaan enzim menurut IUB dijelaskan sebagai berikut:
a. Reaksi dan enzim yang mengkatalisis membentuk 6 kelas, masing-masing
mempunyai 4-13 subkelas.
b. Nama enzim terdiri atas 2 bagian, pertama menunjukkan substrat dan kedua
ditambah dengan –ase yang menunjukkan tipe reaksi yang dikatalisis. Contoh:
heksosa isomerase (subsrat: heksosa dengan reaksi isomerase).
c. Jika diperlukan, ditambah dengan informasi tambahan tentang reaksi dalam tanda
kurung di bagian akhir nama. Contoh: 1.1.1.37 L-malat:NAD+
oksidoreduktase
(dekarboksilasi).
5. 5
d. Setiap enzim mempunyai nomor kode (EC) yang terdiri dari 4 nomor yaitu:
- Digit pertama : kelas tipe reaksi
- Digit kedua : subkelas tipe reaksi
- Digit ketiga : subsubkelas tipe reaksi
- Digit keempat : untuk enzim spesifik
Contoh: 2.7.1.1 diuraikan menjadi:
- Kelas 2 : transferase
- Subkelas 7 : transfer fosfat
- Subsubkelas 1 : alkohol merupakan akseptor fosfat
- Enzim spesifik 1 : heksokinase atau ATP:D-heksosa 6-fosfotransferase.
Suatu enzim yang mengkatalisis pemindahan fosfat dari ATP ke gugus hidroksil atom C
ke enam molekul glukosa.
2.3 Penggolongan Enzim
Enzim digolongkan menurut reaksi yang diikutinya, sedangkan masing-masing enzim
diberi nama menurut substratnya, misalnya urease, arginase, dan lain-lain. Disamping 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 dimana enzim
memegang peran. Enam golongan enzim tersebut adalah:
a. Oksidoreduktase
Enzim yang melaksanakan katalis dengan melibatkan reaksi oksidasi suatu senyawa
ataupun reduksi dengan senyawa lain.
b. Transferase
Enzim melaksanakan katalis reaksi yang mengalihkan suatu gugus yang mengandung
C, P, N, S suatu senyawa ke senyawa lain
c. Hidrolase
Enzim yang melaksanakan katalis pemecah hidroik atau sebaliknya
d. Liase
Enzim yang melaksanakan katalis pemusatan ikatan C-C, C-O, C-N dsb, tanpa
melibatkan hidrolisis atau oksidasi reduksi
e. Isomerase
Enzim yang melaksanakan katalis reaksi isomerisasi yang merupakan penataan
kembali atom yang membentuk suatu molekul
6. 6
f. Ligase
Enzim yang melaksanakan katalis reaksi-reaksi pembentukan ikatan antara dua
moekul substrat yang terkait dengan pemusatan ikatan pirofosfat dalam ATP atau
senyawa energi tinggi lainnya.
2.4 Komponen Enzim
Enzim merupakan senyawa organik berupa protein yang berfungsi sebagai katalis
dalam metabolisme tubuh, sehingga disebut juga biokatalisator.
Komponen penyusun enzim terdiri dari :
1. Apoenzim, yaitu bagian enzim aktif yang tersusun atas protein yang bersifat labil
(mudah berubah) terhadap faktor lingkungan.
2. Kofaktor,yaitu komponen non protein yang berupa :
a. Ion-ion anorganik (aktivator)
Berupa logam yang berikatan lemah dengan enzim, Fe, Ca, Mn, Zn, K, Co. Ion
klorida, ion kalsium merupakan contoh ion anorganik yang membantu enzim
amilase mencerna karbohidrat (amilum)
b. Gugus prostetik
Berupa senyawa organik yang berikatan kuat dengan enzim, FAD (Flavin Adenin
Dinucleotide), biotin, dan heme merupakan gugus prostetik yang mengandung zat
besi berperan memberi kekuatan ekstra pada enzim terutama katalase, peroksidae,
sitokrom oksidase.
c. Koenzim
Berupa molekul organik non protein kompleks, seperti NAD (Nicotineamide
Adenine Dinucleotide), koenzim-A, ATP, dan vitamin yang berperan dalam
memindahkan gugus kimia, atom, atau elektron dari satu enzim ke enzim lain.
7. 7
2.5 Fungsi dan Cara kerja enzim
a. Fungsi Enzim
Enzim mempunyai dua fungsi pokok sebagai berikut.
Mempercepat atau memperlambat reaksi kimia.
Mengatur sejumlah reaksi yang berbeda-beda dalam waktu yang sama
b. Cara Kerja Enzim
1. Kompleks enzim substrat
Untuk dapat bekerja terhadap suatu zat atau substrat harus ada hubungan atau kontak
antara enzim dengan substrat. Oleh karena itu tidak seluruh bagian enzim dapat berhubungan
dengan substrat. Hubungan antara substrat dengan enzim hanya terjadi pada bagian atau
tempat tertentu saja. Tempat atau bagian enzim yang mengadakan hubungan atau kontak
dengan substrat dinamai bagian aktif (active site). Hubungan hanya mungkin terjadi apabila
bagian aktif mempunyai ruang yang tepat dapat menampung substrat. Apabila substrat
mempunyai bentuk atau konformasi lain, maka tidak dapat ditampung pada bagian aktif suatu
enzim. Dalam hal ini enzim itu tidak dapat berfungsi terhadap substrat. Ini adalah penjelasan
mengapa tiap enzim mempunyai kekhasan terhadap substrat tertentu.
a. Lock and key (gembok dan kunci)
Menurut teori kunci-gembok, terjadinya reaksi antara substrat dengan enzim karena
adanya kesesuaian bentuk ruang antara substrat dengan situs aktif (active site) dari enzim,
sehingga sisi aktif enzim cenderung kaku. Substrat berperan sebagai kunci masuk ke dalam
situs aktif, yang berperan sebagai gembok, sehingga terjadi kompleks enzim-substrat. Pada
saat ikatan kompleks enzim-substrat terputus, produk hasil reaksi akan dilepas dan enzim
akan kembali pada konfigurasi semula. Berbeda dengan teori kunci gembok. Jika enzim
mengalami denaturasi (rusak) karena panas, maka bentuk sisi aktif berubah sehingga substrat
tidak sesuai lagi.
8. 8
b. Teori Kecocokan Induksi (Daniel Koshland)
Menurut teori kecocokan induksi reaksi antara enzim dengan substrat berlangsung karena
adanya induksi substrat terhadap situs aktif enzim sedemikian rupa sehingga keduanya
merupakan struktur yang komplemen atau saling melengkapi. Menurut teori ini situs aktif
tidak bersifat kaku, tetapi lebih fleksibel.
2. Persamaaan Michaelis – Menten
Leonor Michaelis dan Maude Menten pada tahun 1913 mengajukan hipotesis bahwa
dalam reaksi enzim terjadi dahulu kompleks enzim-substrat yang kemudian menghasilkan
hasil reaksi dan enzim kembali. Secara sederhana hipotesis Michaelis dan Menten itu dapat
dituliskan sebagai berikut :
Enzim (E) + Substrat (S) kompleks enzim-substrat (ES) Enzim (E) +
Hasil reaksi (P)
Michaelis dan Menten berkesimpulan bahwa kecepatan reaksi tergantung pada
konsentrasi kompleks enzim-substrat [ES], sebab apabila tergantung pada konsentrasi
substrat [S], maka penambahan konsentrasi substrat akan menghasilkan pertambahan
kecepatan reaksi yang apabila digambarkan akan merupakan garis lurus.
2.6 Faktor-faktor yang mempengaruhi enzim
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim, yaitu:
a. Konsentrasi enzim, pada suatu konsentrasi substrat tertentu, kecepatan reaksi
bertambah dengan bertambahnya konsentrasi enzim.
b. Konsentrasi Substrat, hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi
enzim yang tetap, maka pertambahan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan
reaksi. Akan tetapi pada batas konsentrasi tertentu, tidak terjadi kenaikan kecepatan
9. 9
reaksi walaupun konsentrasi substrat diperbesar. Dengan demikian konsentrasi
kompleks enzim substrat makin besar dan hal ini menyebabkan makin besarnya
kecepatan reaksi. Pada suatu batas konsentrasi substrat tertentu, semua bagian aktif
telah dipenuhi oleh substrat atau telah jenuh dengan substrat. Dalam keadaan ini,
bertambah besarnya konsentrasi substrat tidak menyebabkan bertambah besarnya
kosentrasi kompleks substrat, sehingga jumlah hasil reaksinya pun tidak bertambah
besar.
c. Suhu, pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang
lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Di samping itu, karena enzim adalah suatu
protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi,
sehingga bagian aktif enzim akan terganggu dan dengan demikian konsentrasi efektif
enzim menjadi berkurang dan kecepatan reaksinya pun menurun. Kenaikan suhu
sebelum terjadinya proses denaturasi dapat menaikkan kecepatan reaksi. Namun
kenaikan suhu pada saat terjadinya denaturasi akan mengurangi kecepatan reaksi.
Oleh karena ada dua pengaruh yang berlawanan, maka akan terjadi suatu titik
optimum, yaitu suhu yang paling tepat bagi suatu proses reaksi yang menggunakan
enzim tersebut.
d. pH, struktur ion enzim tergantung pada pH lingkungan. Enzim dapat berbentuk ion
positif, ion negative atau ion bermuatan ganda (zwitter ion). Dengan demikian
perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektifitas bagian aktif enzim
dalam membentuk kompleks enzim substrat. Tinggi rendahnya pH juga dapat
menyebabkan denaturasi yang dapat menurunkan aktifitas enzim, sehingga diperlukan
suatu pH optimum yang dapat menyebabkan kecepatan reaksi enzim yang paling
tinggi.
e. Produk/hasil reaksi (dapat menghambat enzim)
f. Zat penggiat (aktivator), misalnya logam alkali, logam alkali tanah, Mn, Mg, dan Cl.
g. Zat penghambat (Inhibitor), yaitu molekul atau ion yang dapat menghambat reaksi
pembentukan kompleks enzim-substrat. Hambatan yang dilakukan oleh inhibitor
dapat berupa hambatan tidak revesibel atau hambatan revesibel.
10. 10
2.7 Penghambatan Enzim
yaitu molekul atau ion yang dapat menghambat reaksi pembentukan kompleks enzim-
substrat. Hambatan yang dilakukan oleh inhibitor dapat berupa hambatan tidak reversibel
atau hambatan reversibel.
a. Hambatan Reversibel
Hambatan revesibel dapat berupa hambatan bersaing atau hambatan tidak bersaing.
- Hambatan bersaing.
Hambatan bersaing disebabkan karena ada molekul mirip dengan substrat, yang
dapat pula membentuk kompleks, yaitu kompleks enzim inhibitor (EI)
pembentukan kompleks ES, yaitu melalui penggabungan inhibitor dengan enzim
pada bagian aktif enzim. Dengan demikian terjadi persaingan antara inhibitor
dengan substrat terhadap bagian aktif enzim melalui reaksi sebagai berikut :
E + S -------------- ES
E + I --------------- EI
Inhibitor yang menyebabkan hambatan bersaing disebut inhibitor bersaing.
Inhibitor ini menghalangi terbentuknya kompleks ES dengan cara membentuk
kompleks EI dan tidak dapat membentuk hasil reaksi ( P).
E + S -------------- ES ------------ E + P (membentuk hasil reaksi)
E + I -------------- EI ------------ ( tidak terbentuk hasil reaksi)
Dengan demikian adanya inhibitor bersaing dapat mengurangi peluang bagi
terbentuknya kompleks ES dan hal ini menyebabkan berkurangnya kecepatan
reaksi.
- Hambatan tak bersaing
Hambatan tidak bersaing ( non competitive inhibition ) tidak di pengaruhi oleh
besarnya konsentrasi substrat dan inhibitor yang melakukannya (inhibitor tidak
bersaing). Dalam hal ini inhibitor dapat bergabung dengan enzim di luar bagian
11. 11
aktif. Penggabungan antara inhibitor dengan enzim ini terjadi pada enzim bebas,
atau pada enzim yang telah mengikat substrat yaitu kompleks enzim substrat.
E + I ----------- EI
ES + I ------------ ESI
b. Hambatan tidak reversibel
Hambatan tidak reversibel ini dapat terjadi karena inhibitor bereaksi tidak reversibel
dengan bagian tertentu pada enzim, sehingga mengakibatkan berubahnya bentuk
enzim. Dengan demikian mengurangi aktivitas katalik enzim tersebut. Reaksi ini
berlangsung tidak reversibel sehingga menghasilkan produk reaksi dengan sempurna.
c. Hambatan Alosterik
Hambatan yang terjadi pada enzim alosterik dinamakan hambatan alosterik,
sedangkan inhibitor yang menghambat dinamakan inhibitor alosterik. Bentuk molekul
inhibitor alosterik berkaitan dengan enzim pada tempat diluar bagian aktif enzim.
Dengan demikian, hambatan ini tidak akan dapat diatasi dengan penambahan
sejumlah besar substrat. Terbentuknya ikatan antara enzim dengan inhibitor
mempengaruhi konformasi enzim, sehingga bagian aktif mengalami perubahan
bentuk. Akibatnya ialah penggabungan substrat pada bagian aktif enzim terhambat.
- Inhibitor/penghambat kompetitif, produk (sebagai zat inhibitor) berkompetisi
dengan substrat untuk berikatan dengan sisi aktif enzim. Dapat diatasi dengan
menambahkan konsentrasi substrat.
- Inhibitor/penghambat alosterik (non-kompetitif), produk (sebagai zat
inhibitor) berikatan pada bagian enzim selain sisi aktif enzim yang disebut sisi
alosterik dan menyebabkan sisi aktif berubah sehingga substrat tidak dapat
berikatan dengan enzim.
12. 12
BAB III
KESIMPULAN
3.1 Kesimpulan
Enzim adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam
protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan
protein, berfungsi sebagai senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis
bereaksi dalam suatu reaksi kimia.
Enzim digolongkan menurut tipe reaksi yang diikutinya dan mekanisme reaksi,
sedangkan masing-masing enzim diberi nama menurut substratnya, misalnya urease,
arginase dan lain-lain.
Penggolongan enzim berdasarkan atas reaksi kimia dimana enzim memegang
peranan, yaitu : oksidoreduktase, tranferase, hidrolase, liase, isomerase, dan ligase.
Komponen enzim terdiri dari apoenzim dan kofaktor.
Secara umum enzim berfungsi sebagai katalis dan memiliki peranan penting dalam
reaksi metabolisme, yaitu sebagai biokatalisator dan modulator. Untuk dapat bekerja
pada suatu zat atau substrat harus ada hubungan atau kontak antara enzim dengan
substrat (kompleks enzim-substrat).
Adapun beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim, yaitu konsentrasi enzim,
konsentrasi substrat, suhu, pH, produk/hasil reaksi, aktivator, dan inhibitor.
Hambatan pada enzim dibagi menjadi dua yaitu hambatan reversibel dan hambatan
irreversibel
