Komponen-Komponen Enzim dengan Fungsi, Struktur, dan Cara Kerja Enzim

4.3K

Quipperian, zat enzim merupakan salah satu elemen penting dalam tubuh kita dan memiliki beberapa peran yang sangat krusial, terutama pada proses pencernaan dan metabolisme. Adanya enzim dapat membantu mempercepat reaksi kimia dalam tubuh, sehingga bisa mengubah zat-zat yang dibutuhkan oleh tubuh manusia. Lantas, apa itu enzim dan apa saja komponen-komponen penyusunnya?

Apa yang dimaksud dengan enzim?

Enzim adalah senyawa organik yang tersusun oleh spesialisasi protein untuk menjalankan proses-proses biokimiawi dalam sistem organisme hayati. Dengan demikian, reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, baik anabolisme maupun katabolisme selalu melibatkan enzim.

Enzim juga dapat diartikan sebagai katalisator biologi (biokatalisator), yaitu zat yang dapat mempercepat reaksi kimia, tapi tidak ikut bereaksi, sehingga pada akhir reaksi, zat akan kembali terbentuk. Secara sederhana, rumus reaksi enzim dituliskan sebagai berikut.

Fungsi enzim

Adapun fungsi enzim seperti penjelasan pengertian di atas, yaitu:

1. Sebagai biokatalisator, yaitu zat yang mampu mempercepat suatu reaksi kimia dalam tubuh, tapi tidak ikut bereaksi.
2. Beberapa enzim dapat membantu memecah molekul besar menjadi potongan-potongan molekul kecil, agar lebih mudah diserap oleh tubuh.
3. Beberapa enzim juga bisa membantu mengikat dua molekul menjadi satu untuk memunculkan molekul baru.

Sifat-Sifat Enzim

Berikut merupakan sifat-sifat enzim.

1. Berperan sebagai biokatalisator.
2. Bekerja secara spesifik, artinya hanya bekerja pada substrat tertentu (satu substrat satu enzim).
3. Kerja dipengaruhi oleh suhu dan pH. Suhu optimum enzim sekitar 40°C dengan nilai pH yang berbeda untuk setiap enzim.
4. Dapat bekerja secara reversible atau bolak-balik.
5. Tidak mengubah keseimbangan reaksi.
6. Rusak jika terkena panas (denaturasi).
7. Memiliki satu sisi aktif (tempat katalitik enzim) yang sesuai dengan substratnya.

Komponen-Komponen Enzim

Secara kimiawi, enzim tersusun atas dua komponen, yaitu komponen protein dan komponen bukan protein. Suatu komponen enzim dikatakan lengkap apabila tersusun dari dua komponen (protein dan nonprotein) tersebut. Enzim dengan komponen yang lengkap disebut dengan holoenzim.

Komponen Enzim Protein (Apoenzim)

Komponen berupa protein yang menyusun enzim disebut dengan apoenzim, dan memiliki sifat termolabil (tidak tahan panas). Apoenzim merupakan bagian sisi aktif enzim yang tersusun atas protein dan mudah berubah (labil) terhadap faktor lingkungan, misalnya karena pH dan suhu.

Komponen Enzim Nonprotein (Kofaktor)

Penyusun enzim yang berupa komponen nonprotein terdiri dari komponen organik dan anorganik. Adapun komponen organik yang terikat kuat dengan apoenzim disebut gugus prostetik, sedangkan komponen organik yang terikat lemah dengan protein enzim disebut koenzim.

Sementara itu, komponen anorganik yang terikat lemah pada protein enzim disebut kofaktor atau aktivator. Sebuah kofaktor merupakan senyawa kimia nonprotein yang diperlukan untuk aktivitas biologis protein.

Kofaktor dalam enzim berfungsi sebagai katalis yang mampu meningkatkan laju proses kerja enzim. Contohnya, pada ion Klor (Cl) dan Kalsium (Ca) yang bertugas mengoptimalkan kerja enzim ptyalin pada mulut, yaitu untuk menguraikan molekul gula kompleks.

Mengutip buku Teknologi Enzim (2017) karya R. Susanti dan Fidia Fibriana, ada tiga jenis kofaktor dalam enzim, yaitu:

Gugus prostetik

Gugus prostetik merupakan kofaktor yang berisi gugusan senyawa penyusun enzim yang tidak aktif, berupa unsur-unsur logam, seperti Besi (Fe⁺⁺), Mangan (Mn⁺⁺), Magnesium (Mg⁺⁺), atau Natrium (Na⁺).

Gugus prostetik juga termasuk senyawa organik yang terikat kuat dengan apoenzim, dan selama reaksinya berlangsung tidak akan dilepas atau diuraikan. Contoh gugus prostetik, antara lain Heme dan FAD.

Koenzim

Koenzim adalah zat berupa molekul organik nonprotein kompleks, seperti NAD, ATP, dan vitamin B. Koenzim termasuk senyawa organik yang berikatan lemah dengan protein enzim. Sebab, ikatan tersebut hanya bersifat tidak permanen (sesaat) dan mudah untuk dipisahkan dengan dialisis.

Satu koenzim pun bisa menjadi kofaktor untuk enzim yang berbeda. Koenzim juga dikelompokkan (diklasifikasikan) berdasarkan gugus prostetik yang pemindahannya dibantu oleh koenzim itu sendiri, yaitu:

1. Koenzim pemindah gugus hidrogen, seperti NADP⁺, NAD⁺, FAD, FMN, dan koenzim Q.
2. Koenzim pemindah gugus bukan hydrogen, antara lain TPP, PLP, koenzim folat, gula fosfat, dan asam lipoat.

Ion anorganik

Ion-ion anorganik terikat lemah pada apoenzim dan dapat membuat fungsi enzim lebih efektif. Salah satunya adalah ion metal yang merupakan kofaktor, yang dibutuhkan dalam aktivitas enzim tertentu.

Secara bersamaan, ion metal dalam enzim mampu membentuk satu atau lebih ikatan koordinasi dengan substrat. Ikatan koordinasi sendiri adalah ikatan kovalen khusus pada oksigen dan nitrogen, dengan ion metal tertentu. Adanya ikatan-ikatan tersebut dapat membantu polarisasi dalam substrat untuk kemudian dipecah oleh enzim.

Selain itu, ion metal juga bisa membentuk ikatan koordinasi dengan rantai spesifik pada sisi aktif enzim. Contoh ion metal, yakni Na⁺, K⁺, dan Cu⁺.

Struktur Enzim

Setelah mengetahui komponen-komponen penyusun enzim, selanjutnya kita bahas mengenai struktur enzim. Enzim memiliki struktur berupa sisi aktif dan sisi alosterik (sisi pengatur).

Sisi aktif merupakan sisi dimana enzim dapat ditempeli oleh substrat, supaya substrat dapat direaksikan oleh enzim dan membentuk suatu produk. Sisi aktif enzim juga bersifat spesifik, yaitu hanya dapat ditempeli oleh substrat yang sesuai. Sedangkan sisi alosterik enzim adalah kebalikan dari sisi aktif, yakni sisi enzim yang tidak dapat ditempeli oleh substrat, tapi dapat ditempeli oleh inhibitor (penghambat).

Mekanisme Cara Kerja Enzim

Secara sederhana, mekanisme atau cara kerja enzim dapat dijelaskan dengan dua teori, yaitu teori gembok kunci (lock and key) dan teori kecocokan yang terinduksi (induced fit).

Teori Gembok Kunci (Lock and Key)

Melalui teori gembok kunci ini, mekanisme enzim digambarkan sebagai gembok dengan bagian-bagian kecil yang berperan sebagai sisi aktif enzim, dan substrat yang diibaratkan sebagai kunci, karena dapat berikatan secara pas dengan sisi aktif enzim.

Kemudian, jika sisi aktif telah bergabung dengan substrat, maka enzim jadi tidak aktif lagi. Selanjutnya, hasil penggabungan substrat dan enzim akan membentuk kompleks enzim substrat.

Teori Induksi Pas (Induced Fit)

Cara kerja enzim berdasarkan teori kecocokan induksi (Induced fit), yaitu lebih menekankan pada sisi aktif enzim yang lebih fleksibel, dengan bagian substrat yang masuk ke sisi aktif dan terikat pada enzim. Kemudian, sisi aktif enzim mengalami beberapa perubahan, sehingga ikatan yang terbentuk antara enzim dan substrat jadi lebih kuat, lalu enzim akan menyesuaikan bentuk substrat.

Contoh Komponen Enzim

Contoh komponen enzim katalase

Salah satu contoh enzim yang berperan dalam metabolisme tubuh manusia adalah enzim katalase. Enzim ini terdapat pada semua jaringan tubuh, terutama terkonsentrasi tinggi di dalam organ hati, jantung, ginjal, dan darah.

Pada proses pernafasan, selama manusia bernapas akan terbentuk H₂O₂ (Hidrogen peroksida) yang bersifat racun dan dapat menyebabkan kerusakan sel dalam tubuh. Namun, dengan adanya enzim katalase gas beracun tersebut diuraikan menjadi air dan oksigen.

Secara sederhana, komponen reaksi enzim katalase dapat diuraikan sebagai berikut.

H₂O₂ + katalisator → H_{2 +} O₂ + katalase

Quipperian, itulah penjelasan singkat mengenai komponen-komponen penyusun enzim dan cara kerjanya. Untuk memperdalam pemahaman mengenai materi IPA Biologi tentang enzim ini, kalian bisa langsung bergabung dengan Quipper Video untuk mempelajarinya melalui video pembelajaran yang disediakan. Ayo, bergabung sekarang juga!