ENZIM & KOENZIM
ENZIM & KOENZIMBiokimia
Oleh: Yuyun Wirasasmita, S.Farm, AptSTIKES IST BUTONPengertian
Enzim dan KoenzimEnzim adalah protein katalis yang berperan penting
dalam metabolisme makhluk hidupEnzim akan mempercepat proses reaksi
itu, tetapi tidak ikut bereaksi.Koenzim adalah kompleks ion atau
molekul kompleks (non protein) yang berfungsi sebagai komponen
tambahan dalam pengaktifan kerja enzim. Ion organik tunggal yang
berfungsi sama, disebut sebagai kofactor dan bukan koenzim.
Macam-Macam EnzimEnzim diklasifikasikan berdasarkan tipe reaksi
yang dikatalisasinya.
Kebanyakan enzim diberi nama dengan menambahkan akhiran ase
sebagai nama substrat atau dari jenis aktivitasnya. Ex: Urease
mengkatalisis hydrolisis urea. DNA Polymerase mengkatalisis
polimarisasi nucleotida menjadi DNA. Dan ada juga enzim yang diberi
nama berdasarkan fungsinya secara umum.Cara Kerja EnzimEnzim
bekerja dengan memberikan stimulus dengan meyediakan lingkungan
ynag dapat mendukung terjadinya reaksi dengan lebih cepat. Enzim
akan berlekatan dengan molekul yang akan dikatalisasi. Tempat
perikatan molekul ini pada bagian enzim disebut situs aktif
sedangkan molekul yang berlekatan disebut substrat. Enzim bekerja
dengan cara mengkatalis reaksi sehingga meningkatkan kecepatan
reaksi yang dilakukan dengan menurunkan energi aktivasi.Permukaan
dari situs aktif, terdiri dari residu asam amino bersama badan
substituen yang mengikat substrat, dan menkatalisasi reaksi
kimianya.Enzim kemudian bekerja dengan membentuk senyawa
enzim-substrat, kemudian menghasilkan suatu produk tanpa merubah
senyawa enzim itu sendiri, setelah produk terbentuk maka enzim akan
melepaskan diri untuk membentuk senyawa baru dengan substrat yang
lain.Ada 2 (dua) cara kerja enzim :Lock and key (gembok dan anak
kunci)Setiap enzim memiliki sisi aktif yang tersusun dari sejumlah
asam amino. Bentuk sisi aktif ini sangat spesifik, sehingga hanya
molekul dengan bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi
enzim.Induced fit (induksi pas)Sisi aktif enzim merupakan bentuk
yang tidak kaku (fleksibel). Ketika substrat memasuki sisi aktif
enzim, bentuk sisi aktif berubah bentuk sesuai dengan bentuk
substrat kemudian terbentuk kompleks enzim-substrat. Pada saat
produk sudah terlepas dari kompleks, maka enzim lepas dan kembali
bereaksi dengan substrat yang lain.Sebagian besar enzim bekerja
secara khas, yang artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja
pada satu macamsenyawaataureaksi kimia. Hal ini disebabkan
perbedaanstruktur kimiatiap enzim yang bersifat tetap. Sebagai
contoh, enzim-amilasehanya dapat digunakan pada proses
perombakanpatimenjadiglukosa.Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa
faktor, terutama adalahsubstrat,suhu,keasaman,kofaktordaninhibitor.
Tiap enzim memerlukan suhu danpH(tingkat keasaman) optimum yang
berbeda-beda karena enzim adalahprotein, yang dapat mengalami
perubahan bentuk jika suhu dan keasaman berubah. Di luar suhu atau
pH yang sesuai, enzim tidak dapat bekerja secaraoptimalatau
strukturnya akan mengalami kerusakan. Hal ini akan menyebabkan
enzim kehilangan fungsinya sama sekali. Kerja enzim juga
dipengaruhi oleh molekul lain.Inhibitoradalah molekul yang
menurunkan aktivitas enzim, sedangkanaktivatoradalah yang
meningkatkan aktivitas enzim. Banyakobatdanracunadalah inihibitor
enzim.Enzim bekerja mengkatalisasi reaksi dengan mempercepat
jalannya reaksi tanpa merubah kesetimbangan reaksi.
Kinetika EnzimPada tahun 1902, Victor Henri[43]mengajukan suatu
teori kinetika enzim yang kuantitatif, namun data eksperimennya
tidak berguna karena perhatian pada konsentrasi ion hidrogen pada
saat itu masih belum dititikberatkan. SetelahPeter Lauritz
Srensenmenentukan skala pH logaritmik dan memperkenalkan konsep
penyanggaan (buffering) pada tahun 1909[44], kimiawan JermanLeonor
Michaelisdan murid bimbingan pascadokotoralnya yang berasal dari
Kanada,Maud Leonora Menten, mengulangi eksperimen Henri dan
mengkonfirmasi persamaan Henri. Persamaan ini kemudian dikenal
dengan namaKinetika Henri-Michaelis-Menten(kadang-kadang juga hanya
disebut kinetika Michaelis-Menten).
Enzim dapat mengatalisasi reaksi dengan kelajuan mencapai jutaan
reaksi per detik. Sebagai contoh, tanpa keberadaan enzim, reaksi
yang dikatalisasi oleh enzimorotidina 5'-fosfat dekarboksilaseakan
memerlukan waktu 78 juta tahun untuk mengubah 50% substrat menjadi
produk. Namun, apabila enzim tersebut ditambahkan, proses ini hanya
memerlukan waktu 25 milidetikLaju reaksi bergantung pada kondisi
larutan dan konsentrasi substrat. Kondisi-kondisi yang menyebabkan
denaturasi protein seperti temperatur tinggi, konsentrasi garam
yang tinggi, dan nilai pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah
akan menghilangkan aktivitas enzim. Sedangkan peningkatan
konsentrasi substrat cenderung meningkatkan aktivitasnya. Untuk
menentukan kelajuan maksimum suatu reaksi enzimatik, konsentrasi
substrat ditingkatkan sampai laju pembentukan produk yang terpantau
menjadi konstan.Inhibitor EnzimInihibisi kompetitifinhibitor dan
substrat berkompetisi untuk berikatan dengan enzim. Seringkali
inhibitor kompetitif memiliki struktur yang sangat mirip dengan
substrat asli enzim. Sebagai contoh,metotreksatadalah inihibitor
kompetitif untuk enzimdihidrofolat reduktase. Kemiripan antara
struktur asam folat dengan obat ini ditunjukkan oleh gambar di
samping bawah. Perhatikan bahwa pengikatan inhibitor tidaklah perlu
terjadi pada tapak pengikatan substrat apabila pengikatan
inihibitor mengubah konformasi enzim, sehingga menghalangi
pengikatan substrat. Pada inhibisi kompetitif, kelajuan maksimal
reaksi tidak berubah, namun memerlukan konsentrasi substrat yang
lebih tinggi untuk mencapai kelajuan maksimal tersebut, sehingga
meningkatkan Km.Inhibisi Tak KompetitifPada inhibisi tak
kompetitif, inhibitor tidak dapat berikatan dengan enzim bebas,
namun hanya dapat dengan komples ES. Kompleks EIS yang terbentuk
kemudian menjadi tidak aktif. Jenis inhibisi ini sangat jarang,
namun dapat terjadi pada enzim-enzim multimerik.Inhibisi
Non-KompetitifInhibitor non-kompetitif dapat mengikat enzim pada
saat yang sama substrat berikatan dengan enzim. Baik kompleks EI
dan EIS tidak aktif. Karena inhibitor tidak dapat dilawan dengan
peningkatan konsentrasi substrat, Vmaxreaksi berubah. Namun, karena
substrat masih dapat mengikat enzim, Kmtetaplah sama.Inhibisi
CampuranInhibisis jenis ini mirip dengan inhibisi non-kompetitif,
kecuali kompleks EIS memiliki aktivitas enzimatik residual.Pada
banyak organisme, inhibitor dapat merupakan bagian dari
mekanismeumpan balik. Jika enzim memproduksi terlalu banyak produk,
produk tersebut dapat berperan sebagai inhibitor bagi enzim
tersebut. Hal ini akan menyebabkan produksi produk melambat atau
berhenti. Bentuk umpan balik ini adalah umpan balik negatif.
Oleh karena inhibitor menghambat fungsi enzim, inhibitor sering
digunakan sebagai obat. Contohnya adalah inhibitor yang digunakan
sebagai obataspirin. Aspirin menginhibisi enzimCOX-1danCOX-2yang
memproduksi pembawa pesan peradanganprostaglandin, sehingga ia
dapat menekan peradangan dan rasa sakit. Namun, banyak pula
inhibitor enzim lainnya yang beracun. Sebagai contohnya,sianidayang
merupakan inhibitor enzim ireversibel, akan bergabung dengan
tembaga dan besi pada tapak aktif enzimsitokrom c oksidasedan
memblokpernafasan sel
