MAKALAH KELOMPOK BIOKIMIA “KONSEP ENZIM”

MAKALAH KELOMPOK BIOKIMIA “KONSEP ENZIM” DISUSUN OLEH KELOMPOK 1: M.ERANUR MILA FEBRIANI DESTIRIFANI FATHIA HASMAINI SRG RAMADILLA DARWAN STIKES HANGTUAH PEKANBARU PRODI ILMU KESEHATAN MASYARAKAT A REGULER KELOMPOK SP BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang BAB I PENDAHULUAN Setiap makhluk hidup di bumi pasti tersusun atas sel-sel yang berperan aktif dalam proses metabolisme. Dalam proses metabolisme ini tentunya membutuhkan zat-zat seperti protein, karbohidrat, vitamin, dan bahan lainnya untuk membantu proses metablisme itu sendiri. 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. Enzim sendiri merupakan polimer biologik yang mengatalisis lebih dari satu proses dinamik yang memungkinkan kehidupan seperti yang kita kenal sekarang. sifat-sifat enzimpun sangat khas, salah satunya yaitu satu enzim hanya memiliki satu substrat. Selain sifat, struktur,enzim juga memiliki klasifikasi, tata nama serta spesifikasi tersendiri. Perananan enzim dalam tubuh manusia sangatlah besar. Untuk itu, pemahaman selengkapnya tentang enzim akan dibahas dalam makalah ini. 1 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa permasalahan sebagai berikut:  Sejarah penemuan enzim  Definisi enzim  Tata nama enzim  Klasifikasi enzim  Spesifikasi enzim  Struktur enzim  Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim  Cara Kerja Enzim Pada Proses Metabolisme Tubuh  Sifat Enzim 1.3 Tujuan Berdasarkan rumusan masalah maka makala ini bertujuan sebagai berikut:  Mengetahui sejarah penemuan enzim  Mengetahui definisi enzim  Mengetahui tata nama enzim  Mengetahui bagaimana enzim diklasifikasikan  Mengetahui bagaimana spesifikasi enzim  Mengetahui Struktur enzim  Mengetahui Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim  Mengetahui Cara Kerja Enzim Pada Proses Metabolisme Tubuh  Mengetahui Sifat Enzim 2 2.1. Sejarah Enzim BAB II PEMBAHASAN Pada awalnya, enzim dikenal sebagai protein oleh Sumner ( 1926 ) yang telah berhasil mengisolasi urease dari tumbuhan kara pedang. Urease adalah enzim yang dapat menguraikan urea menjadi CO2 dan NH3. Beberapa tahun kemudian Northrop dan Kunits dapat mengisolasi pepsin, tripsin, dan kinotripsin. Kemudian makin banyak enzim yang telah dapat diisolasi dan telah dibuktikan bahwa enzim tersebut ialah protein (Anonymous a, 2012). Dari hasil penelitian para ahli biokim ternyata banyak enzim mempunyai gugus bukan protein, jadi termasuk golongan protein majemuk. Gugus bukan protein ini disebut dengan kofaktor ada yang terikat kuat pada protein dan ada pula yang tidak terikat kuat oleh protein.. Gugus terikat kuat pada bagian protein artinya sukar terurai dalam larutan yang disebut dengan Prostetik, sedang yang tidak begitu terikat kuat ( mudah dipisahkan secara dialisis ) disebut dengan Koenzim. Keduanya ini dapat memungkinkan enzim bekerja terhadap substrat. Sejarah Penemuan Enzim Pada tahun 1850, Louis Pasteur menyimpulkan bahwa fermentasi gula menjadi alkohol oleh ragi yang dikatalisis ‘fermen’. Pasteur mengemukakan bahwa fermentasi ini, yang kemudian dinamakan enzim (‘di dalam ragi’) tidak dapat dipisahkan dari struktur sel ragi hidup, suatu pendapat yang bertahan selama bertahan-tahun. Penemuan penting oleh Eduard Buchner tahun 1897 berhasil mengekstrak ke dalam larutan, suatu bentuk yang aktif dari sel ragi, yaitu serangkaian enzim yang mengkatalisis fermentasi gula menjadi alkohol. Penemuan ini membuktikan, bahwa enzim yang penting ini, yang mengkatalisis lintas metabolik utama penghasil energi,dapat tetap berfungsi jika dipindahkan dari struktur sel hidup. Baru pada tahun 1926, enzim urease dapat diisolasi dan dikristalkan oleh James Sumner. Beliau juga menemukan bahwa semua enzim adalah protein yang memiliki berat molekul antara 12.000-1 juta. Pada tahun 1930 John Northrop berhasil mengkristalkan enzim pepsin dan tripsin (Anonymous b, 2012). 3 2.2. Definisi Enzim  Menurut Sumardjo, Damin (2006) menyatakan bahwa enzim adalah suatu kelompok protein yang menjalankan dan mengatur perubahan-perubahan kimia dalam sistem biologi.  Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik (Anonymous b, 2012)  Enzim adalah protein yang berfungsi sebagai katalisatir, senyawa yang meningkatkan kecepatan reaksi kimia (William&Wilkins, 1996).  Enzim ialah suatu zat yang dapat mempercepat laju reaksi dan ikut beraksi didalamnya sedang pada saat akhir proses enzim akan melepaskan diri seolah – olah tidak ikut bereaksi dalam proses tersebut ( Anonymous a, 2012).  Menurut Karmana, Oman (2008) menyatakan bahwa enzim adalah senyawa organik yang tersusun atas protein. Enzim merupakan bioatalisator, yaitu enzim merupakan zat yang terdapat dalam tubuh makhluk hidup yang berfungsi mempercepat reaksi, tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi. 2.3. Tata nama Enzim Enzim dibagi menjadi enam klas, berdasarkan jenis reaksi yang dikatalis. Misalnya, enzim yang menkatalis reaksi oksidasi-reduksi serta menggunakan substrat alkohol dan NAD (nikotinamida adenin dinukleotida), dinamakan alkohol dehidrohenase. Kelas-kelas reaksi enzimatis yang lain dan merupakan tata nama IUB dituliskan sebagai berikut: 4 Sumber: Buku Pelajaran Biologi untk SMA/MA ( Santoso Begot, 2007) Adapun menurut Anonymous c, 2012 menyatakan bahwa Sistem penamaan enzim menurut IUB berdasarkan 4 kaidah pokok, tata nama enzim sebagai berikut: 1. Enzim dibagi menjadi enam klas, berdasarkan jenis reaksi yang dikatalisisnya, masing-masing di bagi lagi menjadi 4-13 subklas. 2. Nama enzim terdiri atas 2 bagian. bagian pertama menunjukkan substrat, sedangkan bagian kedua menunjukkan tipe reaksi yang dikatalisisnya, ditambah akhiran –ase. Contoh: Alkohol: NAD oksidoreduktase = alkohol dehidrogenase yang mengkatalisis di bawah ini: Alkohol + NAD+ -------+ aldehid atau keton + NADH + H+ Sebagai substrat enzim tersebut adalah alkohol, NAD+ bertindak sebagai 5 ko-substrat, sedangkan oksidoreduktase menunjukkan bahwa enzim tersebut mengkatalisis reaksi oksidasi-reduksi. 3. Apabila diperlukan informasi tambahan, untuk menjelaskan reaksi, dapat dituliskan dalam tanda kurung pada bagian akhir. Contoh: enzim yang mengatalisis reaksi L-malat + NAD+ ® piruvat + CO2 + NADH + H + diberi nama L-malat: NAD+ oksidoreduktase (dekarboksilasi). Enzim yang dimaksud mengkatalisis reaksi oksidasi reduksi yang disertai dengan pelepasan CO2 (dekarboksilasi). Bandingkanlah dengan enzim L-malat: NAD+ oksidoreduktase yang mengkatalisis reaksi berikut ini: L Malat: NAD+ → Oksaloasetat + NADH + H+ Reaksinya adalah dehidrogenase, tanpa disertai dekarboksilasi 4. Setiap enzim mempunyai nomor kode (EC) yang terdiri dari 4 nomor. Nomor pertama menunjukkan klas enzim yang bersangkutan (digit pertama), subklas (digit kedua), dan subsubklas (digit ketiga). Digit keempat adalah untuk enzim spesifik. 2.4 Klasifikasi Enzim Fungsi klasifikasi adalah untuk menekan hubungan dan persamaan dengan cara yang tepat dan singkat. Usaha semula untuk menciptakan suatu sistem tata nama enzim-enzim menghasilkan susunan yang membingungkan dari nama-nama yang tidak pasti artinya dan umumnya tidak mempunyai keterangan apa-apa seperti emulsin, peptin dan zimase. enzim selanjutnya diberi nama subtratnyan dengan menambah akhiran “ase”. Jadi enzim-enzim yang memecahkan pati (amilon) disebut amilase; yang memecahkan lemak (lipos), lipase; dan yang bekerja pada protein, protease. Golongan enzim-enzim diberi nama oksidase, glikodase, dehidrogenase, dekarboksilase, dan sebagainya. Penggolongan klasifikasi enzim menurut Anonymous d (2012) sebagai berikut: 6 1. Hidrolase Hidrolase merupakan enzim-enzim yang menguraikan suatu zat dengan pertolongan air. Hidrolase dibagi atas kelompok kecil berdasarkan substratnya yaitu : A. 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 amilum n C12H22O11 maltosa b. Maltase, yaitu enzim yang menguraikan maltosa menjadi glukosa maltase C12H22O11 + H20 2 C6H12O6 maltosa glukosa 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. amilase B. Esterase,yaituenzim-enzimyangmemecahgolonganester. Contoh-contohnya : 7 a. Lipase, yaitu enzim yang menguraikan lemak menjadi gliserol dan asam lemak. b. Fosfatase, yaitu enzim yang menguraikan suatu ester hingga terlepas asam fosfat. C. 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. 2. 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. 8 2.5 Spesifikasi Enzim 1. Spesifikasi Model Kunci dan Gembok Spesifikasi jenis in pertama kali dikemukakan oleh Emil Fischer. Fischer mengemukakan bahwa struktur enzim dan substrat memiliki bentuk dan geometri ruang yang saling cocok atau memenuhi. Enzim dan substrat bergabung bersama membentuk kompleks, seperti kunci yang masuk dalam gembok. Di dalam kompleks, substrat dapat bereaksi dengan energi aktivasi yang rendah. Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta membebaskan enzim. 9 2. spesifikasi ketepatan Induksi Daniel koshland mengatakan bahwa enzim memiliki bentuk yang fleksibel sehingga bentuknya dapat berubah mengikuti nteraksi yang terjadi antara enzim dan substrat. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupinya membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim kembali tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Sehingga, substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut. 2.6 Struktur enzim Enzim disebut juga dengan Holoenzim, yang terbagi menjadi dua, yaitu apoenzim dan kofaktor.Apoenzim merupakan penyusun utama enzim, yaitu bagian enzim aktif yang terdiri atas protein yang bersifat tidak stabil dan mudah berubah. Sehingga dibutuhkan kofaktor untuk menjaga fungsi enzim tetap normal. Kofaktor merupakan sebuah komponen berupa molekul yang bersifat nonprotein. Kofaktor bisa mempunyai ikatan yang kuat maupun lemah terhadap protein enzim. Jika kofaktor mempunyai ikatan yang kuat dengan protein enzim, maka disebut dengan prostetik. Jika kofaktor terdiri atas molekul organik nonprotein yang terikat secara tidak kuat/renggang terhadap protein enzim, maka disebut dengan koenzim. Kofaktor terbagi menjadi dua lagi, yaitu molekul organik dan non-organik. Molekul organik (koenzim) contohnya adalah Vitamin. Sedangkan molekul non- organik (ion logam) contohnya adalah Fe+2, Mn+2. Akan tetapi, penting untuk diketahui, bahwa tidak semua enzim memiliki struktur yang lengkap (memiliki apoenzim dan kofaktornya). Contohnya saja seperti enzim ribonuklease pankreas yang hanya terdiri atas polipeptida saja, dan tidak mengandung gugus kimiawi lain. 10 2.7 Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim a. 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 akan terjadi kenaikan kecepatan reaksi walaupun konsentrasi substrat diperbesar. Keadaan ini telah dijelaskan oleh Michealis – Menten dengan hipotesis mereka tentang terjadinya kompleks enzim substrat. Untuk dapat terjadi kompleks enzim substrat sebagaimana telah dijelaskan tadi,perlu adanya kontak antara enzim dengan substrat. Kontak ini terjadi pada suatu tempat atau bagian enzim yang disebut bagian aktif. Pada konsentrasi substrat rendah,bagian aktif enzim ini hanya menampung substrat sedikit. Bila konsentrasi substrat diperbesar,makin banyak substrat yang berhubungan dengan enzim pada bagian aktif tersebut. Dengan demikian konsentrasi kompleks enzim substrar makin besar dan hal ini menyebabkan makin besarnya kecepatan reaksi. Pada suatu batas konsentrasi substrat tertentu,semua bagian aktif telah dipenuhi 11 oleh substrat atau telah jenuh dengan substrat. Dalam hal ini, bertambahnya konsentrasi substrat tidak menyebabkan bertambah besarnya konsentrasi kompleks enzim substrat, sehingga jumlah hasil reaksi pun tidak bertambah besar. b. Suhu Oleh karena reaksi kimia itu dapat dipengaruhi oleh suhu, maka reaksi yang menggunakan katalis enzim yang dapat dipengaruhi oleh suhu. Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang tinggi reaksi berlangsungcepat. Disamping itu, karena enzim adalah suatu protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi. Apabila terjadi proses denaturasi, maka bagian aktif enzim akan terganggu dan dengan demikian konsentrasi efektif enzim menjadi berkurang dan kecepatan reaksinya pun akan menurun. c. Pengaruh pH Seperti protein pada umumnya, struktur ion enzim tergantung pada pH lingkungannya. Enzim dapat berbentuk ion positif, ion negatif atau ion bermuatan ganda (zwitter ion). Dengan demikian perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektivitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleksenzimsubstrat. Di samping pengaruh terhadap struktur ion pada enzim, pH rendah atau pH tinggi dapat pula menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan ini akan mengakibatkan menurunnya aktivitas enzim. d. Pengaruh Inhibitor Oleh karena hambatan atau inhibisi pada suatu reaksi yang menggunakan enzim sebagai katalis dapat terjadi apabila penggabungan substrat pada bagian aktif enzim mengalami hambatan. Molekul atau ion yang dapat menghambat reaksi tersebut dinamakan inhibitor. Hambatan yang dilakukan inhibitor dapat berupa hambatan tidak reversibel atau hambatan reversibel. Hambatan tidak reversibel pada umumnya disebabkan oleh terjadinya proses modifikasi sebuah gugus fungsi atau lebih yang terdapat 12 pada molekul enzim. Hambatan reversibel dapat berupa hambatan bersaing atau hambatan tidak bersaing 2.8 Cara Kerja Enzim Pada Proses Metabolisme Tubuh Enzim mengkatalis reaksi dengan meningkatkan kecepatan reaksi. Meningkatkan kecepatan reaksi dilakukan dengan menurunkan energi aktivasi (energi yang diperlukan untuk reaksi). Penurunan energi aktivasi dilakukan dengan membentuk kompleks dan substrat. Secara sederhana, kerja enzim digambarkan sebagai berikut. 2.9 Sifat Enzim 1. Enzim hanya disintesis oleh sel dan juga di dalam sel 2. Enzim ini mempunyai tempat khusus di dalam sel, misalnya enzim pada siklus Krebs terletak didalam matriks ekstraseluler, sedangkan enzim pada proses glikolisis terletak pada sitoplasma sel 3. Enzim hanya akan di produksi atau di sintesis jika sel mempunyaui gen untuk enzim tersebut 4. Suhu enzim adalah sama dengan sel, kecepatan laju reaksi yang dikatalisis oleh enzim meningkat seiring dengan peningkatan suhu. Pada suhu yang terlalu tinggi enzim akan mengalami denaturasi. Sedangkan pada suhu 0 derjat celsius, enzim menjadi tidak aktif. 5. Tingkat keasaman enzim pada lingkungan sekitarnya adalah netral (tidak asam maupun basa). Pada saat pH terlalu asam maupun terlalu basa, enzim menjadi kurang aktif. 6. Semakin tinggi konsentrasi enzim, maka reaksi akan meningkat hingga batas-batas tertentu 13 7. Kecepatan laju reaksi akan meningkat bila konsentrasi subtrat meningkat pula 8. Enzim sangat spesifik akan ikatannya terhadap molekul 9. Enzim tidak mengubah suatu tetapan proses reaksi, akan tetapi hanya mempercepat tercapainya tetapan tersebut Enzim dapat mempercepat proses laju reaksi 107 - 1013 kali 10.Enzim mempunyai sifat biokatalisator. Katalis yaitu kemampuan memindahkan atau membawa suatu senyawa/molekul ke keadaan yang lain Secara umum, enzim mempunyai empat sifat khas, yang mana sesuatu dapat disebut dengan enzim jika mempunyai empat sifat berikut ini, yang terdiri dari : 1. Protein Segala sifat protein adalah sama dengan enzim, akan tetapi sifat enzim tidak berlaku untuk protein. Oleh karena itu hampir lebih dari separuh jumlah protein didalam sel merupakan enzim. 2. Katalis Enzim merupakan katalis yang dapat mengubah laju reaksi, dengan tanpa ikut bereaksi. Aktivitas enzim dapat di atur. Enzim mampu meningkatkan laju reaksi pada kondisi yang biasa, yaitu dari tekanan, suhu, dan pH. Tingkat katalisasi yang diberikan oleh enzim juga lebih tinggi dibanding katalis biasa dalam segi peningkatan laju reaksinya. 3. Aktif Molekul yang awalnya hanyalah substrat diaktifkan menjadi produk oleh enzim. Molekul yang teraktivasi ini akan mengalami kenaikan dalam segi energi kinetiknya. 4. Spesifik Enzim tertentu hanya bisa mengikat substrat tertentu (spesifik) pula, sehingga barulah terjadi pengaktifan substrat dan perubahan kimiawi pun terjadi pada molekul atau senyawa yang diikat. 14 3.1 Kesimpulan BAB III PENUTUP Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa enzim berperan dalam proses metabolisme di tubuh manusia, karena enzim berperan sebagai biokatalisator yang berfungsi mempercepat dan memperlambat reaksi kimia yang ada di tubuh manusia. Enzim adalah senyawa organik yang berperan sebagai katalis yaitu untuk mempercepat proses dan reaksi kimia yang sedang berlangsung. Enzim bekerja secara spesifik pada satu jenis substrat. Namun, ada satu enzim yang dapat bekerja pada beberapa jenis substrat. Enzim sangat berguna untuk bagi manusia, hewan, dan tumbuhan. Oleh karena itu, keberadaan enzim sangat dibutuhkan untuk kelangsungan kehidupan di alam ini. Berdasarkan klasifikasi dan tata namanya enzim dibagi menjadi beberapa kelas menurut reaksi katalis. Selain itu, enzim jg mempunyai spesifikasi yang khas yaitu umumnya satu enzim hanya memiliki satu substrat. 15 DAFTAR PUSTAKA Wirahadikusumah, M. 1981. Biokimia : Proteine, Enzima & Asam Nukleat. ITB. Bandung Winarno, F,G. 1989. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia. Jakarta. irindra, A. 1986. Biokimia 1. Gramedia. Jakarta. Poedjiadi, A., F.M. T. Supriyanti. 2006. Dasar-Dasar Biokimia. UI-Press. Jakarta. Poedjiadi, Anna, 2006. Dasar-dasar Biokimia, Universitas Indonesia PRESS,Jakarta. http://erikunib.blogspot.co.id/2012/06/laporan-praktikum-biokimia-enzim.html https://veronikafoju.wordpress.com/i-love-biology/biokimia/biokimia-enzim/ https://id.wikipedia.org/wiki/Enzim