Enzim Adalah: Pengertian, Sejarah, Sifat, Klasifikasi, dan Faktor yang Mempengaruhinya

Sijenius.com – Sel hidup ibarat sebuah pabrik kimia yang berlangsung pada energi dan harus mengikuti berbagai kaidah kimia. Reaksi kimia yang memungkinkan adanya kehidupan disebut metabolisme. Terdapat ribuan reaksi yang berkesinambungan yang terjadi di dalam tiap sel. Sel dapat mengatur lintasan metabolik yang berjalan dan seberapa cepat dengan cara memproduksi katalis yang dinamakan enzim dalam jumlah yang sesuai pada saat diperlukan. Hampir semua reaksi kimia dalam kehidupan akan berlangsung sangat lambat tanpa adanya katalis, dan enzim yang mempercepat semua proses tersebut. Mau tau lebih penjelasan lebih jelas mengenai enzim?, mari simak penjelasan berikut ini.

Pengertian Enzim

Enzim adalah biomolekul yang memiliki fungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Bila zat ini tidak ada maka proses-proses tersebut akan berlangsung secara lambat atau bahkan tidak dapat berlangsung sama sekali. Hampir semua enzim merupakan protein. Enzim merupakan biokatalisator, yang berarti enzim dapat mempercepat reaksi-reaksi biologi tanpa mengalami perubahan struktur kimia. Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal pada reaksi tersebut sebagai substrat, dan kemudian molekul tersebut diubah oleh enzim menjadi molekul-molekul yang berbeda, yang disebut dengan produk. Hampir semua proses biologis yang terjadi di dalam sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cepat.

Menurut Kuhne (1878), istilah enzim berasal dari kata “in” dan “zyme” yang berarti sesuatu di dalam ragi. Berdasarkan hasil penelitian maka disimpulkan bahwasanya enzim adalah suatu protein yang berupa molekul-molekul besar. Pada enzim terdapat bagian protein yang tidak tahan panas yang disebut dengan apoenzim, sedangkan bagian yang bukan protein adalah bagian yang aktif dan diberi nama gugus prostetik, biasanya gugus ini berupa logam seperti besi, tembaga, seng atau suatu bahan senyawa organik yang mengandung logam.

Apoenzim dan gugus prostetik adalah suatu kesatuan yang kemudian disebut dengan holoenzim, namun ada juga bagian enzim yang apoenzim dan gugus prospetiknya tidak menyatu. Bagian gugus prostetik yang lepas disebut koenzim, yang aktif seperti halnya gugus prostetik. Contoh dari koenzim adalah vitamin atau bagian vitamin (misalnya: vitamin B1, B2, B6, biotin dan niasin).

Sejarah Tentang Enzim

Pada mulanya, enzim dikenal sebagai protein oleh Sumner (1926) yang telah berhasil mengisolasi urease dari tumbuhan kara pedang. Urease merupakan enzim yang dapat menguraikan urea menjadi CO2 dan NH3. Setelah beberapa tahun kemudian Northop dan Kunits menemukan cara yang dapat dilakukan untuk mengisolasi pepsin, tripsin, dan kinotripsin, dan kemudian semakin banyak enzim yang dapat diisolasi dan telah dibuktikan bahwa enzim tersebut ialah protein.

Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh para ahli biokimia ternyata banyak enzim mempunyai gugus bukan protein, jadi termasuk golongan protein majemuk. Gugus bukan protein ini disebut dengan kofaktor, kofaktor sendiri ada yang terikat kuat pada protein dan ada pula yang tidak terikat kuat oleh protein. Gugus terikat kuat pada bagian protein disebut dengan prostetik yang artinya sukar terurai dalam larutan, sedangkan yang tidak begitu terikat kuat disebut dengan koenzim yang berarti mudah dipisahkan secara dialisis. Keduanya ini dapat memungkinkan enzim bekerja terhadap substrat.

Sifat-Sifat Enzim

Enzim mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

Biokatalisator, yaitu mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.
Thermolabil, yaitu mudah rusak apabila dipanasi dari suhu 60° C, dikarenakan enzim tersusun dari protein yang memiliki sifat thermolabil.
Enzim merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat padanya.
Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator enzim memiliki reaksi yang sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang.
Ada yang bekerja di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim), contoh ekroenzim: amilase dan maltase.
Pada umumnya enzim bekerja dengan mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contohnya: lipase, mengkatalisis pembentukan dan penguraian lemak.
Bekerja secara spesifik yang artinya enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif (permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan substrat.
Umumnya enzim tidak mampu bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut dengan kofaktor.

Klasifikasi Enzim

Menurut Poedjiadi (2006) enzim dapat diklasifikasikan berdasarkan tempat bekerjanya, daya katalisisnya, dan cara terbentuknya.

1. Berdasarkan Tempat Bekerjanya

Berdasarkan tempat bekerjanya enzim dapat dikelompokkan sebagai berikut:

a. Endoenzim

Endoenzim atau disebut juga enzim intraseluler adalah enzim yang bekerja di dalam sel. Umumnya enzim ini digunakan untuk proses sintesis di dalam sel dan untuk pembentukan energi (ATP) yang berguna untuk proses kehidupan sel, contohnya dalam proses respirasi.

b. Eksoenzim

Eksoenzim atau disebut juga enzim ekstraseluler adalah enzim yang bekerja di luar sel. Pada umunya enzim ini berfungsi untuk mencerna substrat secara hidrolisis, untuk dijadikan molekul yang lebih sederhana dengan biomolekul lebih rendah sehingga dapat melewati membran sel. Energi yang dibebaskan pada reaksi pemecahan substrat di luar sel tidak digunakan dalam proses kehidupan sel.

2. Berdasarkan Daya Katalisisnya

Berdasarkan daya katalisisnya enzim dapat dikelompokkan sebagai berikut:

a. Oksidoreduktase

Enzim ini mengkatalisis reaksi oksidasi atau reduksi, yang merupakan pemindahan elektron, hidrogen atau oksigen. Sebagai contoh adalah enzim elektron transfer oksidase dan hidrogen peroksidase (katalase). Ada beberapa macam enzim electron transfer oksidase, yaitu enzim oksidase, oksigenase, dehidrogenase, dan hidroksilase.

b. Transferase

Enzim transferase adalah enzim yang ikut serta dalam reaksi pemindahan (transfer) suatu gugus. Sebagai contoh adalah beberapa enzim berikut ini:

Transaminase, yaitu tranferase yang memindahkan gugus amina.
Tranfosforilase, yaitu tranferase yang memindahkan gugus fosfat.
Transasilase, yaitu tranferase yang memindahkan gugusan asil.

c. Hidrolase

Enzim ini merupakan kelompok enzim yang memiliki peranan yaang sangat penting dalam pengolahan pangan, enzim ini yang mengkatalisis reaksi hidrolisis suatu substrat atau pemecahan substrat dengan pertolongan molekul air. Sebagai contoh adalah beberapa enzim berikut ini:

Karboksilesterase, yaitu hidrolase yang menghidrolisis gugusan ester karbosil.
Lipase, yaitu hidrolase yang menghidrolisis lemak (ester lipida).
Peptidase, yaitu hidrolase yang menghidrolisis protein dan polipeptida.

d. Liase

Enzim ini adalah enzim yang aktif dalam pemecahan ikatan C-C dan C-O dengan tidak menggunakan molekul air. Enzim liase berfungsi untuk mengkatalisis pengambilan atau penambahan gugusan dari suatu molekul tanpa melalui proses hidrolisis. Sebagai contoh adalah beberapa enzim berikut ini:

Fumarase, yaitu enzim yang mengkatalisis reaksi pengambilan air dari malat yang nantinya akan menghasilkan fumarat.
Dekarbiksilase, yaitu enzim yang mengkatalusis reaksi pengambilan gugus karboksil.

e. Isomerase

Enzim isomerase merupakan enzim yang mengkatalisis reaksi perubahan konfigurasi molekul dengan cara pengaturan kembali atom-atom substrat, yang nantinya akan menghasilkan molekul baru yang merupakan isomer dari substrat. Berikut ini adalah enzim-enzim yang mengkatalisis reaksi isomerisasi, yaitu:

Rasemase, yang merubah 1-alanin D-alanin
Epimerase, yang merubah D-ribulosa-5fosfat D-xylulosa-5-fosfat.
Cis-trans isomerase, yang merubah transmetinal cisrentolal.
Intramolekul ketol isomerase, yang merubah D-gliseraldehid-3-fosfat dihidroksi aseton fosfat.
Intramolekul tranferase atau mutase, yang merubah metilmalonil-CoA suksinil-CoA.

f. Ligase

Enzim ligase merupakan enzim yang mengkatalisis pembentukan ikatan-ikatan tertentu, misalnya pembentukan C-C, C-O, dan C-S dalam biosintesis koenzim A serta pembentkan ikatan C-N dalam sintesis glutamin.

3. Berdasarkan Cara Terbentuknya

Berdasarkan cara terbentuknya enzim dapat dikelompokkan sebagai berikut:

a. Enzim Konstitutif

Di dalam sel terdapat enzim yang merupakan bagian dari susunan sel normal, enzim tersebut umumnya selalu ada dalam jumlah tetap pada sel hidup. Walaupun demikian ada enzim yang jumlahnya dipengaruhi oleh kadar substratnya, misalnya enzim amilase. Sedangkan enzim-enzim yang memiliki peranan dalam proses respirasi jumlahnya tidak dipengaruhi oleh kadar substratnya.

b. Enzim Adaptif

Enzim ini adalah enzim yang proses pembentukannya dirangsang oleh adanya substrat, contohnya enzim β-galaktosidase yaitu enzim yang dihasilkan oleh bakteri E.Coli yang ditumbuhkan di dalam medium yang mengandung laktosa. Mulanya E.Coli tidak dapat menggunakan laktosa sehingga awalnya tidak nampak adanya pertumbuhan (fase lag/fase adaptasi panjang). Setelah beberapa waktu baru menampakkan pertumbuhan. Selama fase lag tersebut E.Coli membentuk enzim β-galaktosidase yang digunakan untuk merombak laktosa.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim

Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama temperatur, derajat keasaman (pH), konsentrasi enzim dan substrat, kofaktor dan inhibitor. Tiap-tiap enzim memerlukan suhu dan pH optimum yang berbeda-beda, karena enzim ialah protein yang dapat mengalami perubahan bentuk apabila suhu dan pH (tingkat keasaman) berubah. Enzim tidak dapat bekerja secara optimal atau strukturnya akan mengalami kerusakan apabila berada di luar suhu atau pH yang sesuai. Hal ini dapat menyebabkan enzim kehilangan fungsinya sama sekali. Selain itu, kerja enzim juga dapat dipengaruhi oleh molekul lain. Inhibitor adalah molekul yang dapat menurunkan aktivitas enzim, sedangkan aktivator adalah yang dapat meningkatkan aktivitas enzim. Banyak obat-obatan dan racun yang merupakan inhibitor enzim. Berikut ini faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim:

1. Temperatur

Enzim tersusun dari protein, karenanya enzim sangat peka terhadap temperatur. Temperatur yang terlalu tinggi dapat menyebabkan denaturasi protein. Sedangkan temperatur yag terlalu rendah dapat menghambat reaksi. Pada umumnya temperatur optimum enzim adalah 30-40°C. Kebanyakan enzim tidak menunjukkan reaksi jika suhu turun sampai 0°C, namun enzim tidak rusak, bila suhu normal maka enzim akan aktif kembali. Enzim memiliki ketahanan pada suhu rendah, namun akan mengalami kerusakan diatas suhu 50°C.

2. Perubahan pH

Enzim sangat terpengaruh oleh pH. Perubahan pH dapat mempengaruhi perubahan asam amino kunci sisi aktif enzim sehingga menghalangi sisi aktif berkombinasi dengan substratnya. pH optimum yang diperlukan berbeda-beda tergantung jenis enzimnya.

3. Konsentrasi Enzim dan Substrat

Agar reaksi dapat berjalan optimum, maka perbandingan jumlah antara enzim dan substrat harus sesuai. Apabila enzim terlalu sedikit dan substrat terlalu banyak, reaksi akan berjalan lambat bahkan ada substrat yang tidak terkatalisasi. Semakin banyak enzim, maka reaksi akan semakin cepat.

4. Inhibitor Enzim

Sering kali enzim dihambat oleh suatu zat yang disebut inhibitor, terdapat dua jenis inhibitor yaitu sebagai berikut:

Inhibitor kompetitif: pada penghambatan ini, zat-zat penghambat memiliki struktur yang mirip dengan struktur substrat. Dengan demikian, baik itu zat penghambat maupun substrat akan saling bersaing untuk dapat bersatu dengan sisi aktif enzim, bila zat penghambat lebih dulu berikatan dengan sisi aktif enzim, maka substratnya tidak akan dapat lagi berikatan dengan sisi aktif enzim.
Inhibitor non-kompetitif: pada penghambatan ini, substrat sudah tidak dapat berikatan dengan kompleks enzim inhibitor, dikarenakan sisi aktif enzim sudah berubah.

Baca Juga:

Dengan demikian, enzim adalah biokatalisator yang sangat dibutuhkan dalam proses kehidupan, karena semua proses biologis yang terjadi di dalam sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cepat. Semoga informasi diatas dapat membantu kalian dalam memahami apa itu enzim. Semoga bermanfaat dan menambah wawasan kita semua.