Enzim [PDF]

Citation preview

Enzim merupakan sekelompok protein yang mengatur dan menjalankan perubahan-perubahan kimia dalam sistem Biologi. Enzim merupakan salah satu metabolit sekunder yang dihasilkan oleh makhluk hidup dan berfungsi untuk mengkatalisis reaksi biokimia, Enzim merupakan suatu molekul



raksasa



dengan



berat



molekul



yang



bervariasi



antara



5000



Da-5



juta



Da. Enzim termasuk dalam kelompok makromolekul yang lebih besar yakni protein dan terdiri dari rangkaian rantai linear asam-asam amino spesifik (Remijawa dkk,2020). Remijawa, E. S., Rupidara, A. D., Ngginak, J., & Radjasa, O. K. (2020). Isolasi Dan Seleksi Bakteri Penghasil Enzim Ekstraseluler Pada Tanah Mangrove Di Pantai Noelbaki . Jurnal Enggano Vol. 5(2), 164-180.



Secara umum enzim sering digunakan dalam proses produksi dibidang industri pangan, farmasi dan industri kimia lainnya. Enzim yang digunakan pada umumnya diisolasi dari bakteri. Penggunaan enzim dalam proses produksi dapat meningkatkan efisiensi yang kemudian meningkatkan jumlah produksi. Bidang bioteknologi industri mengembangkan teknologi dan bioproses dengan segala ilmu pendukungnya, seperti mikrobiologi, rekayasa genetika, biokimia atau ilmu pendukung lainnya. Bioproses, yang didalamnya meliputi bidang produksi antara lain antibiotika, asam amino, pengendalian limbah, ataupun enzim Enzim berfungsi sebagai katalisator yang dapat mengatur reaksi tertentu sehingga dalam keadaan normal tidak terjadi penyimpangan hasil reaksi. Karena enzim mengkatalisator reaksi-reaksi tanpa mengubah struktur reaksi tersebut sehingga enzim biasa disebut biokatalisator (Haedar dkk, 2017) Haedar, N., Natsir, H., Fahruddin, & Aryanti, W. (2017). Produksi Dan Karakterisasi Enzim Kitinase Dari Bakteri Kitinolitik Asal Kerang Anadara granosa. Jurnal Ilmu Alam dan Lingkungan Vol. 8(1), 1-9.



Berdasarkan jumlahnya, enzim dibagi menjadi enzim induktif dan enzim konstitutif, ada berbagai enzim yang terdapat pada tumbuhan, enzim rubisco pada tumbuhan C3, enzim tripsin, Enzim Bromelin, fitoena desaturase (PDS), z-karoten desaturase (ZDS), dan likopene b-siklase [ CITATION LHa20 \l 1033 ]. Nugroho, L. H., & Hartini, Y. S. (2020). Farmakognosi tumbuhan obat kajian spesifik genus piper. Yogyakarta: UGM Press.



Enzim melakukan tugas kritis untuk menurunkan energi aktivasi reaksi yaitu, jumlah energi yang harus dimasukkan agar reaksi dimulai. Enzim bekerja dengan mengikat molekul reaktan dan menahannya dengan baik sehingga proses pemutusan ikatan kimia dan pembentukan ikatan berlangsung lebih mudah. Saat ada substrat yang mau dipecah, seperti amilum, agar terjadi reaksi, enzim dan substrat harus saling melengkapi, seperti gembok dan kunci. Begitu pula dengan enzim dan substrat. Bentukbentuk substrat harus pas dengan bagian sisi aktif enzim. Kalau enzimnya tidak pas dengan substratnya, misalnya enzim amilase kita gunakan substratnya protein, maka keduanya tidak akan cocok. Kalau substratnya tidak pas, mereka tidak bisa saling melengkapi karena tidak akan terjadi reaksi di antara keduanya. Tapi kalau substratnya pas, misalnya amilum bertemu dengan amilase, maka enzimnya akan bekerja. Proses kerja enzim bromelin adalah memecah protein menjadi asam amino (Nur dkk, 2017).



Nur, S., Surati, & Rehalat, R. (2017). Aktifitas Enzim Bromelin Terhadap Peningkatan Protein Tepung Ampas Kelapa. Jurnal Biology Science & Education Vol. 6(1), 84-93.



Enzim merupakan biomolekul sama seperti protein, hanya memiliki perbedaan fungsi saja. Enzim merupakan biokatalisator yang belakangan ini banyak diaplikasikan, Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik. Energi yang diperlukan oleh enzim di dalam reaksi kimia sangat kecil sehingga berfungsi menurunkan energi aktivasi. Molekul awal yang disebut substrat akan dipercepat perubahannya menjadi molekul lain yang disebut produk. Semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat dalam suatu arah lintasan metabolisme. Enzim bekerja dengan cara bereaksi dengan molekul substrat untuk menghasilkan senyawa intermediat melalui suatu reaksi kimia organik yang membutuhkan energi aktivasi lebih rendah, sehingga percepatan reaksi kimia terjadi karena reaksi kimia dengan energi aktivasi lebih tinggi membutuhkan waktu lebih lama (Malau, N. D., & Sianturi, M, 2017). Malau, N. D., & Sianturi, M. (2017). Analisa Jembatan Garam untuk Meningkatkan Kestabilan Termal Enzim Xilanase Aspergillus niger. Jurnal EduMatSains Vol. 1(2), 191-201.



Berdasarkan tipe reaksi yang diketahui, enzim dibagi menjadi 6 kelompok, yaitu: a). Oksidoreduktase Enzim oksidoreduktase adalah enzim yang dapat mengkatalis reaksi oksidasi atau reduksi suatu bahan. Dalam golongan enzim ini terdapat 2 macam enzim yang paling utama yaitu oksidase dan dehidrogenase. Oksidase adalah enzim yang mengkatalis reaksi antara subtrat dengan molekul oksigen. Dehidrogenase adalah enzim yang aktif dalam pengambilan atom hidrogen dari subtract ; b). Transferase Enzim transferase adalah enzim yang ikut serta dalam reaksi pemindahan ( tranfer ) suatu radikal atau gugus ; c). Hidrolase Enzim hidrolase merupakan kelompok enzim yang sangat penting dalam pengolahan pangan, yaitu enzim yang mengkatalisis reaksi hidrolisis suatu subtrat atau pemecahan subtrat dengan pertolongan molekul air.



Enzim5enzim yang termasuk dalam golongan ini diantaranya adalah amilase, invertase, selulase dan sebagainya ; d). Liase Enzim liase adalah enzim yang aktif dalam pemecahan ikatan C5C ikatan C5O dengan tidak menggunakan molekul air ; e). Isomerase Enzim isomerase adalah enzim yang mengkatalisasi reaksi perubahan kon figurasi molekul dengan cara pengaturan kembali atom atom subrat , sehingga dihasilkan molekul baru yang merupakan isomer dari subtrat, atau dengan dengan perubahan isomer posisi misalnya mengubah aldosa menjadi ketosa; f). Ligase Enzim ligase adalah enzim yang mengkatalisis pembentukan ikatan5ikatan tertentu, misalnya pembentukan ikatan C5 C, C5O dan C5S dalam biosintesis koenzim A serta pembentukan ikatan C5N dalam sintesis glutamin. Dan berdasarkan letaknya dibedakan menjadi 2, yaitu Enzim intraseluler merupakan enzim yang langsung digunakan di dalam sel sedangkan Enzim ekstraseluler merupakan enzim yang dilepas dari sel ke lingkungan untuk menghidrolisis molekul polimer di lingkungan (Solihati dkk,2015). Sholihati, A. M., Baharuddin, M., & Santi. (2015). Produksi Dan Uji Aktivitas Enzim Selulase Dari Bakteri Bacillus subtilis. Al Kimia Vol. 5(2), 215-223.



Karakterisasi enzim ditentukan dengan menguji aktivitas enzim pada tiga variasi yakni variasi suhu dengan menggunakan pH netral, variasi pH yang dilakukan pada kondisi suhu optimum. Secara umum, enzim memiliki enam sifat khas, keenam sifat ini antara lain adalah sebagai berikut: a). Enzim tersusun atas protein, komponen penyusun utama enzim tersusun atas protein, tapi tidak semua protein merupakan enzim ; b). Enzim merupakan biokatalisator, seperti dalam pengertiannya, enzim bersifat biokatalisator. Itu berarti, enzim hanya mengubah kecepatan reaksi dengan menurunkan energi aktivasinya ; c). Enzim bekerja secara spesifik, suatu enzim hanya bekerja pada substrat yang spesifik untuk membentuk produk yang spesifik juga. Dalam hal ini, kamu bisa membayangkan enzim sebagai “kunci” yang mempunyai bentuk khusus, sehingga hanya bisa membuka satu “gembok” aja ;.d). Enzim dapat digunakan berulang kali (reusable), selama enzimnya nggak rusak, enzim bisa dipakai berulang-ulang karena nggak ikut bereaksi ; e). Enzim tidak ikut berubah menjadi produk, Walaupun enzim bekerja untuk mengubah substrat menjadi produk, tapi enzim nggak ikut berubah menjadi produk juga, ya; F). Kerja enzim bersifat bolak balik (reversible), suatu enzim dapat melakukan reaksi dua arah,



yaitu dari substrat menjadi produk atau produk menjadi substrat, Karakterisasi enzim selulase dapat membantu mengetahui kondisi optimum enzim saat bekerja (Isti’anah dkk, 2020). Istia’nah, D., Utami, U., & Barizi, A. (2020). Karakterisasi Enzim Amilase dari Bakteri Bacillus megaterium pada Variasi Suhu, pH dan Konsentrasi Substrat. Jurnal Riset Biologi dan Aplikasinya Vol. 2(1), 11-17.



Faktor yang mempengaruhi laju reaksi enzim protease adalah temperature, pH dan suhu merupakan beberapa faktor yang mempengaruhi aktivitas dari enzim. Faktor-faktor utama yang mempengaruhi aktivitas enzim , yaitu : a). suhu, Suhu bepengaruh besar terhadap aktivitas enzim. Semua enzim bekerja dalam rentang suhu tertentu pada tiap jenis organisme. Secara umum, setiap peningkatan sebesar 10oC di atas suhu minimum, aktivitas enzim akan meningkat sebanyak dua kali lipat hingga mencapai kondisi optimum. Peningkatan suhu eksternal secara umum akan meningkatkan kecepatan reaksi kimia enzim, tetapi kenaikan suhu yang terlalu tinggi atau setelah melebihi suhu optimumnya akan menyebabkan terjadinya denaturasi enzim yaitu kerusakan struktur enzim, terutama kerusakan pada ikatan ion dan ikatan hidrogennya. Hal ini menyebabkan terjadinya penurunan kecepatan reaksi yang dikatalis oleh enzim tersebut. ; b).pH, aktivitas katalitik enzim di dalam sel mungkin diatur sebagian oleh perubahan pada pH medium lingkungan. pH lingkungan juga berpengaruh terhadap kecepatan aktivitas enzim dalam mengkatalisis suatu reaksi. Hal ini disebabkan konsentrasi ion hidrogen mempengaruhi struktur 3 dimensi enzim dan aktivitasnya. Setiap enzim memiliki pH optimum yang khas, yaitu pH yang menyebabkan aktivitas maksimal. pH optimum enzim tidak perlu sama dengan pH lingkungan normalnya, dengan pH yang mungkin sedikit di atas atau di bawah pH optimum. Pada pH optimum struktur tiga dimensi enzim paling kondusif untuk mengikat substrat. Bila konsentrasi ion hidrogen berubah dari konsentrasi optimal, aktivitas enzim secara progresif hilang sampai akhirnya enzim menjadi tidak fungsional. ; c). konsentrasi enzim, konsentrasi substrat, Kecepatan suatu reaksi yang menggunakan enzim tergantung pada konsentrasi enzim tersebut sebagai katalisator. Kecepatan reaksi bertambah seiring dengan bertambahnya konsentrasi enzim hingga batas tertentu. Aktivitas enzim dipengaruhi pula oleh konsentrasi substrat. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi enzim yang tetap, maka penambahan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan reaksi. Akan tetapi pada batas konsentrasi tertentu, tidak terjadi kenaikan kecepatan reaksi walaupun konsentrasi substrat diperbesar ; d). inhibitor dan activator, Aktivitas enzim diperbesar dengan adanya aktivator yang mengaktifkan enzim. Aktivator dapat berupa logam atau non logam yang merupakan zat-zat non spesifik yang menguatkan proses enzimatis. Umumnya aktivator merupakan bahan tahan panas dan berberat molekul relatif rendah. Inhibitor merupakan faktor penghambat kerja enzim. Inhibitor kompetitif bersaing dengan substrat dalam berikatan dengan enzim, sehingga menghalangi substrat terikat pada sisi aktif enzim. Inhibitor nonkompetitif berikatan pada sisi enzim selain sisi tempat substrat berikatan, mengubah konformasi molekul enzim, sehingga mengakibatkan inaktifasi dapat balik sisi katalitik (Phieter dkk, 2020).



Phieter, A. C., Chrisnasari, R., & Pantjajani, T. (2020). Karakterisasi Enzim Pemecah Pati dari Malt Serelia. Jurnal Sains dan Teknologi, Vol.1(1), 38-48.



Mekanisme kerja enzim yaitu dengan terikat sementara ke substrat untuk membentuk sebuah kompleks, enzimsubstrat yang lebih tidak stabil dibanding substrat jika berdiri sendiri. Cara kerja enzim adalah mengikat ke satu atau lebih molekul reaktan. Molekul-molekul ini adalah substrat enzim. Dalam beberapa reaksi, satu substrat dipecah menjadi beberapa produk. Di tempat lain, dua substrat bersatu untuk membuat satu molekul yang lebih besar atau untuk menukar potongan. Enzim bekerja dengan cara bereaksi dengan molekul substrat untuk menghasilkan



senyawa intermediat melalui



suatu



reaksi



kimia



organik



yang



membutuhkan energi aktivasi lebih rendah, sehingga percepatan reaksi kimia terjadi karena reaksi kimia dengan energi aktivasi lebih tinggi membutuhkan waktu lebih lama (Hutomo dkk, 2021). Hutomo, C. S., Priastomo, Y., & Koerniawan, D, dkk. (2021). Ilmu Biomedik Dasar. Medan: Yayasan Kita Menulis.



Telur sebagai sumber protein mempunyai banyak keunggulan antara lain, kandungan asam amino paling lengkap dibandingkan bahan makanan lain seperti ikan, daging, ayam, tahu, tempe, dan lain-lain. Telur, merupakan substansi kimia yang paling lengkap, mendekati komposisi kimia ternak unggas bersangkutan, karena hanya melalui proses pemeraman telur akan berubah menjadi hewan ternak. Komposisi telur sebagian besar terdiri dari air, selain unsur-unsur penting lainnya (protein, lemak, karbohidrat, dan lain-lain). Telur merupakan sumber protein yang sangat baik disamping susu. Telur kaya akan asam-asam amino, karbohidrat, lemak, vitamin dan mineral. Protein telur merupakan protein yang bermutu tinggi dan mudah dicerna. Dalam telur protein lebih banyak terdapat pada kuning telur, yaitu sebanyak 16,5% sedangkan pada putih telur sebanyak 10,9%. Disisi lain, hampir semua lemak terdapat pada kuning telur, yaitu mencapai 32%, sedangkan pada putih telur terdapat lemak dalam jumlah sedikit. Dengan kata lain, putih telur merupakan sumber protein, sedangkan kuning telurnya merupakan sumber lemak, dan juga telur memiliki harga yang terjangkau dan banyak yang menjualnya di warung maupun toko – toko sembako (Bakhtra dkk, 2016).



Bakhtra, D. D., Rusdi, & Mardiah, A. (2016). Penetapan Kadar Protein Dalam Telur Unggas Melalui Analisis Nitrogen Menggunakan Metode Kjeldahl. Jurnal Farmasi Higea Vol. 8(2), 143-150.