Makalah Enzim [PDF]

Citation preview

KATA PENGANTAR



Dengan memanjatkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulisan makalah Biologi Dasar dan Perkembangan tentang “Enzim” dapat selesai dengan tepat waktu. Adapun penulisan makalah ini sebagai tugas individu. Saya mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penulisan makalah ini. Tanpa adanya bantuan dari semua pihak, makalah ini tidak akan selesai tepat pada waktunya. Dalam penulisan makalah ini masih jauh dari kata sempurna. Maka dari itu saya membutuhkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak. Dan semoga dengan adanya makalah ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Amin.



Klaten,



November 2017



Penyusun



1



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR ...................................................................................................... 1 DAFTAR ISI..................................................................................................................... 2 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ...................................................................................................... 3 B. Rumusan masalah ................................................................................................. 3 C. Tujuan ................................................................................................................... 3 BAB II PEMBAHASAN A. Sejarah Enzim ....................................................................................................... 4 B. Definisi Enzim ...................................................................................................... 5 C. Struktur Enzim ...................................................................................................... 6 D. Fungsi Enzim ........................................................................................................ 7 E. Sifat-Sifat Enzim................................................................................................... 7 F. Klasifikasi Enzim .................................................................................................. 8 G. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim ............................................... 11 H. Cara Kerja Enzim ................................................................................................ 13 I. Katalisator ........................................................................................................... 14 BAB III PENUTUP A. Kesimpulan ........................................................................................................ 17 B. Saran ................................................................................................................... 17 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 18



2



BAB I PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Enzim merupakan polimer biologik yang mengatalisis lebih dari satu proses dinamik yang memungkinkan kehidupan seperti yang kita kenal sekarang. Sebagai determinan yang menentukan kecepatan berlangsungnya berbagai peristiwa fisiologi, enzim memainkan peranan sentral dalam masalah kesehatan dan penyakit. Enzim merupakan biomolekul yang berasal dari protein yang berfungsi sebagai katalis. Katalis adalah senyawa yang dapat mempercepat proses reaksi tetapi tidak ikut bereaksi. Jenis produk yang akan dihasilkan bergantung pada suatu kondisi zat, yang disebut promoter. Semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat dalam suatu arah lintasan metabolisme yang ditentukan oleh hormon sebagai promoter. B. Rumusan Masalah 1. Bagaimana sejarah perkembangan enzim? 2. Apa definisi enzim? 3. Bagaimana struktur enzim? 4. Apa fungsi enzim? 5. Bagaimana sifat-sifat enzim? 6. Bagaimana klasifikasi enzim? 7. Apa saja faktor-fator yang mempengaruhi kerja enzim? 8. Bagaimana cara kerja enzim? 9. Apa yang dimaksud dengan katalisator? C. Tujuan 1. Mengetahui sejarah enzim 2. Mengetahui definisi dari enzim 3. Mengetahui struktur enzim 4. Mengetahui fungsi enzim 5. Mengetahui sifat-sifat enzim 6. Mengetahui klasifikasi enzim 7. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim 8. Mengetahui cara kerja enzim 9. Mengetahui apa itu katalisator 3



BAB II PEMBAHASAN



A. Sejarah Enzim Hal-hal yang berkaitan dengan enzim dipelajari dalam enzimologi. Dalam dunia pendidikan tinggi, enzimologi tidak dipelajari sebagai satu jurusan tersendiri, tetapi sejumlah program studi memberikan mata kuliah ini. Enzimologi terutama dipelajari dalam kedokteran, ilmu pangan, teknologi pengolahan pangan, dan cabang-cabang ilmu pertanian. Pada akhir tahun 1700-an dan awal tahun 1800-an, pencernaan daging oleh sekresi perut dan konversipati menjadi gula oleh ekstrak tumbuhan dan ludah telah diketahui. Namun, mekanisme bagaimana hal ini terjadi belum diidentifikasi. Pada abad ke-19, ketika mengkaji fermentasi gula menjadi alkohol oleh ragi, Louis Pasteur menyimpulkan bahwa fermentasi ini dikatalisasi oleh gaya dorong vital yang terdapat dalam sel ragi, disebut sebagai "ferment", dan diperkirakan hanya berfungsi dalam tubuh organisme hidup. Ia menulis bahwa "fermentasi alkoholik adalah peristiwa yang berhubungan dengan kehidupan dan organisasi sel ragi, dan bukannya kematian ataupun putrefaksi sel tersebut." Pada tahun 1878, ahli fisiologi Jerman Wilhelm Kühne (1837–1900) pertama kali menggunakan istilah "enzyme", yang berasal dari bahasa Yunani yang berarti "dalam bahan pengembang" (ragi), untuk menjelaskan proses ini. Kata "enzyme" kemudian digunakan untuk merujuk pada zat mati seperti pepsin, dan kata ferment digunakan untuk merujuk pada aktivitas kimiawi yang dihasilkan oleh organisme hidup. Pada tahun 1897, Eduard Buchner memulai kajiannya mengenai kemampuan ekstrak ragi untuk memfermentasi gula walaupun ia tidak terdapat pada sel ragi yang hidup. Pada sederet eksperimen di Universitas Berlin, ia menemukan bahwa gula difermentasi bahkan apabila sel ragi tidak terdapat pada campuran. Ia menamai enzim yang memfermentasi sukrosa sebagai "zymase" (zimase). Pada tahun 1907, ia menerima penghargaan nobel dalam bidang kimia atas riset biokimia dan penemuan fermentasi tanpa sel yang dilakukannya. Mengikuti praktek Buchner, enzim biasanya dinamai sesuai dengan reaksi yang dikatalisasi oleh enzim tersebut. Umumnya, untuk mendapatkan nama sebuah enzim, akhiran -ase ditambahkan pada nama substrat enzim tersebut (contohnya: laktase, merupakan enzim yang mengurai laktosa) ataupun pada 4



jenis reaksi yang dikatalisasi (contoh: DNA polimerase yang menghasilkan polimer DNA). Penemuan bahwa enzim dapat bekerja diluar sel hidup mendorong penelitian pada sifat-sifat biokimia enzim tersebut. Banyak peneliti awal menemukan bahwa aktivitas enzim diasosiasikan dengan protein, namun beberapa ilmuwan seperti Richard Willstätter berargumen bahwa proten hanyalah bertindak sebagai pembawa enzim dan protein sendiri tidak dapat melakukan katalisis. Namun, pada tahun 1926, James B. Sumner berhasil mengkristalisasienzim urease dan menunjukkan bahwa ia merupakan protein murni. Kesimpulannya adalah bahwa protein murni dapat berupa enzim dan hal ini secara tuntas dibuktikan oleh Northrop dan Stanley yang meneliti enzim pencernaan pepsin (1930), tripsin, dan kimotripsin. Ketiga ilmuwan ini meraih penghargaan Nobel tahun 1946 pada bidang kimia. Penemuan bahwa enzim dapat dikristalisasi pada akhirnya mengijinkan struktur enzim ditentukan melalui kristalografi sinar-X. Metode ini pertama kali diterapkan pada lisozim, enzim yang ditemukan pada air mata, air ludah, dan telur putih, yang mencerna lapisan pelindung beberapa bakteri. Struktur enzim ini dipecahkan oleh sekelompok ilmuwan yang diketuai oleh David Chilton Phillips dan dipublikasikan pada tahun 1965. Struktur lisozim dalam resolusi tinggi ini menandai dimulainya bidang biologi struktural dan usaha untuk memahami bagaimana enzim bekerja pada tingkat atom. B. Definisi Enzim Kata enzim berasal dari bahasa yunani “enzyme” berarti yang berada di dalam sel. Orang pertama yang memperkenalkan istilah enzim adalah Kuhne pada tahun 1878. Enzim merupakan biokatalisator atau katalisator organik yang diproduksi oleh makhluk hidup untuk mengkatalisis lebih dari satu proses dinamik dan mengendalikan reaksi kimia yang penting dalam tubuh atau sel hidup. Enzim biasanya disebut dengan protein, dimana protein ini merupakan aktivitas kimia enzim yang sangat kompleks. Berbeda dengan katalisator lainnya, enzim mempunyai spesifisitas katalitik yang tinggi yang ditentukan oleh gugus fungsinya. Enzim hanya mengkatalisis reaksi secara termodinamika atau dengan kata lain pelepasan energi bebas. Katalisator ini terlibat dalam reaksi, tetapi kemudian kembali ke struktur asalnya dan tidak habis begitu saja. Dalam serum darah ukuran aktifitas enzim spesifik biasanya untuk keperluan mengidentifikasi penyakit. Enzim secara normal terkonsentrasi didalam sel dan jaringan dimana mereka membentuk fungsi katalitiknya. Enzim sangat penting dalam 5



kehidupan, karena semua reaksi metabolisme dikatalis oleh enzim. Jika tidak ada enzim, atau aktivitas enzim terganggu maka reaksi metabolisme sel akan terhambat hingga pertumbuhan sel juga terganggu. Dalam sel hewan tingkat tinggi, jumlah protein yang berbeda-beda berkisar antara jutaan. C. Struktur Enzim Enzim terdiri dari bagian protein dan bagian non protein. Rumus lengkap enzim yaitu bagian protein (tidak aktif/apoenzim) ditambahkan dengan bagian bukan protein (gugus prostetik, koenzim, kofaktor ion logam) menghasilkan holoenzim yang merupakan enzim lengkap dan aktif. 1. Apoenzim Apoenzim sangat menentukan fungsi biokatalisator dari enzim. Bagian ini akan rusak pada suhu terlampau panas atau bersifat termolabil. Apoenzim memiliki sisi yang berhubungan langsung dengan substrat, merupakan: a. Sisi aktif, merupakan sisi yang berkaitan dengan substrat (zat yang akan dijadikan produk). Bagian ini mengikat molekul substrat dan terjadilah proses katalis. Sisi ini dapat diganggu oleh inhibitor kompetetif. b. Sisi alosterik, merupakan sisi yang berkaitan dengan kofaktor. Sisi ini dapat dipengaruhi oleh inhibitor nonkompetetif yang berstruktur sama dengan kofaktor. 2. Kofaktor Komponen selain protein pada enzim dinamakan kofaktor. Kofaktor dapat mengubah-ubah bentuk sisi aktif sehingga dapat ditempeli substrat tertentu. Kofaktor berbentuk ion logam seperti Na, K dan Ca. Kofaktor memiliki dua komponen, yaitu: a. Koenzim berupa senyawa organik (vitamin) yang berikatan secara non-kovalen dengan enzim. Dapat merupakan ion logam atau metal, atau molekul organik yang dinamakan koenzim. b. Gugus prostetik, merupakan kofaktor senyawa organik (mineral) yang berikatan secara kovalen dengan enzim. Gugus prostetik ini berukuran kecil, tahan panas (termostabil), dan diperlukan enzim untuk aktivitas katalitiknya. Gabungan kedua bagian ini membentuk haloenzim, merupakan bentuk enzim yang sempurna dan aktif. 6



Enzim yang memerlukan ion logam sebagai kofaktornya dinamakan metaloenzim. Ion logam ini berfungsi untuk menjadi pusat katalis primer, menjadi tempat untuk mengikat substrat, dan sebagai stabilisator supaya enzim tetap aktif. Pada mulanya enzim dianggap hanya terdiri dari protein, memang ada enzim yang ternyata hanya tersusun dari protein saja. Misalnya pepsin dan tripsin. Tetapi ada juga enzim-enzim yang selain protein juga memerlukan komponen selain protein. D. Fungsi Enzim 1. Menurunkan energi aktivasi 2. Mempercepat reaksi pada suhu dan tekanan tetap tanpa mengubah besarnya tetapan seimbangnya 3. Mengendalikan reaksi E. Sifat-Sifat Enzim 1. Berfungsi sebagai katalis Meningkatkan kecepatan reaksi kimia tanpa merubah produk yang diharapkan tanpa ikut bereaksi dengan substratnya, dengan demikian energi yang dibutuhkan untuk menguraikan suatu substrat menjadi lebih sedikit. 2. Bekerja secara khusus/spesifik Setiap enzim memiliki sisi aktif yang sesuai hanya dengan satu jenis substrat, artinya setiap enzim hanya dapat bekerja pada satu substrat yang cocok dengan sisi aktifnya. 3. Enzim merupakan protein. Oleh karena itu, enzim memiliki sifat seperti protein. Antara lain bekerja pada suhu optimum, umumnya pada suhu kamar. Enzim akan kehilangan aktivitasnya karena pH yang terlalu asam atau basa kuat, dan pelarut organik. Selain itu, panas yang terlalu tinggi akan membuat enzim terdenaturasi sehingga tidak dapat berfungsi sebagai mana mestinya. 4. Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit. Sesuai dengan fungsinya sebagai katalisator, enzim diperlukan dalam jumlah yang sedikit. 5. Enzim bekerja secara bolak-balik. Reaksi-reaksi yang dikendalikan enzim dapat berbalik, artinya enzim tidak menentukan arah reaksi tetapi hanya mempercepat laju reaksi sehingga tercapai 7



keseimbangan. Enzim dapat menguraikan suatu senyawa menjadi senyawasenyawa lain. Atau sebaliknya, menyusun senyawa-senyawa menjadi senyawa tertentu. 6. Enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat) serta konsentrasi substrat. F. Klasifikasi Enzim 1. Berdasarkan sistem IEC (International Enzyme Commision) terdapat tujuh pengklasifikasian enzim, yaitu: a. Oksidoreduktase Oksireduktase merupakan enzim yang berfungsi dalam reaksi-reaksi oksidasi atau dehidrogenesa dan oksidasa. Bentuk dari jenis ini ada yang teroksidadiada juga dalam bentuk tereduksi. Berikut subkelas oksireduktase: 1) Oksidase, merupakan enzim yang memindahkan dua elektron dari asalnya ke oksigen, biasanya menyebabkan pembentukan peroksida hydrogen. 2) Oksigenase, merupakan enzim yang mengkatalis penggabungan kedua atom oksigen ke dalam suatu substrat tunggal. 3) Hidroksilase, merupakan enzim yang menggabungkan sebuah atom molekul oksigen ke dalam substrat oksigen yang kedua timbul seperti air. 4) Peroksidase, merupakan enzim yang mempergunakan peroksida hidrogen selain dari oksigen sebagai oksidan, peroksida NADH mengkatalisa reaksi 5) Katalase, merupakan jenis enzim yang unik, dimana didalam peroksida hidrogen bekerja baik sebagai donor maupun akseptor. Kakatalase berfungsi di dalam sel untuk mendetoksifikasikan peroksida hidrogen. b. Transferase Transferase bekerja dalam reaksi-reaksi transfer gugus dari satu ke yang lainnya. Enzim ini terlibat dalam memindahkan grup fungsional antara donor dengan akseptor. Amino, acyl, fosfat, satu karbon dan grup glikosil adalah salah satu dari dua bagian sama besar yang ditransfer.



8



1) Aminotransferase



(transaminase),



kerjanya



adalah



dengan



mentransfer grup amino dari satu asam amino ke akseptor asam keto, dengan menghasilkan pembentukan asam amino yang baru dan asam keto yang baru 2) Kinase adalah enzim yang memfosforilasi merupakan mengkatalisa pemindahan grup fosforil dari ATP atau trifosfat nukleotida lainnya ke alkohol atau akseptor grup amino, misalnya glukokinase. 3) Glukosiltransferase, merupakan enzim yang mengkatalisa transfer residu dari gluykosil yang aktif ke sebuah glikogen primer. Ikatan fosfosester didalam disfosfoglukosa uridin adalah labil, yang menyebabkan glukosa berpindah ke glikogen primer yang sedang berkembang. c. Hidrolase Hidrolase merupakan enzim-enzim yang menguraikan suatu zat dengan pertolongan atau media air. Enzim ini mengkatalisis reaksi-reaksi hidrolisis, dengan contoh enzim adalah: 1) Karboksilesterase adalah hidrolase yang menghidrolisis gugusan ester karboksil. 2) Lipase adalah hidrolase yang menghidrolisis lemak (ester lipida). 3) Peptidase adalah hidrolase yang menghidrolisis protein dan polipeptida. d. Liase Liase merupakan enzim yang bekerja menghilangkan gugus-gugus tertentu dari substrat dengan mekanisme yang lain dari hidrolisa contoh: 1) enzim untuk menarik air dari gugus alcohol. 2) Dekarboksilase menghilangkan unsur CO2 dari asam keto alfa, beta atau asam amino. 3) Dehidratase menghilangkan unsur H2O dalam sebuah reaksi dehidrasi. 4) Dehidratase sitrat mengubah sitrat menjadi cis-akoninat. 5) Dekarboksilasa asam purivat merupakan liase, karena dapat dilihat sebagai katalis untuk kebalikannya dari reaksi apaabila asetal dehida ditambahkan pada ikatan rangkap karbon-oksigen dalam CO2



9



walaupun dalam prkateknya reaksi berlangsung tidak irreversible seperti yang tertulis.



e. Isomerase Isomerase meliputi enzim-enzim yang mengkatalisis reaksi isomerisasi, yaitu: 1) Rasemase, merubah l-alanin D-alanin 2) Epimerase, merubah D-ribulosa-5-fosfat D-xylulosa-5-fosfat 3) Cis-trans isomerase, merubah transmetinal cisrentolal 4) Intramolekul ketol isomerase, merubah D-gliseraldehid-3-fosfat dihidroksi aseton fosfat 5) Intramolekul transferase atau mutase, merubah metilmalonil-CoA suksinil-CoA f. Ligase Enzim ini mengkatalisis reaksi penggabungan 2 molekul dengan dibebaskannya molekul pirofosfat dari nukleosida trifosfat, sebagai contoh adalah enzim asetat=CoASH ligase yang mengkatalisis rekasi sebagai berikut: Asetat + CoA-SH + ATP



Asetil CoA + AMP + P-P



2. Berdasarkan tempat kerjanya dan ditinjau dari sel yang membentuknya, yaitu: a. Eksoenzim merupakan enzim yang beraktifitas di luar sel b. Endoenzim merupakan enzim yang beraktifitas di dalam sel 3. Berdasarkan reaksi yang dikatalis, enzim terbagi atas tiga yaitu: a. Karbohidrase Merupakan enzim-enzim yang menguraikan golongan karbohidrat. Klasifikasi satu ini masih memiliki pembagian lainnya seperti: 1) Amilase, merupakan enzim yang menguraikan amilum (suatu polisakarida) menjadi maltosa 9 (suatu disakarida). 2) Maltase, merupakan enzim yang menguraikan maltosa menjadi glukosa. 3) Sukrase, merupakan enzim yang mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. 4) Laktase, merupakan enzim yang mengubah laktase menjadi glukosa dan galaktosa.



10



5) Selulase, enzim yang menguraikan selulosa ( suatu polisakarida) menjadi selobiosa ( suatu disakarida) 6) Pektinase, merupakan enzim yang menguraikan pektin menjadi asam-pektin. b. Esterase Enzim jenis ini fungsinya hanya khusus untuk memecah golongan ester. Contohnya seperti: 1) Lipase, merupakan enzim yang menguraikan lemak menjadi gliserol dan asam lemak. 2) Fosfatase, merupakan enzim yang menguraikan suatu ester hingga terlepas asam fosfat. c. Proteinase atau Protease Enzim jenis ini hanya bertugas menguraikan golongan protein. Contohnya: 1) Peptidase, merupakan enzim yang menguraikan peptida menjadi asam amino. 2) Gelatinase, merupakan enzim yang menguraikan gelatin. 3) Renin, merupakan enzim yang menguraikan kasein dari susu. 4. Berdasarkan cara terbentuknya, enzim dibedakan menjadi dua yaitu: a. Enzim konstitutif Merupakan enzim yang jumlahnya dipengaruhi oleh kadar substratnya, contohnya seperti enzim amilase. b. Enzim adaptif Merupakan enzim yang pembentukannya dirangsang oleh adanya substrat, contohnya seperti enzim β-galaktosidase yang dihasilkan oleh bakteri e-coli yang ditumbuhkkan di dalam medium yang mengandung laktosa. G. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim Walaupun enzim adalah protein yang menjalankan banyak percepatan reaksi, ia tidak dapat terhindar dari adanya faktor pengaruh. Berikut dibahas satu persatu mengenai faktor yang mempengaruhi enzim: 1. Konsentrasi substrat Dengan



penambahan



konsentrasi



substrat



akan



menghasilkan



penambahan kecepatan reaksi. Pada konsentrasi substrat yang sangat rendah, kecepatan reaksi yang dikatalisis enzim juga sangat rendah. 11



Sebaliknya, kecepatan reaksi akan meningkat dengan meningkatnya konsentrasi substrat sampai tercapai titik tertentu, merupakan titik batas kecepatan reaksi maksimum. Setelah titik batas, enzim menjadi jenuh oleh substratnya, sehingga tidak dapat berfungsi lebih cepat. Pembatas kecepatan enzimatis ini adalah kecepatan penguraian kompleks enzim-substrat menjadi produk dan enzim bebas. 2. pH pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan mengakibatkan denaturasi protein enzim sehingga enzim menjadi tidak aktif. Perubahan pH mempengaruhi kecepatan reaksi enzim, karena berubahnya derajat ionisasi gugus asam dan basa dari enzim. Untuk kebanyakan enzim, terdapat rentang pH optimum dimana aktivitas enzim berlangsung secara optimum dan mempunyai stabilitas yang tinggi. Sebagian besar enzim mempunyai pH optimum yang mendekati netral, sebagian kecil lainnya mempunyai pH optimum yang sangat rendah (sekitar 2,0) atau sangat tinggi (sekitar 9,0). 3. Suhu Karena enzim adalah suatu protein, maka temperatur yang tinggi (> 40 oC) akan mengakibatkan hilangnya fungsi kerja enzim karena mengalami denaturasi. 4. Pengaruh aktifator Kebanyakan enzim tidak akan berfungsi optimal atau tidak berfungsi sama sekali sampai tersedianya zat kedua dalam campuran reaksi. Zat ini disebut aktifator yang pada umumnya adalah ion logam. Kecepatan reaksi enzimatis



yang



memerlukan



aktifator



memiliki



ketergantungan



terhadapnya. 5. Pengaruh inhibitor Inhibitor adalah zat yang bisa bekerja secara efektif meskipun dalam jumlah kecil menghambat jalannya reaksi sehingga reaksi menjadi lebih lambat atau bahkan bisa berhenti sama sekali. Ada dua jenis inhibitor yaitu: a. Inhibitor Kompetitif, merupakan inhibitor yang strukturnya sama atau mirip dengan kopian substrat sehingga inhibitor ini bersaing dengan substrat untuk berikatan dengan bagian aktif dari enzim dan menghambat reaksi katalisnya. Inhibitor ini bersifat reversibel,



12



artinya penambahan substrat dapat mengusir inhibitor dari bagian aktif enzim. b. Inhibitor Nonkompetitif, merupakan zat yang menghambat jalannya reaksi yang terikat bukan pada bagian aktif enzim tapi bagian lainnya. Inhibitor jenis ini mengakibatkan perubahan bagian komformasi dari bagian aktif enzim sehingga substrat tidak bisa berikatan dan bereaksi kembali dengan bagian aktif enzim. H. Cara Kerja Enzim Enzim bekerja dengan mengikat reaktan (substrat) yang menyebabkan berada pada posisi (orientasi) yang diinginkan dan energi yang lebih rendah dari energy aktivitasinya. Pengikatan substrat ini memiliki cara tersendiri atau mekanisme kerjanya terhadap substrat. Terdapat dua teori yang dapat menjelaskan secara keseluruhan cara kerja enzim, yaitu: 1. Lock and Key analogy Enzim memiliki struktur sisi spesifik yang cocok dengan substrat. Substrat atau bagian substrat harus memiliki bentuk yang tepat dengan sisi katalitik enzim. Substrat kemudian ditarik oleh sisi katalitik enzim yang cocok untuk substrat tersebut sehingga terbentuk kompleks antara enzim substrat. Kondisi ini menggambarkan analogi kunci dan lubang kunci yang dimasuki, keduanya harus sesuai untuk bisa membuka pintu reaksi atau dengan kata lain untuk mengaktifkan kinerjanya. 2. Induced Fit theory Teori ini mempertimbangkan fleksibilitas protein, sehingga pengikatan suatu substrat pada enzim menyebabkan sisi aktif mengubah konformasinya sehingga cocok dengan substratnya. Teori ini dapat menerangkan fase transisi kompleks. Lokasi aktif beberapa enzim mempunyai konfigurasi yang tidak kaku. Enzim berubah bentuk menyesuaikan diri dengan bentuk substrat setelah terjadi pengikatan. Jika biasanya enzim mencari substrat yang cocok, maka teori ini menjelaskan ketika enzimlah yang menyesuaikan diri dengan bentuk substrat ketika telah terkait. Jadi tautan yang cocok pada keduanya dapat diinduksi ketika terbentuk kompleks enzim substrat.



13



I. Katalisator Istilah katalisator berawal dari penelitian Berzelius (1836) tentang proses proses pemercepatan laju reaksi dan menjabarkannya sebagai akibat adanya gaya katalisis. Sebutan “gaya” katalisis ternyata tidak terbukti, tetapi istilah katalisator tetap digunakan untuk menyebutkan pengaruh substansi tertentu yang ikut dalam proses tanpa mengalami perubahan. Senyawa yang menurunkan laju reaksi biasa disebut sebagai katalisator negatif atau inhibitor, yang saat ini lebih dikenal dengan istilah katalis. Definisi katalis pertama kali dikemukakan oleh Ostwalsd sebagai suatu substansi yang mengubah laju suatu reaksi kimia tanpa merubah besarnya energi yang menyertai reaksi tersebut. Pada tahun 1902 Ostwald mendefinisikkan katalis sebagai substansi yang mengubah laju reaksi tanpa terdapat sebagai produk pada akhir reaksi, dengan kata lain katalisator mempengaruhi laju reaksi dan berperan sebagai reaktan sekaligus produk reaksi. Selanjutnya pada tahun 1941, Bell menjelaskan substansi yang dapat disebut sebagai katalis suatu reaksi adalah ketika sejumlah tertentu substansi ditambahkan maka akan mengakibatkan laju reaksi bertambah dari laju pada keadaan stoikiometri biasa. Jika substansi tersebut ditambahkan pada reaksi maka tidak mengganggu kesetimbangan. Penggolongan katalis dapat didasarkan pada fasenya yaitu katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama. Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu perantara kimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya. Berikut ini merupakan skema umum reaksi katalitik, di mana C melambangkan katalisnya: A + C → AC …………(1) B + AC → AB + C …………(2) A + B + C → AB + C …………(3) Meskipun katalis (C) bereaksi dengan reaktan oleh reaksi 1, namun katalis dapat dihasilkan kembali oleh reaksi 2, sehingga untuk reaksi keseluruhannya menjadi reaksi (3). Beberapa katalis ternama yang pernah dikembangkan di antaranya:



14



1. Katalis Asam-Basa Katalis asam-basa sangat berperan dalam perkembangan kinetika kimia. Awal penelitian kinetika reaksi yang dikatalisis dengan suatu asam atau basa bersamaan dengan perkembangan teori dissosiasi elektrolit, dimana Ostwald dan Arrhenius membuktikan bahwa kemampuan suatu asam untuk mengkatalisis reaksi tersebut adalah tidak bergantung pada sifat asal anion tetapi lebih mendekati dengan sifat konduktivitas listriknya. Penelitian lain yang menggunakan katalis asam basa antara lain Kirrchoff yang meneliti hidrolisis pati oleh pengaruh asam encer, Thenard yang meneliti dekomposisin hidrogen peroksida oleh pengaruh basa dan Wilhelmy yang meneliti tentang inversi tebu yang dikatalisis dengan asam. 2. Katalis Ziegler-Natta Katalis Ziegler-Natta ditemukaan poleh Ziegler pada tahun 1953 yang digunakan untuk polimerisasi etana, yang selanjutnya pada tahun 1955 Natta menggunakan katalis tersebut untuk polimerisasi propena dan monomer jenuh lainnya. Katalis Ziegler-Natta dapat dibuat dengan mencampurkan alkil atau aril dari unsur golongan 11-13 pada susunan berkala, dengan halida sebagai unsur transisi.Saat ini katalis Ziegler-Natta digunakan untuk produksi masal polietilen dan polipropilen. 3. Katalis Friedle-Crafts Pada tahun 1877 Charles Friedel dan James M.Crafts melakukan penelitian tentang pembuatan senyawa amil iodida dengan mereaksikan amil klorida dengan aluminium dan yodium yang ternyata menghasilkan hidrokarbon. Selanjutnya mereka menemukan bahwa pemakaian aluminium klorida dapat menggantikan alumunium untuk menghasilkan hidrokarbon. Dengan demikian Friedel dan Crafts merupakan orang pertama yang menunjukkan bahwa keberadaan logam klorida sangat penting sebagai reaktan atau katalis. Hingga saat ini penerapan kimia Friedel-Crafts sangat luas terutama di industri kimia. 4. Katalis dalam Reaksi Metatesis Pada tahun 1970 Yves Chauvin dari Institut Francais du Petrole dan Jean-Louis Herrison menemukan katalis logam karbena (logam yang dapat berikatan ganda dengan atom karbon membentuk senyawa), atau dikenal juga dengan istilah metal alkilidena. Melalui senyawa logam karbena ini, 15



Chauvin berhasil menjelaskan bagaimana susunan logam berfungsi sebagai katalis dalam suatu reaksi dan bagaimana mekanisme reaksi metatesis. Metatesis dapat diartikan sebagai pertukaran posisi atom dari dua zat yang berbeda. Contohnya pada reaksi AB + CD -> AC + BD, B bertukar posisi dengan C. 5. Katalis Grubbs Perkembangan penemuan Chauvin dan Schrock terjadi tahun 1992 ketika Robert Grubbs dan rekannya Grubbs berhasil menemukan katalis metatesis yang efektif, mudah disintesis, dan dapat diaplikasikan di laboratorium secara baik. Mereka menemukan tentang logam rutenium tantalum, tungsten, dan molybdenum (komplek alkilidena) sebagai logam yang paling cocok sebagai katalis. Katalis menjadi standar pembanding untuk katalis yang lain. Penemuan katalis Grubbs secara tidak langsung menambah peluang kemungkinan sintesis organik di masa depan. 6. Sistem Katalis Tiga Komponen Sebuah sistem katalis dengan tiga komponen berhasil digunakan untuk membuat polimer bercabang dengan struktur-struktur yang tidak bisa didapat dengan sebuah katalis tunggal atau sepasang katalis yang bekerja bergandengan. Pada tahun 2002 Guillermo C. Bazan, seorang profesor kimia dan material di University of California, Santa Barbara; mahasiswa pascasarjana Zachary J. A. Komon dan rekan kerja di Santa Barbara dan Symyx Technologies sudah mendemonstrasikan sebuah sistem dengan tiga katalis yang homogen; ketiga campuran bekerja sama mengubah sebuah monomer tunggal – etilen – menjadi polietilen bercabang. Jumlah dan jenis cabang yang dihasilkan dapat dikontrol dengan menyesuaikan komposisi campuran katalisnya. Tiga katalis ini terdiri dari dua persenyawaan organonikel dan sebuah persenyawaan organotitanium. Satu dari katalis dengan unsur dasar nikel mengubah etilen menjadi 1-butena, sedangkan yang lainnya mengubah olefin menjadi penyebaran dari 1-alkena. Persenyawaan titanium menggabungkan etilen dari hasil reaksi-reaksi lainnya menjadi polietilen.



16



BAB III PENUTUP



A. Kesimpulan 1. Enzim adalah protein yang berfungsi sebagai biokatalisator, senyawa yang meningkatkan kecepatan reaksi kimia. 2. Enzim hanya mengubah kecepatan reaksi, bekerja secara spesifik, enzim merupakan protein, diperlukan dalam jumlah sedikit, bekerja secara bolak-balik, dan enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan. 3. Penggolongan enzim berdasarkan tempat bekerjanya (endoenzimdan eksoenzim) ; berdasarkan daya katalisis (oksidoreduktase, transferase, hidrolase, liase, isomerase, dan ligase) ; enzim berdasarkan reaksi yang dikatalis (karbohidrase, esterase dan proteinase) ; berdasarkan cara terbentuknya (enzim konstitutif dan adaptif). 4. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat) serta konsentrasi substrat. 5. Cara kerja enzim juga dijelaskan dengan dua teori, yaitu teori gembok dan anak kunci, dan teori kecocokan yang terinduksi. 6. Katalisator adalah suatu substansi yang mengubah laju suatu reaksi kimia tanpa merubah besarnya energi yang menyertai reaksi tersebut. B. Saran Saya mengharapkan agar pembaca dapat membaca makalah ini agar lebih memahami materi tentang enzim. Enzim merupakan komponen tubuh yang sangat penting, untuk itu saya menyarankan agar pembaca dapat mengembangkan pengetahuannya tentang enzim.



17



DAFTAR PUSTAKA



Poedjiadi, Anna dan Supriyatin, F.M.Titin.2009.Dasar-Dasar Biokimia.Jakarta:UI-Press. Murray, Robert K., dkk.2009.Biokimia Harper.Jakarta:EGC. http://www.ilmudasar.com/2016/11/Pengertian-Fungsi-Karakteristik-Struktur-dan-MacamMacam-Enzim-adalah.html(diakses tanggal 1 November 2017)



18



MAKALAH BIOLOGI DASAR DAN PERKEMBANGAN BIOKIMIA DASAR “ENZIM”



Disusun Oleh :



Riska Pratiwi



19