Pengertian, fungsi, mekanisme enzim dalam tubuh

Salah satu penyusun kehidupan pada mahluk hidup adalah protein. Dan salah satunya yang berbentuk protein yaitu enzim. Enzim memiliki peran yang sangat penting bagi kehidupan semua mahluk hidup, karena enzim merupakan suatu  biomolekul yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia dan juga hampir semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat.

Sebagai mahasiswa dari fakultas perikanan dan ilmu kelautan, khususnya jurusan perikanan, ternyata banyak enzim yang berperan dalam kehidupan perikanan seperti pada proses pencernaannya maupun pembusukan pada produk perikanan, juga berperan dalam bidang bioteknologi perikanan.

Enzim

Kata enzim berasal dari bahasa Yunani yaitu “enzyme” yang memiliki arti “di dalam sel”. Enzim adalah  biomolekul yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Hampir semua enzim merupakan  protein. Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal reaksi disebut sebagai substrat, dan enzim mengubahmolekul tersebut menjadi molekul!molekul yang berbeda, disebut produk. Hampir semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat.

Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi dan dengan demikian mempercepat proses reaksi. Percepatan terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akanmempermudah terjadinya reaksi. Sebagian besar enzim bekerja secara khas, artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Sebagai contoh, enzim α-amilase hanya dapat digunakan pada proses perombakan  pati menjadi glukosa.

Hal-hal yang berkaitan dengan enzim dipelajari dalam enzimologi. Dalam dunia pendidikan tinggi, enzimologi tidak dipelajari tersendiri 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. Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama adalah substrat, suhu, keasaman, kofaktor  dan inhibitor . Tiap enzim memerlukan suhu dan  pH(tingkat keasaman) optimum yang berbeda-beda karena enzim adalah  protein,yang dapat mengalami perubahan bentuk jika suhu dan keasaman berubah. Di luar suhu atau pH yang sesuai, enzim tidak dapat bekerja secara optimal atau strukturnya akan mengalami kerusakan. Hal ini akan menyebabkan enzim kehilangan fungsinya sama sekali. Kerja enzim juga dipengaruhi oleh molekul lain. Inhibitor  adalah molekul yang menurunkan aktivitas enzim, sedangkan aktivator adalah yang meningkatkan aktivitas enzim. Banyak obat dan racun adalah inihibitor enzim.

FUNGSI ENZIM
Fungsi Enzim adalah sebagai katalisator yang mempercepat terjadinya laju sebuah reaksi. Didalam tubuh manusia, enzim berfungsi untuk  memperlancar proses pencernaan. Dimulai dari :

1. MulutEnzim Amilase,  terdapat didalam saliva (air ludah), dihasilkan oleh kelenjar parotis (kelenjar ludah) dan pankreas. Fungsi untuk mengubah amilum menjadi maltosa (molekul yang lebih sederhana). Contohnya jika kita makan nasi dan mengunyahnya selama 3 menit atau lebih, maka kita akan merasakan rasa manis. Hal tersebut terjadi karena ada efek dari enzim amilase.
2. LambungEnzim Renin, terdapat didalam lambung, kerjanya dibantu oleh HCl (asam) lambung. Fungsi untuk mengubah kaseinogen menjadi kasein. Enzim Pepsin, terdapat didalam lambung, kerjanya dibantu oleh HCl (asam) lambung. Fungsi untuk mengubah protein menjadi pepton, proteosa dan polipeptida.Enzim Lipase, berfungsi dalam mengubah trigliserida menjadi asam lemak
3. Usus halus
   Enzim Laktase, fungsi mengubah laktosa menjadi galaktosa dan glukosa
   Enzim Maltase, fungsi mengubah maltosa (hasil dari kerja Amilase disaliva) menjadi glukosa
   Enzim Lipase, fungsi mengubah lemak menjadi gliserol dan asam lemak
   Enzim Enterokinase, fungsi mengubah tripsinogen menjadi tripsin
   Enzim Peptidase, fungsi mengubah polipeptida (hasil dari kerja Tripsin dipankreas) menjadi asam amino (protein yang diserap kedalam darah)
   Enzim Sukrase, fungsi mengubah sukrosa (diperoleh dari konsumsi buah-buahan seperti tebu dll) menjadi fruktosa dan glukosa
4. Pankreas
   Enzim Tripsin, fungsi mengubah protein menjadi polipeptidaEnzim Lipase, fungsi mengubah lemak menjadi asam lemak dan gliserol (agar dapat dicerna)
   Enzim Amilase, fungsi mengubah amilum menjadi maltosa atau disakarida
   Enzim Karbohidrase, fungsi mencerna amilum menjadi maltosa

Faktor yang Mempengaruhi Kinerja Enzim

Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi aktivitas dari suatu enzim. Faktor-faktor tersebut antara lain, suhu, pH, kadar air dan aktivitas air, konsentrasi enzim, konsentrasi substrat, serta faktor dari aktivator dan inhibitor.

Suhu

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, enzim dapat mempercepat proses terjadinya reaksi kimia pada suatu sel hidup (biologis). Enzim merupakan makromolekul yang sifatnya peka terhadap lingkungan. Oleh karena itu, ia harus ditangani dengan sangat hati-hati supaya sifat-sifatnya sebagai katalisator dapat dipertahankan, kecuali enzim termostabil yang dapat aktif pada suhu tinggi.

Pada batas-batas suhu tertentu, kecepatan suatu reaksi yang dikatalisis oleh enzim dapat meningkat seiring dengan naiknya suhu. Reaksi paling cepat terjadi pada suhu yang optimum. Pada suhu yang terlalu tinggi akan terjadi denaturasi enzim. Sedangkan pada suhu 0oC, enzim dapat menjadi tidak aktif namun bisa aktif kembali jika suhu kembali normal.

pH

Pada umumnya, enzim memiliki sifat amfolitik, yang artinya bahwa enzim memiliki konstanta disosiasi pada gugus asam ataupun gugus basanya, terutama pada gugus terminal amino dan gugus terminal karboksil. Perubahan kereaktifan suatu enzim diperkirakan terjadi akibat perubahan pH pada lingkungan.

Berubahnya aktivitas enzim akibat perubahan pH lingkungan dapat disebabkan oleh berubahnya ionisasi pada enzim, substrat atau kompleks enzim substrat, serta perubahan pada kemampuannya untuk  meningkatkan serta mempengaruhi laju reaksi. Secara umum, enzim menunjukkan aktivitas yang maksimal pada kisaran pH yang disebut dengan pH optimum. Tingkat pH optimum ini berada pada rentang antara pH 4,5 hingga 8,0. Enzim tertentu dapat memiliki kisaran pH optimum yang sempit. Jika berada pada kisaran pH yang optimum, enzim memiliki tingkat stabilitas yang tinggi. Enzim yang sama sering kali memiliki pH optimum yang berbeda, hal ini bergantung pada sumber enzim itu sendiri.

Kadar air dan aktivitas air

Kadar air dari bahan akan sangat mempengaruhi laju suatu reaksi enzimatik. Kadar air bebas yang rendah dapat menghambat difusi dari enzim atau substrat. Sebagai akibatnya, hidrolisis hanya terjadi pada area substrat yang memiliki kontak secara langsung dengan enzim.

Pada sistem reaksi enzim, kadar air bukan mutlak menjadi faktor yang paling penting. Aktivitas enzim akan lebih banyak dipengaruhi oleh aktivitas air / water activity (Aw) suatu bahan. Karena faktor air, ia juga dapat dipengaruhi oleh kelembaban udara di sekitarnya. Pada aktivitas air yang rendah, hanya sebagian kecil dari porsi substrat yang terlarut dalam air bebas. Setelah semua substrat habis terhidrolisis, maka reaksi akan terhenti. Dengan cara meningkatkan kelembaban udara, jumlah air bebas dapat meningkat serta mampu melarutkan substrat sehingga reaksi dapat dimulai kembali.

Konsentrasi enzim

Semakin tinggi konsentrasi suatu enzim, maka semakin meningkat pula kecepatan reaksi hingga batas konsentrasi tertentu. Meskipun demikian, hasil hidrolisis substrat akan tetap konstan seiring naiknya konsentrasi enzim. Hal ini dikarenakan penambahan enzim menjadi sudah tidak efektif lagi pada titik jenuh tertentu.

Konsentrasi substrat

Kecepatan reaksi enzimatik pada umumnya bergantung pada konsentrasi dari substrat yang ada. Kecepatan reaksi dapat meningkat jika konsentrasi substrat juga meningkat. Terjadinya peningkatan kecepatan reaksi ini akan semakin mengecil hingga tercapai titik batas yang pada akhirnya menyebabkan penambahan konsentrasi substrat hanya memiliki sedikit pengaruh pada peningkatan kecepatan reaksi.

Aktivator dan inhibitor

Gambar mekanisme inhibisi kompetitif

Beberapa jenis enzim memerlukan aktivator dalam proses katalis reaksinya. Aktivator merupakan senyawa atau ion yang mampu meningkatkan kecepatan suatu reaksi enzimatik. Komponen kimia yang membentuk enzim biasa disebut juga sebagai kofaktor. Kofaktor ini dapat berupa ion-ion anorganik seperti Fe, Ca, Zn, Mg , Mn, Cu atau dapat pula berupa suatu molekul organik kompleks yang sering disebut koenzim. Inhibitor merupakan suatu zat kimia yang dapat menghambat aktivitas dari enzim tertentu. Pada umumnya, cara kerja inhibitor adalah dengan cara menyerang sisi aktif enzim yang mengakibatkan enzim tersebut tidak dapat berikatan dengan substrat pasangannya sehingga fungsi katalitik enzim tersebut menjadi terhambat.

Referensi:

Campbell, Neil A. (2008). Biology - 8th Ed. California: Pearson Education, Inc.

Cullen, Katherine E. (2009). Encyclopedia of Life Science. New York: Facts On File, Inc.

Untuk lebih detailnya bisa dibaca dibawah ini

enzim by Eskasatri on Scribd