enzim fistum liston

Download Enzim fistum liston

Post on 24-May-2015

403 views

Category:

Education

4 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

BIOLOGI

TRANSCRIPT

  • 1. BAB I PENDAHULUAN Satu karakteristik penting dari organisme hidup adalah berlangsungnya secara teratur sejumlah reaksi kimia yang kompleks namun terkoordinasi dengan baik di dalam setiap selnya. Walaupun terjadi banyak tipe reaksi yang berbeda pada setiap waktu tertentu, namun tidak terjadi kekacauan. Senyawa yang mengontrol metabolisme ini disebut enzim. Kesemua enzim ini beserta kegiatannya harus terkoordinasi sedemikian rupa sehingga produk-produk yang sesuai dapat terbentuk dan tersedia pada tempat yang tepat, dalam jumlah yang tepat, pada waktu yang tepat, dan dengan penggunaan enzim seminimum mungkin. Enzim adalah protein yang mempunyai aktivitas katalisis. Suatu katalisis adalah suatu agen kimiawi yang mengubah laju reaksi tanpa harus dipergunakan oleh reaksi itu. Dengan tidak adanya enzim, lalu lintas kimiawi malalui jalur-jalur metabolisme akan menjadi sangat macet. Setiap reaksi kimiawi melibatkan pemutusan ikatan dan pembentukan ikatan. Misalnya, hidrolisis sukrosa melibatkan pertama-tama pemutusan ikatan antara glukosa dan fruktosa dan kemudian pembentukan ikatan baru dengan suatu atom hidrogen dan suatu gugus hidroksil dari air. Biasanya enzim mempercepat reaksi dengan faktor antar 108 dan 1020 . Dibandingkan dengan katalisator buatan manusia, enzim 108 hingga 109 kali lebih efektif. Selain itu enzim lebih spesifik dari pada katalisator anorganik atau organik buatan dalam macam reaksi yang dikatalisisnya. Enzim terdapat dalam semua sel, tetapi tidak tercampur merata di seluruh sel. Tumbuhan juga menghasilkan senyawa metabolit sekunder yang berfungsi untuk melindungi tumbuhan dari serangan serangga, bakteri, jamur dan jenis pathogen begitu juga manusia, pembentukan senyawa yang lebih besar dari molekul-molekul yang lebih kecil disebut anabolisme yang membutuhkan energi. Sebaliknya, katabolisme merupakan perombakan senyawa dengan molekul yang

2. lebih kecil yang menghasilkan energi. Baik anabolisme maupun katabolisme berlangsung secara sistematis dan teratur membentuk lintasan metabolik. Enzim terkonsentrasi dalam kompartemen-kompartemen, misalnya enzim untuk fotosintesis terdapat pada dalam kloroplas, untuk respirasi terutama terdapat dalam mitokondria sedang sebagian lagi terdapat dalam sitosol. Pengelompokkan enzim dalam kompartemen meningkatkan efisiensi proses- proses seluler karena dua hal, yaitu pertama, membantu memastikan bahwa konsentrasi reaktan cukup di tempat enzim tersebut terdapat, dan kedua, membantu memastikan bahwa satu senyawa diarahkan menjadi hasil yang diperlukan dan tidak dialihkan ke jalur lain oleh kerja enzim lain yang berkompetisi yang juga dapat bekerja pada senyawa tersebut di tempat lain dalam sel. 3. BAB II PEMBAHASAN I. KOFAKTOR: AKTIVATOR,GUGUS PROSTETIK DAN KOENZIM Banyak enzim untuk aktivitasnya memerlukan komponen non protein yang disebut kofaktor. Tidak seperti enzim, kofaktor itu stabil pada suhu yang relatif lebih tinggi dan yang tetap tidak berubah pada akhir suatu reaksi. Dapat dibedakan tiga tipe kofaktor yaitu aktifator, gugus prostetik dan koenzim. Banyak molekul organik, beberapa berkerabat dengan vitamin, berlaku sebagai kofaktor. Molekul kofaktor akan berikatan dengan enzim (seperti pada gugus prostetik) atau hanya berasosiasi lemah dengan enzim (seperti pada koenzim). Pada kedua keadaan, molekul kofaktor berperan sebagai pembawa kelompok atom, atom tunggal atau elektron akan dipindahkan dari suatu tempat ke tempat lain dalam satu jalur metabolisme. Di samping komponen proteinnya, beberapa enzim juga mengandung senyawa organik nonprotein dengan ukuran molekul yang lebih kecil yang disebut kofaktor. Tidak seperti enzim, kofaktor itu stabil pada suhu yang relatif tinggi dan yang tetap tidak berubah pada akhir suatu reaksi. Dapat dibedakan tiga tipe kofaktor yaitu ion anorganik (aktivator), gugus prostetik dan koenzim. a. Ion-ion anorganik sebagai aktivator enzim Aktivator biasanya berikatan lemah dengan satu enzim. Banyak enzim yang berasosiasi dengan glikolisis memerlukan logam sebagai aktivator. Logam yang diketahui merupakan aktivator dari sistem enzim adalah Cu, Fe, Mn, Zn, Ca, K dan Co. Beberapa unsur hara dapat berperan sebagai aktivator enzim,ion Mg2+ berperan sebagai aktivator enzim-enzim yang menggunakan ATP atau nukleosida difosfat atau trifosfat lainnya sebagai substrat. Kompleks enzim- substratnya adalah kompleks Mg-ATP-enzim. Ion Mg2+ berperan sebagai aktivator logam untuk sebagian besar enzim yang menggunakan ATP atau nukleosida difosfat atau trifosfat sebagai substrat. Satu kelat yang stabil dibentuk 4. antara ATP dan Mg2+ . Kompleks enzim substrat akan menjadi satu kompleks Mg- ATP enzim. Mg2+ juga berkombinasi dengan ADP. Demikian pun Mn2+ dapat berkombinasi dengan ADP atau ATP menurut cara yang sama membentuk satu kelat yang sering sama aktifnya seperti yang dibentuk dengan Mg2+ . Kombinasi kation dengan substrat dan bukan dengan enzim penting bagi kation bervalensi dua, tetapi kombinasi langsung beberapa enzim dengan mangan, besi, seng, tembaga, kalsium, dan kalium juga terjadi, seperti yang terlihat dengan besi atau tembaga pada sitokrom oksidase. b. Gugus prostetik Gugus prostetik terikat erat pada molekul protein enzim dengan ikatan kovalen dan esensial untuk aktivitas katalitik enzim yang bersangkutan, contohnya adalah enzim dehidrogenase yang berperan dalam respirasi dan perombakan asam lemak. Enzim dehidrogenase ini mengandung pigmen kuning yang disebut flavin yang terikat pada protein, dimana flavin ini esensial bagi aktivitas enzim tersebut karena kemampuannya untuk menerima dan memindahkan atom H selama proses reaksi berlangsung. Gugus prostetik berikatan erat dengan enzim (protein) oleh ikatan kovalen. Senyawa organik terintegrasi sedemikian sehingga membantu fungsi katalisis enzimnya misal FAD, FMN, dan biotin. Beberapa enzim dehidrogenase yang terlibat dalam respirasi dan penguraian asam lemak mengandung pigmen kuning disebut flavin yang melekat pada protein. Flavin penting untuk aktivitas enzim karena kemampuannya menerima dan kemudian memindahkan atom hidrogen selama reaksi katalisis. Sebagai contoh FAD mengandung riboflavin (vitamin B2) yang merupakan bagian FAD yang menerima atom hidrogen. Beberapa enzim mempunyai gugus prostetik yang mengandung ion logam (misal besi atau tembaga pada sitokrom oksidase). Gugus prostetik dari sitokrom berperan sebagai pembawa elektron. Pada waktu menerima elektron, besi terinduksi menjadi FE2+ pada waktu melepaskan elektron besi akan reoksidase menjadi Fe3+ . 5. c. Koenzim Banyak enzim yang tidak mempunyai gugus prostetik memerlukan senyawa organik lain untuk aktivitasnya yang disebut koenzim. Kebanyakan koenzim terdiri atas vitamin atau bagian vitamin. Telah ditemukan bahwa beberapa dari vitamin B merupakan komponen utama koenzim. Contoh koenzim adalah NAD, NADP, koenzim A dan ATP. Misal, NAD (nikotinamid adenin dinokleotida) yang berasal dari vitamin asam nikotinat terdapat dalam bentuk terduksi dan teroksidasi. Pada keadaan teroksidasi berfungsi dalam katalis sebagai akseptor hidrogen yang diperlukan enzim dalam tumbuhan. Koenzim dan aktivator logam umumnya tidak melekat erat pada enzim, kadang-kadang tidak terdapat perbedaan yang jelas anara koenzim dan ggus prostetik. Tabel 2. Beberapa vitamin beserta bentuk-bentuk koenzimnya No . Vitamin Koenzim 1. Tiamin (B1) Kokarboksilase 2. Riboflavin (B2) Riboflavin adenin dinukleotide 3. Niasin Nikotinamide adenin dinukleotide 4. Piridoksin (B6) Piridoksal fosfat 5. Asam folat Asam tetrahidrofolat 6. II. MEKANISME KERJA ENZIM Bagaimana suatu enzim mempercepat suatu reaksi? Pada waktu reaksi berlangsung, molekul yang berenergi tinggi mengalami perubahan. Enzim berfungsi dengan cara meningkatkan proporsi molekul yang mempunyai cukup energi untuk bereaksi, sehingga mempercepat laju proses. Enzim melakukan hal ini dengan menurunkan energi yang diperlukan reaksi dan bukan meningkatkan jumlah energi dalam tiap molekul. Adanya enzim sangat mengurangi (menurunkan) energi aktivitas suatu reaksi. Jika energi aktivasi untuk suatu reaksi itu rendah, lebih banyak molekul (substrat) dapat bereaksi daripada tanpa enzim. Enzim menigkatkan kecepatan reaksi keseluruhan tanpa mengubah suhu reaksi. Misalnya energi aktivasi untuk reaksi hidrolisis sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa kira-kira 32.000 kalori per mol, tetapi dengan adanya enzim invertase energi aktivasi menurunkan energi aktivasi menjadi kira-kira 9.400 kalori per mol. Agar reaksi dapat berlangsung (reaksi yang spontan sekalipun) memerlukan aktivasi. Molekul-molekul yang akan bereaksi itu, akan menjadi bentuk antara yang tidak stabil untuk diubah menjadi produk. Enzim berfungsi dengan cara meningkatkan proporsi molekul yang mempunyai cukup energi untuk bereaksi, sehingga mempercepat laju proses. Enzim melakukan hal ini dengan menurunkan energi yang diperlukan reaksi, dan bukan meningkatkan jumlah energi dalam tiap molekul. Cara kerjanya ialah dengan membentuk kompleks enzim-substrat sebagai bentuk antara yang untuk itu tenaga yang diperlukan jauh lebih sedikit daripada mengaktifkan substrat itu secara langsung. 7. Gambar 1. Fungsi utama suatu enzim ialah mengurangi energi-aktivasi, yaitu energi yang diperlukan untuk mencapai status transisi suatu reaksi kimiawi. Sebagaimana tampak pada gambar, suatu reaksi yang dikatalisis oleh enzim mempunyai energi aktivasi yang lebih rendah dan dengan demikian membutuhkan lebih sedikit energi untuk berlangsungnya reaksi tersebut. Selama berjalanya reaksi, enzim dan substrat berkombinasi sementara membentuk kompleks enzim substrat. Kompleks enzim substrat di hipotesiskan pertama kali oleh Fizche yang memperkirakan bahwa antara enzim dan substrt terjadi persatuan yang kaku seperti kunc dan anak kunci. Substrat adalah kunci yang bentuknya komplemen dengan enzim atau anak kunci. Bagian enzim tempat substrat berkombinasi disebut tempat aktif. Jika kompleks enzim substrat dibentuk maka kompleks diaktifkan untuk membent