PENGERTIAN ENZIM

Enzim adalah protein yang berperan sebagai katalis dalam metabolisme makhluk hidup.Enzim berperan untuk mempercepat reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, tetapi enzim itu sendiri tidak ikut bereaksi.
Enzim berperan secara lebih spesifik dalam hal menentukan reaksi mana yang akan dipacu dibandingkan dengan katalisator anorganik sehingga ribuan reaksi dapat berlangsung dengan tidak menghasilkan produk sampingan yang beracun.
Enzim terdiri dari apoenzim dan gugus prostetik. Apoenzim adalah bagian enzim yang tersusun atas protein. Gugus prostetik adalah bagian enzim yang tidak tersusun atas protein. Gugus prostetik dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu koenzim (tersusun dari bahan organik) dan kofaktor (tersusun dari bahan anorganik).

SIFAT-SIFAT ENZIM


Enzim mempunyai sifat-siFat sebagai berikut:
Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.
Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil.
Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim.
Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang.
Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim), contoh ektoenzim: amilase,maltase.
Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, meng-katalisis pembentukan dan penguraian lemak.

lipase
Lemak + H2O Asam lemak + Gliserol
Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif (permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan substrat tertentu.
Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor

Enzim

i

ENZIM

Enzim adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein.

Enzim mempunyai dua fungsi pokok sebagai berikut.
1. Mempercepat atau memperlambat reaksi kimia.
2. Mengatur sejumlah reaksi yang berbeda-beda dalam waktu yang sama.

Enzim disintesis dalam bentuk calon enzim yang tidak aktif, kemudian diaktifkan dalam lingkungan pada kondisi yang tepat. Misalnya, tripsinogen yang disintesis dalam pankreas, diaktifkan dengan memecah salah satu peptidanya untuk membentuk enzim tripsin yang aktif. Bentuk enzim yang tidak aktif ini disebut zimogen.

Enzim tersusun atas dua bagian. Apabila enzim dipisahkan satu sama lainnya menyebabkan enzim tidak aktif. Namun keduanya dapat digabungkan menjadi satu, yang disebut holoenzim. Kedua bagian enzim tersebut yaitu apoenzim dan koenzim.

1. Apoenzim
Apoenzim adalah bagian protein dari enzim, bersifat tidak tahan panas, dan berfungsi menentukan kekhususan dari enzim. Contoh, dari substrat yang sama dapat menjadi senyawa yang berlainan, tergantung dari enzimnya.

2. Koenzim
Koenzim disebut gugus prostetik apabila terikat sangat erat pada apoenzim. Akan tetapi, koenzim tidak begitu erat dan mudah dipisahkan dari apoenzim. Koenzim bersifat termostabil (tahan panas), mengandung ribose dan fosfat.
Fungsinya menentukan sifat dari reaksinya. Misalnya, Apabila koenzim NADP (Nicotiamida Adenin Denukleotid Phosfat) maka reaksi yang terjadi adalah dehidrogenase. Disini NADP berfungsi sebagai akseptor hidrogen.

Koenzim dapat bertindak sebagai penerima/akseptor hidrogen, seperti NAD atau donor dari gugus kimia, seperti AT P (Adenosin Tri Phosfat).

Sifat-sifat Enzim
a. Enzim hanya mengubah kecepatan reaksi, artinya enzim tidak mengubah produk akhir yang dibentuk atau mempengaruhi keseimbangan reaksi, hanya meningkatkan laju suatu reaksi.

b. Enzim bekerja secara spesifik, artinya enzim hanya mempengaruhi substrat tertentu saja.

c. 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.

d. Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit. Sesuai dengan fungsinya sebagai katalisator, enzim diperlukan dalam jumlah yang sedikit.

e. 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 keseimbangan. Enzim dapat menguraikan suatu senyawa menjadi senyawa-senyawa lain. Atau sebaliknya, menyusun senyawa-senyawa menjadi senyawa tertentu. Reaksinya dapat digambarkan sebagai berikut.

f. Enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat) serta konsentrasi substrat.

Cara Kerja Enzim
Enzim mengkatalis reaksi dengan cara meningkatkan laju reaksi. Enzim meningkatkan laju reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi (energi yang diperlukan untuk reaksi) dari EA1 menjadi EA2. (Lihat Gambar 2.4). Penurunan energi aktivasi dilakukan dengan membentuk kompleks dengan substrat. Setelah produk dihasilkan, kemudian enzim dilepaskan. Enzim bebas untuk membentuk kompleks baru dengan substrat yang lain.

Enzim memiliki sisi aktif, yaitu bagian enzim yang berfungsi sebagai katalis. Pada sisi ini, terdapat gugus prostetik yang diduga berfungsi sebagai zat elektrofilik sehingga dapat mengkatalis reaksi yang diinginkan. Bentuk sisi aktif sangat spesifik sehingga diperlukan enzim yang spesifik pula. Hanya molekul dengan bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim. Agar dapat bereaksi, enzim dan substrat harus saling komplementer.

Enzim memiliki sisi aktif, yaitu bagian enzim yang berfungsi sebagai katalis. Pada sisi ini, terdapat gugus prostetik yang diduga berfungsi sebagai zat elektrofilik sehingga dapat mengkatalis reaksi yang diinginkan. Bentuk sisi aktif sangat spesifik sehingga diperlukan enzim yang spesifik pula. Hanya molekul dengan bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim. Agar dapat bereaksi, enzim dan substrat harus saling komplementer.

Cara kerja enzim dapat dijelaskan dengan dua teori, yaitu teori gembok dan anak kunci, dan teori kecocokan yang terinduksi.

a. Teori gembok dan anak kunci (Lock and key theory)
Enzim dan substrat bergabung bersama membentuk kompleks, seperti kunci yang masuk dalam gembok. Di dalam kompleks, substrat dapat bereaksi dengan energi aktivasi yang rendah. Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta membebaskan enzim.

b. Teori kecocokan yang terinduksi (Induced fit theory)
Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupi substrat membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Sehingga, substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.

Pengertian dari ATP

. Adenosin-5′-trifosfat (ATP) adalah multifungsi nukleotida yang memainkan peran penting dalam biologi sel sebagai koenzim, yaitu “molekul unit mata uang” intraselular energi transfer. [1]. Ini adalah sumber energi yang dihasilkan selama fotosintesis dan respirasi sel dan dikonsumsi oleh banyak enzim dan berbagai proses selular, termasuk reaksi biosintetik, motilitas, dan pembelahan sel. [2] ATP terdiri dari adenosin difosfat (ADP) atau adenosin monofosfat (AMP ) dan penggunaannya dalam metabolisme mengubahnya kembali ke prekursor ini in ATP each day. [ 3 ] Oleh karena itu ATP didaur ulang terus-menerus dalam organisme, dengan membalik tubuh manusia beratnya sendiri dalam ATP setiap hari. [3]
. ATP digunakan sebagai substrat dalam transduksi sinyal jalur oleh kinase yang memfosforilasi protein dan lipid, maupun oleh adenilat siklase, yang menggunakan ATP untuk menghasilkan pembawa pesan kedua molekul siklik AMP.. Rasio antara ATP dan AMP digunakan sebagai cara untuk sel merasakan betapa besar energi yang tersedia dan mengontrol jalur-jalur metabolisme yang menghasilkan dan mengkonsumsi ATP. [4] Terlepas dari peran dalam metabolisme energi dan sinyal, ATP juga dimasukkan ke dalam asam nukleat oleh polimerase dalam proses replikasi DNA dan transkripsi.
Struktur molekul ini terdiri dari purin basa (adenin) terikat pada 1 ‘karbon atom dari sebuah. Ini adalah penambahan dan penghapusan gugus fosfat ini yang mengkonversi antar ATP, ADP dan AMP. . Ketika ATP digunakan dalam sintesis DNA, maka gula ribosa pertama dikonversi menjadi deoksiribosa oleh ribonukleotida reduktase.
. ATP ini ditemukan pada tahun 1929 oleh Karl Lohmann, [5] namun struktur yang benar tidak ditentukan sampai beberapa tahun kemudian. [ 7 ] Saat itu diusulkan untuk menjadi energi utama. [6] Ini buatan pertama kali disintesis oleh Alexander Todd pada tahun 1948. [7]
Sifat fisik dan kimia
ATP terdiri dari adenosin – terdiri dari adenin cincin dan ribosa gula – dan tiga fosfat kelompok (trifosfat).. Kelompok yang phosphoryl, dimulai dengan kelompok paling dekat dengan ribosa, yang disebut sebagai alpha (α), beta (β), dan gamma (γ) fosfat. ATP sangat larut dalam air dan sangat stabil dalam larutan pH antara 6,8-7,4, tetapi cepat dihidrolisis pada pH yang ekstrim. Akibatnya, ATP paling baik disimpan sebagai garam anhidrat. [8]
ATP adalah molekul yang tidak stabil di unbuffered air, yang hydrolyses untuk ADP dan fosfat.. Hal ini karena kekuatan ikatan antara residu fosfat dalam ATP kurang dari kekuatan dari “hidrasi” ikatan antara produk-produknya (ADP + fosfat), dan air.. Jadi, jika ATP dan ADP berada dalam kesetimbangan kimia dalam air, hampir semua ATP pada akhirnya akan dikonversi ke ADP. . Sebuah sistem yang jauh dari kesetimbangan mengandung energi bebas Gibbs, dan mampu melakukan pekerjaan.. Sel hidup menjaga rasio ATP menjadi ADP pada suatu titik sepuluh lipat dari kesetimbangan, dengan konsentrasi ATP ribuan kali lipat lebih tinggi daripada konsentrasi ADP. [ 9 ] Perpindahan dari kesetimbangan berarti bahwa hidrolisis ATP dalam sel melepaskan energi dalam jumlah besar. [9]
. Isi energi molekul yang terisolasi ATP adalah suatu konsekuensi dari anhidrida berdekatan obligasi yang menghubungkan fosfat. [Rujukan?] Anhidrida menunjukkan peningkatan reaktifitas dibandingkan dengan asam yang sesuai. Hal ini karena obligasi yang merupakan separoh anhidrida kurang stabil (sehingga dalam energi yang lebih tinggi) dibandingkan dengan obligasi yang dapat dibentuk dari substitusi nukleofilik. [Rujukan?] Dalam kasus ATP, obligasi terbentuk dari hidrolisis, atau fosforilasi residu oleh ATP, energi lebih rendah daripada obligasi Setelah ditengahi enzim hidrolisis ATP atau fosforilasi oleh ATP, energi ini bisa dimanfaatkan oleh sistem hidup untuk melakukan kerja. [10] [11]
Setiap sistem tidak stabil berpotensi reaktif molekul dapat berpotensi digunakan sebagai cara untuk menyimpan energi bebas, jika sel mempertahankan konsentrasi mereka jauh dari titik ekuilibrium reaksi. [9] Namun, sebagaimana halnya dengan polimer biomolekul, hancurnya RNA, DNA, dan ATP ke monomer sederhana didorong oleh energi-release dan meningkatkan entropi-pertimbangan, dalam kedua standar konsentrasi, dan juga mereka konsentrasi ditemui di dalam sel.
Standar jumlah energi yang dilepaskan dari hidrolisis ATP dapat dihitung dari perubahan energi di bawah non-alami (standar) kondisi, kemudian memperbaiki konsentrasi biologis. [ 13 ] Perubahan total energi panas (entalpi) pada suhu dan tekanan standar dari dekomposisi terhidrasi ATP menjadi ADP dan fosfat anorganik terhidrasi adalah -20,5 kJ / mol, dengan perubahan energi bebas 3,4 kJ / mol. [12] Energi dirilis oleh berlayar padanya baik fosfat (P i) atau pirofosfat (PP i) unit dari ATP pada keadaan standar dari 1 M adalah: [13]
Biosintesis
. ATP konsentrasi di dalam sel biasanya 1-10 mM. [18] ATP dapat diproduksi oleh redoks reaksi sederhana dan kompleks menggunakan gula (karbohidrat) atau lipid sebagai sumber energi. Untuk ATP dapat disintesis dari kompleks bahan bakar, pertama-tama mereka harus dipecah menjadi komponen dasar mereka . Karbohidrat adalah dihidrolisis menjadi gula sederhana, seperti glukosa dan fruktosa.. Lemak (trigliserida) adalah metabolised untuk memberikan asam lemak dan gliserol.
. Proses keseluruhan dari oksidasi glukosa untuk karbon dioksida yang dikenal sebagai respirasi sel dan dapat menghasilkan sekitar 30 molekul ATP dari satu molekul glukosa. [19] ATP dapat dihasilkan oleh sejumlah proses seluler yang berbeda; tiga jalur utama yang digunakan untuk menghasilkan energi dalam eukariotik organisme glikolisis dan siklus asam sitrat / oksidatif fosforilasi, baik komponen respirasi sel, dan beta-oksidasi. Mayoritas produksi ATP ini oleh non-fotosintetik aerobik eukariota berlangsung di mitokondria, yang dapat membuat hampir 25% dari total volume sel biasa. [20]
Glikolisis
Main article: glycolysis Artikel utama: glikolisis
Dalam glikolisis, glukosa dan gliserol yang dimetabolisme untuk piruvat melalui jalur glikolitik. . Dalam kebanyakan organisme, proses ini terjadi di dalam sitosol, tetapi dalam beberapa protozoa seperti kinetoplastids, ini dilaksanakan secara khusus organel yang disebut glycosome. [21] Glikolisis bersih menghasilkan dua molekul ATP melalui fosforilasi substrat dikatalisis oleh dua enzim : Dua molekul NADH juga diproduksi, yang dapat dioksidasi melalui rantai transpor elektron dan menghasilkan generasi tambahan ATP oleh ATP sintase.. [ 22 ] The piruvat yang dihasilkan sebagai produk akhir dari glikolisis adalah untuk substrat Siklus Krebs. [22]
Dalam mitokondria, piruvat dioksidasi oleh piruvat dehidrogenase kompleks untuk asetil KoA, yang sepenuhnya teroksidasi menjadi karbon dioksida oleh siklus asam sitrat (juga dikenal sebagai Krebs Cycle . Setiap “giliran” dari siklus asam sitrat menghasilkan dua molekul karbon dioksida, satu molekul ATP setara guanosin trifosfat (GTP) melalui tingkat substrat fosforilasi dikatalisis oleh KoA suksinil sintetase, tiga molekul berkurangnya koenzim NADH, dan satu molekul koenzim pengurangan FADH 2. . Kedua molekul terakhir ini didaur ulang untuk mereka negara teroksidasi (NAD + dan FAD, masing-masing) melalui rantai transpor elektron, yang menghasilkan ATP tambahan oleh fosforilasi oksidatif.. Oksidasi dari molekul NADH hasil dalam sintesis 2-3 molekul ATP, dan oksidasi satu FADH 2 menghasilkan antara 1-2 molekul ATP. [19] Sebagian besar ATP sel dihasilkan oleh proses ini.. Meskipun siklus asam sitrat itu sendiri tidak melibatkan molekul oksigen, ia adalah sebuah obligately aerobik proses karena O 2 yang diperlukan untuk mendaur ulang dikurangi NADH dan FADH 2 teroksidasi negara mereka.. [ 20 ] Dalam ketiadaan oksigen siklus asam sitrat akan berhenti berfungsi karena kurangnya tersedia NAD + dan FAD. [20]
Generasi ATP oleh mitokondria dari NADH cytosolic bergantung pada-aspartat malat shuttle (dan sampai batas tertentu, yang gliserol-fosfat antar-jemput) karena bagian dalam membran mitokondria impermeabel terhadap NADH dan NAD. Daripada yang dihasilkan NADH mentransfer, sebuah malat dehidrogenase enzim mengkonversi oksaloasetat untuk malat, yang translokasi ke matriks mitokondria. Malat dehidrogenase lain-reaksi dikatalisis terjadi dalam arah yang berlawanan, menghasilkan oksaloasetat dan NADH dari baru diangkut malat dan toko interior mitokondria NAD. [ 20 ] Sebuah transaminase mengubah oksaloasetat untuk aspartat untuk transportasi kembali melintasi membran dan ke rohangan antarmémbran. [20]
. Hal ini menciptakan sebuah kekuatan pendorong proton yang merupakan efek bersih dari pH gradien dan potensial listrik gradien melintasi membran dalam mitokondria. Aliran proton bawah gradien potensial ini – yaitu, dari rohangan antarmémbran ke matriks – memberikan kekuatan pendorong untuk sintesis ATP oleh ATP sintase. [ 23 ] Ini enzim berisi subunit rotor yang berputar secara fisik relatif terhadap bagian statis dari protein selama sintesis ATP.http://macrobiostudent.blogspot.com/ [23]
Sebagian besar ATP disintesis dalam mitokondria akan digunakan untuk proses-proses seluler di sitosol; sehingga harus diekspor dari situs sintesis dalam matriks mitokondria. Membran berisi antiporter, yang ADP / ATP translokase, yang merupakan bagian integral membran protein yang digunakan untuk pertukaran baru-ATP disintesis dalam matriks untuk ADP di rohangan antarmémbran. [24] translokase ini didorong oleh potensial membran, seperti hasil dalam pergerakan sekitar 4 tuduhan negatif keluar dari membran mitokondria dalam pertukaran selama 3 bergerak dalam biaya negatif. Namun, juga diperlukan untuk mengangkut fosfat ke dalam mitokondria; pembawa fosfat bergerak proton dengan setiap fosfat, sebagian menghamburkan gradien proton.
. Asam lemak juga dapat dipecah menjadi asetil-KoA oleh beta-oksidasi.. Setiap putaran siklus ini mengurangi panjang rantai asil oleh dua atom karbon dan menghasilkan satu NADH dan satu molekul FADH 2, yang digunakan untuk menghasilkan ATP oleh fosforilasi oksidatif.. Karena NADH dan FADH 2 adalah molekul yang kaya energi, puluhan molekul ATP dapat dihasilkan oleh beta-oksidasi satu rantai asil panjang.. [ 25 ] Menghasilkan energi yang tinggi dari proses ini dan penyimpanan lemak kompak menjelaskan mengapa ini adalah yang paling sumber makanan padat kalori. [25] most eukaryotes, glucose is used as both
. Respirasi anaerobik atau fermentasi memerlukan generasi energi melalui proses oksidasi dengan tidak adanya O 2 sebagai penerima elektron. Pada kebanyakan eukariota, glukosa digunakan sebagai energi baik toko dan donor elektron.