Enzim dan Koenzim dalam Proses Biokimia Organisme

Ilustrasi enzim dan koenzim

Apakah Anda pernah mendengar istilah biologi enzim dan koenzim?

Unsur-unsur kimia pada sel hidup mengalami berbagai proses dan reaksi. Pada setiap reaksi kimia organik, dibutuhkan katalisator. Katalisator diperlukan untuk mempercepat proses reaksi. Namun, katalisator tidak akan berubah dan tidak akan habis oleh reaksi tersebut. Enzim merupakan suatu biokatalis. Artinya, suatu katalisator yang disintesis oleh organisme hidup.

Dalam biologi, salah satu faktor yang mendefinisikan makhluk hidup dari benda mati adalah kemampuan organisme untuk melakukan reaksi kimia yang penting bagi kelangsungan hidupnya.

Bahkan organisme bersel satu yang mampu ratusan reaksi kimia dalam dinding sel mereka. Bayangkan jumlah tak terbatas reaksi bahwa organisme besar seperti manusia melakukan. Tak satu pun dari reaksi dapat terjadi tanpa enzim.

Enzim adalah katalis biologis atau asisten. Enzim terdiri dari berbagai jenis protein yang bekerja untuk mendorong reaksi kimia yang diperlukan untuk tindakan tertentu atau nutrisi.

Enzim dapat memulai reaksi atau mempercepatnya. Bahan kimia yang berubah dengan bantuan enzim yang disebut substrat. Dengan tidak adanya enzim, bahan kimia ini disebut reaktan.

Katalisator ada dua macam, yaitu katalisator protein dan katalisator nonprotein. Contoh katalisator protein adalah enzim, sedangkan yang merupakan katalisator nonprotein, misalnya H, OH, dan ion logam. Dilihat dari sturkturnya, enzim adalah protein. Oleh karena itu, enzim memiliki sifat-sifat protein, seperti termolabil, bisa rusak oleh logam berat (Ag,Pb,Hg), dan dapat terganggu oleh perubahan pH.

Perbedaan Enzim dan Koenzim

Ketika mempelajari enzim, Anda pasti akan mengenal koenzim, holoenzim, dan apoenzim. Koenzim diperlukan agar enzim dapat bekerja. Koenzim adalah molekul organik nonprotein. Jika enzim dan koenzim disatukan, disebut holoenzim. Sementara itu, bagian protein holoenzim disebut apoenzim.

Berikut ini adalah perbedaan enzim dan koenzim.

• Enzim: biokatalisator, termolabil, memiliki fungsi yang spesifik, mudah rusak oleh logam berat, pengukuran aktivitasnya dilakukan dengan kecepatan reaksi enzimatik, memiliki letak tertentu di dalam sel, dan hanya satu macam reaksi yang mampu dikatalis olehnya.

• Koenzim: diperlukan untuk aktivitas enzim tertentu, termostabil, memiliki berat molekul yang rendah, bisa dikatakan sebagai substrat kedua, banyak koenzim yang merupakan derivat vitamin B.

Fungsi

Enzim memiliki banyak manfaat biologis yang penting dalam tubuh organisme hidup. Saking penting fungsinya, jika ada enzim yang tidak berfungsi (malfungsi) dapat menimbulkan penyakit genetik. Bahkan, penyakit-penyakit mematikan yang ada bisa saja hanya disebabkan oleh satu enzim yang malfungsi.

Padahal, di dalam tubuh manusia, ada ribuan enzim. Enzim diperlukan sebagai katalisator dalam proses biologis sel. Mengingat fungsi katalisator adalah untuk mempercepat proses reaksi kimia, jika tidak ada enzim, reaksi-reaksi biokimia dalam sel akan berjalan sangat lama. Selain itu, mensyaratkan suhu dan tekanan yang luar biasa ekstrem.

Molekul-molekul awal yang disebut substrat, berkat bantuan enzim dapat dipercepat reaksinya untuk berubah menjadi molekul produk. Jenis-jenis produk tertentu yang dihasilkan dipengaruhi oleh kondisi atau zat yang dikenal dengan promoter.

Enzim dari Hewan dan Tumbuhan

Berikut ini beberapa enzim penting yang berasal dari hewan.

1. Enzim kemotripsin.
2. Enzim katalase.
3. Enzim lipase.
4. Enzim rennet.
5. Enzim tripsin.

Enzim penting yang berasal dari tanaman meliputi:

1. Enzim aktinidin,
2. Enzim amilase,
3. Enzim bromelin,
4. Enzim lipoksigenase, serta
5. Enzim papain.

Kecepatan Enzim Bereaksi

Untuk menggambarkan kecepatan dan efisiensi enzim, substrat dapat diubah menjadi produk yang dapat digunakan pada tingkat sepuluh kali per detik. Mengingat bahwa ada sebuah 75.000 diperkirakan enzim yang berbeda dalam tubuh manusia, reaksi-reaksi kimia yang dilakukan pada tingkat yang mengagumkan.

Di sisi lain, dengan tidak adanya enzim, reaktan dapat mengambil ratusan tahun untuk diubah menjadi produk yang dapat digunakan, jika mereka mampu melakukannya sama sekali. Inilah sebabnya mengapa enzim sangat penting dalam kelangsungan hidup di bumi.

Umumnya, enzim bekerja pada substrat dalam salah satu dari tiga cara: substrat orientasi, stres fisik, dan perubahan reaktivitas substrat. Orientasi substrat terjadi ketika enzim menyebabkan molekul substrat untuk menyelaraskan dengan satu sama lain dan membentuk sebuah ikatan.

Ketika enzim menggunakan stres fisik pada substrat, dalam mengatasi efek substrat dan pasukan molekul pecah. Enzim yang menyebabkan perubahan reaktivitas substrat mengubah penempatan elektron molekul, yang mempengaruhi kemampuan molekul untuk ikatan dengan molekul lain.

Enzim memiliki situs aktif di mana mereka datang ke dalam kontak dengan substrat tertentu. Sifat katalitik dari enzim adalah proses siklus. Setelah substrat telah datang ke dalam kontak dengan situs aktif enzim, hal itu diubah oleh enzim untuk membentuk produk akhir. Setelah proses selesai, enzim melepaskan produk dan siap untuk memulai proses dengan substrat baru. Enzim tidak pernah sia-sia dan selalu didaur ulang.

Apabila Tidak Ada Enzim?

Tidak adanya enzim bertanggung jawab untuk banyak penyakit. Pada manusia, penyakit tragis yang disebut phenylketonuria (PKU), yang menyebabkan keterbelakangan mental yang parah dan bahkan kematian pada bayi, adalah hasil dari tidak adanya satu jenis enzim. Tay-Sachs Penyakit adalah hasil sama tragis kekurangan enzim. Hal ini menyebabkan keterbelakangan, kelumpuhan, dan sering kematian pada anak usia dini bila tidak diobati.

Kemampuan kita untuk mengubah enzim oleh kemampuan menghambat mereka berfungsi telah menghasilkan ratusan obat menyelamatkan hidup. Salah satu contoh adalah penisilin, antibiotik terkenal yang dapat menyembuhkan sifilis, pneumonia, dan penyakit lainnya.

Penisilin bekerja dengan ikatan ke situs aktif enzim penyebab penyakit bakteri, pada akhirnya menghancurkan kemampuan bakteri untuk bertahan hidup dan bereproduksi.

sering dicatat bahwa enzim dalam tubuh yang bertanggung jawab untuk metabolisme, atau berhenti dan membangun, segala sesuatu yang terjadi pada tingkat sel. Ada dua jenis utama dari enzim dalam tubuh: enzim metabolisme dan enzim pencernaan.

Partikel-partikel protein bertindak atas situs tertentu pada sel untuk mendatangkan hasil yang diinginkan atau perubahan. Beberapa enzim membantu memfasilitasi pertukaran energi antara sel, sedangkan yang lain membantu memecah lemak dan gula untuk digunakan sebagai energi.

Banyak enzim sering dibahas dalam tubuh melibatkan pencernaan macronutrients tertentu, termasuk protein, karbohidrat, dan lemak. Ketika seseorang mengkonsumsi sepotong makanan di mana kalori utama berasal dari protein, seperti ikan atau daging, maka enzim yang dikenal sebagai protease membantu memecah protein menjadi molekul yang lebih sederhana.

Bentuk-bentuk sederhana yang disebut asam amino, yang dapat digunakan sebagai sumber energi bagi tubuh. Jika enzim dan koenzim dalam tubuh tidak cukup untuk mencerna protein, pencernaan yang tidak benar dan asimilasi nutrisi akan terjadi.

Laktase adalah contoh dari enzim yang membantu memecah laktosa, atau gula, ditemukan dalam susu dan produk susu yang paling lainnya. Mereka yang tidak toleran laktosa biasanya hilang enzim laktase dalam tubuh. Amilase adalah nama enzim yang mencerna karbohidrat pati sebagian, termasuk yang ditemukan dalam biji-bijian, sayuran, dan beberapa buah-buahan.

Enzim utama yang bertanggung jawab dalam proses pencernaan lemak adalah lipase, dan ini membantu memecah lemak menjadi asam lemak. Asam lemak ini juga digunakan sebagai sumber energi dan untuk berbagai fungsi fisiologis, seperti mengatur peradangan dan bertindak atas DNA.