ENZIME

ANTONIO MARIO (11.14.008)

HERIANI (11.14.040)

Definisi Enzim

Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik. Molekul awal yang disebut substrat akan dipercepat perubahannya menjadi molekul lain yang disebut produk. Semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat dalam suatu arah lintasan metabolisme yang ditentukan oleh hormon sebagai promoter

Sejarah Enzim

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.

Penemu-penemu enzim oleh Berzelius pada tahun 1837. Ia mengusulkan nama "katalis"

untuk zat-zat yang dapat mempercepat reaksi tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi.

tahun 1878, ahli fisiologi Jerman Wilhelm Kühne (1837–1900) pertama kali menggunakan istilah "enzyme", yang berasal dari bahasa Yunani ενζυμον yang berarti "dalam bahan pengembang" (ragi), untuk menjelaskan proses ini.

Pada tahun 1897, Eduard Buchner menemukan bahwa gula difermentasi bahkan apabila sel ragi tidak terdapat pada campuran. Ia menamai enzim yang memfermentasi sukrosa sebagai "zymase" (zimase).

tahun 1926, James B. Sumner berhasil mengkristalisasi enzim urease dan menunjukkan bahwa ia merupakan protein murni.

Northrop dan Stanley yang meneliti enzim pencernaan pepsin (1930), tripsin, dan kimotripsin.

penamaan Enzim

International Union of Biochemistry and Molecular Biology telah mengembangkan suatu tatanama untuk enzim, yang disebut sebagai nomor EC EC 1 Oksidoreduktase: mengatalisis reaksi oksidasi

/reduksi EC 2 Transferase: mentransfer gugus fungsi EC 3 Hidrolase: mengatalisis hidrolisis berbagai ikatan EC 4 Liase: memutuskan berbagai ikatan kimia selain

melalui hidrolisis dan oksidasi EC 5 Isomerase: mengatalisis isomerisasi sebuah molekul

tunggal EC 6 Ligase: menggabungkan dua molekul dengan

ikatan kovalen

Struktur dan mekanisme Enzim

Enzim umumnya merupakan protein globular ukurannya berkisar dari hanya 62 asam amino Terdapat pula sejumlah kecil katalis RNA, dengan yang paling

umum merupakan ribosom Kebanyakan enzim berukuran lebih besar daripada substratnya,

tetapi hanya sebagian kecil asam amino enzim (sekitar 3–4 asam amino) yang secara langsung terlibat dalam katalisis

Enzim juga dapat mengandung tapak yang mengikat kofaktor yang diperlukan untuk katalisis.

Sama seperti protein-protein lainnya, enzim merupakan rantai asam amino yang melipat.

Kebanyakan enzim dapat mengalami denaturasi oleh pemanasan ataupun denaturan kimiawi.

Struktur

Kespesifikan Enzim

Model "kunci dan gembok“

ditemukan oleh Emil Fischer tahun 1894, tetapi kurang akurat karena tidak dapat menjelaskan stabilisasi keadaan transisi yang dicapai oleh enzim. Model ketepatan induksi

ditemukan oleh Daniel Koshland tahun 1958

Mekanisme Enzim

Menurunkan energi aktivasi dengan menciptakan suatu lingkungan

Menurunkan energi keadaan transisi tanpa mengubah bentuk substr

Menyediakan lintasan reaksi alternatif Menurunkan perubahan entropi reaksi

Kofaktor dan koenzim

Kofaktor

molekul non-protein yang diperlukan untuk berikatan dengan enzim dan menjadi aktif. Kofaktor dapat berupa zat anorganik (contohnya ion logam) ataupun zat organik (contohnya flavin dan heme). Contoh enzim yang mengandung kofaktor adalah karbonat anhidrase, dengan kofaktor seng terikat sebagai bagian dari tapak aktifnya.

Koenzim

Koenzim adalah kofaktor berupa molekul organik kecil yang mentranspor gugus kimia atau elektron dari satu enzim ke enzim lainnya. Contoh koenzim mencakup NADH, NADPH dan adenosina trifosfat

Kesetimbangan kimia Enzim

(dalam jaringan tubuh; konsentrasi CO2 yang tinggi)

(pada paru-paru; konsentrasi CO2 yang rendah)

Kinetika Enzim

Kinetika enzim menginvestigasi bagaimana enzim mengikat substrat dengan mengubahnya menjadi produk dimana Laju reaksi bergantung pada kondisi larutan dan konsentrasi substrat

Inhibisi Enzim Inhibisi kompetitif

Pada inihibisi kompetitif, inhibitor dan substrat berkompetisi untuk berikatan dengan enzim. Seringkali inhibitor kompetitif memiliki struktur yang sangat mirip dengan substrat asli enzim Inhibisi tak kompetitif

Pada inhibisi tak kompetitif, inhibitor tidak dapat berikatan dengan enzim bebas, namun hanya dapat dengan komples ES. Inhibisi non-kompetitif

Inhibitor non-kompetitif dapat mengikat enzim pada saat yang sama substrat berikatan dengan enzim. Inhibisi campuran

Inhibisis jenis ini mirip dengan inhibisi non-kompetitif, kecuali kompleks EIS memiliki aktivitas enzimatik residual.

Kegunaan inhibitor

Oleh karena inhibitor menghambat fungsi enzim, inhibitor sering digunakan sebagai obat. Contohnya adalah inhibitor yang digunakan sebagai obat aspirin. Aspirin menginhibisi enzim COX-1 dan COX-2 yang memproduksi pembawa pesan peradangan prostaglandin, sehingga ia dapat menekan peradangan dan rasa sakit.

Fungsi biologis

Enzim mempunyai berbagai fungsi bioligis dalam tubuh organisme hidup. Enzim berperan dalam transduksi signal dan regulasi sel, seringkali melalui enzim kinase dan fosfatase. Enzim juga berperan dalam menghasilkan pergerakan tubuh, dengan miosin menghidrolisis ATP untuk menghasilkan kontraksi otot. ATPase lainnya dalam membran sel umumnya adalah pompa ion yang terlibat dalam transpor aktif. Enzim juga terlibat dalam fungs-fungsi yang khas, seperti lusiferase yang menghasilkan cahaya pada kunang-kunang. Virus juga mengandung enzim yang dapat menyerang sel, misalnya HIV integrase dan transkriptase balik.

Terdapat lima cara utama aktivitas enzim dikontrol dalam sel:

Produksi enzim (transkripsi dan translasi gen enzim) dapat ditingkatkan atau diturunkan bergantung pada respon sel terhadap perubahan lingkungan. contohnya, bakteri dapat menjadi resistan terhadap antibiotik seperti penisilin karena enzim yang disebut beta-laktamase menginduksi hidrolisis cincin beta-laktam penisilin.

Enzim dapat dikompartemenkan, dengan lintasan metabolisme yang berbeda-beda yang terjadi dalam kompartemen sel yang berbeda. contoh, asam lemak disintesis oleh sekelompok enzim dalam sitosol, retikulum endoplasma, dan aparat golgi, dan digunakan oleh sekelompok enzim lainnya sebagai sumber energi dalam mitokondria melalui β-oksidasi.

Enzim dapat diregulasi oleh inhibitor dan aktivator. Contohnya, produk akhir lintasan metabolisme seringkali merupakan inhibitor enzim pertama yang terlibat dalam lintasan metabolisme, sehingga ia dapat meregulasi jumlah produk akhir lintasan metabolisme tersebut

Enzim dapat diregulasi melalui modifikasi pasca-translasional. Ia dapat meliputi fosforilasi, miristoilasi, dan glikosilasi. Contohnya, sebagai respon terhadap insulin, fosforilasi banyak enzim termasuk glikogen sintase membantu mengontrol sintesis ataupun degradasi glikogen dan mengijinkan sel merespon terhadap perubahan kadar gula dalam darah.

Beberapa enzim dapat menjadi aktif ketika berada pada lingkungan yang berbeda

Contohnya, hemaglutinin pada virus influenza menjadi aktif dikarenakan kondisi asam lingkungan.

Keterlibatan dalam penyakit

malafungsi (mutasi, kelebihan produksi, kekurangan produksi ataupun delesi) enzim tunggal yang penting dapat menyebabkan penyakit genetik. malafungsi (mutasi, kelebihan produksi, kekurangan produksi ataupun delesi) enzim tunggal yang penting dapat menyebabkan penyakit genetik.

PENGAWETAN MAKANAN

Pengawetan secara alami Pengawetan secara kimia Pengawetan seacara biologis

Pengawetan secara biologis, misalnya peragian (fermentasi), adalah pengawetan dengan menggunakan jasa enzim.

Contoh: Enzim bromelin didapat dari buah nenas, digunakan untuk mengempukkan daging. Aktifitasnya dipengaruhi oleh kematangan buah, konsentrasi pemakaian dan waktu penggunaan atau Enzim papain, berupa getah pepaya, disadap dari buahnya yang berumur 2,5 – 3 bulan.

Pengawetan seacara biologis

KERUSAKAN MAKANAN

Proses kerusakan lebih dominan disebabkan oleh aktivitas fisik dan kimiawi, sedangkan proses pembusukan lebih didominasi oleh kegiatan kimiawi dan mikrobiologis. Proses pembusukan ditandai dengan adanya aktivitas enzim yang merombak komponen bahan pangan hingga terbentuk senyawa yang aromanya tidak disukai.

Proses pembusukan makanan

Macam-Macam Enzim Pencernaan Enzim pada Rongga mulut Enzim Ptialin: Mengubah amilum menjadi

maltosa Enzim pada Lambung Enzim Pepsin: Mengubah protein menjadi

pepton Enzim Renin: Mengubah kaseinogen menjadi

kasein (protein susu) dan mengendapkan Kasein Susu

Enzim Lipase Gastrik: Mengubah trigliserida menjadi asam lemak

Enzim pada pankreas Enzim Amilase: Mengubah amilum menjadi maltosa dan

glukosa Enzim Lipase Steapsin: Mengemulsi Lemak menjadi

asam lemak & gliserol Enzim Tripsin: Mengubah protein (pepton) menjadi asam

amino Kelenjar Usus Enzim Enterokinase:(enzim khusus) berfungsi untuk

mengubah Tripsinogen menjadi Tripsin yang digunakan dalam saluran pangkreas

Enzim Maltase: berfungsi untuk mengubah Maltosa menjadi Glukosa

Enzim Laktase: berfungsi untuk mengubah Laktosa menjadi Glukosa dan Galaktosa

Enzim Sukrase:berfungsi untuk mengubah Sukrosa menjadi Glukosa dan Fruktosa

Enzim Paptidase: berfungsi untuk mengubah polipeptida menjadi asam amino

Enzim Lipase Usus: berfungsi untuk mengubah Lemak menjadi asam lemak dan Gliserol

Enzim Erepsin/ Dipeptidase: berfungsi untuk mengubah dipeptida atau pepton menjadi asam amino

Enzim Disakarase: berfungsi untuk mengubah disakarida menjadi monosakarida

Efek samping dari Enzim Pencernaan

Diare Sembelit Sakit perut Mual Kembung Gas Kehilangan nafsu makana Sakit kepala Kelelahan Pusing

MENGENAL PROSES PEMBUATAN ENZIM

sebotol kecil mikroorganisme tertentu yang akan dipelihara dan dikembangkan hingga terjadinya proses penggandaan dalam jumlah banyak (proses fermentasi).

Mikroorganisme tertentu yang dipersiapkan tersebut dinamakan “production strain”, atau mikroorganisme jenis tertentu yang merupakan cikal bakal produk enzim.

Hal yang sangat penting diperhatikan dalam proses fermentasi adalah sterilisasi.

Untuk memperoleh enzim sesuai dengan yang diinginkan, strain produksi dan bahan baku yang digunakan dalam proses pembuatan enzim haruslah benar-benar terjaga dari kontaminan atau mikroorganisme lain yang tidak diinginkan.

Strain produksi, disebut juga bibit untuk produksi enzim, pada mulanya dibiakan dalam labu kecil yang mengandung nutrien.

Tahap selanjutnya, bibit dipindahkan ke dalam peralatan yang akan memfermentasikan bibit mikroorganisme tersebut. sebelumnya telah mengandung bahan baku dan air sebagai medium perkembangannya.

Selanjutnya dipindahkan ke tanki yang lebih besar yang merupakan alat fermentasi utama.

dilakukan pengontrolan terhadap waktu fermentasi, temperatur, pH, dan udara sedemikian rupa untuk mengoptimasi pertumbuhan

Proses selanjutnya adalah proses penyaringan (filtrasi) dan pemurnian (purifikasi). Proses ini adalah proses paling menentukan dalam proses fermentasi enzim.

Enzim akan ditarik (diekstrak) dari air kaldu melalui proses kimia yang melibatkan beberapa bahan kimia tertentu untuk mendapatkan ekstraksi yang efisien.

Filtrasi dilakukan dengan mekanisme sentrifugasi.

Campuran kaldu dimasukkan dalam alat centrifuse, sehingga terbentuk pemisahan campuran antara enzim bercampur air dan bahan lain dalam kaldu.

Setelah terpisah, proses selanjutnya yang dilakukan adalah penguapan (evaporasi) terhadap air yang masih bercampur dengan enzim sehingga enzim yang diinginkan benar-benar murni.

Enzim akan diformulasikan dalam bentuk bubuk, atau tetap dalam keadaan cair, dapat juga dalam bentuk granul.

Harus dipastikan bahwa produk enzim yang dihasilkan dalam keadaan stabil, penyimpanan sesuai standar, dan harus aman untuk digunakan.

TERIMA K

ASIH B

ANYAK......