Pengertian Enzim Metabolisme ATP Sifat Fungsi Komponen Cara Kerja Faktor

Pengertian Enzim Metabolisme ATP Sifat Fungsi Komponen Cara Kerja Faktor

Pengertian Metabolisme

Gambar 3.1 Penggambaran metabolisme

Metabolisme merupakan pertukaran zat pada organisme yang meliputi proses fisika dan kimia, pembentukan, dan penguraian zat di dalam badan yang memungkinkan berlangsungnya hidup.

Proses metabolisme ada 2, yaitu anabolisme dan katabolisme.

Anabolisme adalah pembentukan molekul-molekul kompleks dari molekul sederhana, contoh fotosintesis. Katabolisme adalah penguraian molekul-molekul kompleks menjadi molekul-molekul sederhana, contoh respirasi.

Makanan yang dikonsumsi oleh organisme akan mengalami proses metabolisme. Ketersediaan makanan hanya cukup untuk memenuhi kebutuhan energi. Jika jumlah makanan melebihi kebutuhan, maka kelebihannya akan disimpan di dalam jaringan terutama dalam bentuk lemak dan glikogen (gula otot). Apabila tubuh tidak mendapatkan energi yang cukup, maka simpanan lemak dan glikogen akan dipecah kembali menjadi energi.

Kerjakan Tugas 3.1 berikut yang akan mengembangkan kecakapan personal dan akademik kalian!

Tugas 3.1

Diskusikan! Organel sel apakah yang berperan dalam metabolisme?

Adenosin Tripospat (ATP)

ATP sering dilukiskan sebagai sejenis uang energi. Sebelum penggunaan uang, orang tukar-menukar barang atau jasa dan pertukaran itu harus dilakukan secara langsung di antara 2 orang.

Jika seseorang menginginkan sejumlah telur dan orang lainnya memerlukan kubis, mereka dapat tukar menukar barang-barang itu. Namun,  hal ini tidak selalu menyenangkan, kadangkadang hanya satu yang mempunyai sesuatu yang diperlukan oleh orang lain. Dengan ditemukannya uang, barang dan jasa dapat diubah menjadi uang yang dapat dibelanjakan nanti. ATP dibentuk kalau suatu reaksi katabolisme menghasilkan banyak energi. Kemudian seperti uang, energi ini dapat dipergunakan nanti dalam reaksi lain yang memerlukan energi.

Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi yang mempunyai ikatan labil, artinya mudah melepaskan gugus fosfatnya saat mengalami hidrolisis, sehingga dari keadaan mengikat gugus 3 fosfat akan dirombak menjadi ADP (Adenosin Diphospat) dan AMP (Adenosin Monophospat). ATP digunakan untuk:

1. Proses fotosintesis: dan mereduksi CO2 menjadi karbohidrat pada reaksi gelap.
2. Proses respirasi: glikolisis.

Pembentukan ATP

Kerjakan Tugas 3.2 berikut yang akan mengembangkan kecakapan personal dan kecakapan akademik kalian!

Tugas 3.2

Jelaskan perbedaan ATP dan ADP! Uraikan sesuai pengertian kalian!

Enzim

Kehidupan tidak mungkin ada tanpa enzim. Enzim merupakan unsur yang mempercepat perubahan kimiawi yang diperlukan oleh kehidupan. Tanpa enzim perubahan-perubahan tersebut akan sangat lamban, atau tidak akan terjadi sama sekali, dan kehidupan akan berhenti.

Setiap enzim merupakan protein khusus yang disesuaikan dengan proses kimiawi tertentu. Enzim pencernaan mengubah makanan menjadi cairan yang dapat mengalir ke darah dan ke seluruh tubuh. Enzim yang lain mengubah makanan yang sudah dicerna sehingga mengeluarkan energi, sedangkan enzim-enzim yang lain menggunakan energi untuk membuat makanan di dalam zat-zat tubuh.

Pengertian Enzim

Menurut Mayrback (1952) dari Jerman, enzim adalah senyawa protein yang dapat mengatalisis reaksi-reaksi kimia dalam sel dan jaringan makhluk hidup. Enzim merupakan biokatalisator, artinya senyawa organik yang mempercepat reaksi kimia.

Sifat Enzim

Sifat-sifat enzim, yaitu:

1. Merupakan protein.
2. Merupakan biokatalisator.
3. Mempercepat reaksi kimia dengan jalan menurunkan energi aktivasi, yaitu energi awal yang diperlukan untuk memulai reaksi kimia.
4. Enzim bekerja spesifik, artinya untuk mengubah atau mereaksikan suatu zat tertentu memerlukan zat tertentu pula.
5. Bekerja sangat cepat.
6. Tidak ikut bereaksi (tidak mengalami perubahan).
7. Tidak mengubah keseimbangan reaksi.
8. Memiliki sisi aktif atau sisi katalitik, yaitu bagian enzim tempat substrat berkombinasi.
9. Substrat asing yang berfungsi menghambat reaksi disebut inhibitor dan yang berfungsi mempercepat reaksi disebut aktivator.

Komponen Penyusun Enzim

Berdasarkan komponen penyusunnya, enzim dibedakan menjadi:

Enzim protein sederhana

Terdiri atas protein.

Enzim konjugasi (holoenzim)

Terdiri atas protein dan nonprotein. Enzim konjugasi disebut juga holoenzim. Holoenzim terdiri atas:

Apoenzim

Apoenzim (protein) adalah bagian yang relatif tidak tahan panas (termolabil) atau mudah berubah serta bersifat nonaktif.

Prostetik atau kofaktor (nonprotein)

Prostetik atau kofaktor (nonprotein) adalah bagian yang relatif tahan panas (100oC) sampai beberapa lama (termostabil). Terdiri atas ion organik seperti Zn, Fe, Mn, Mg, Na, Ca, CO2, K, NAD, NADP, koenzim A dan senyawa organik seperti tiamin, riboflavin, piridoksin, niasin dan biotin. Golongan prostetik yang terdiri atas senyawa-senyawa organik dinamakan koenzim (merupakan bagian yang bersifat aktif).

Cara Kerja Enzim

Hipotesis “Lock and Key”

Dikemukakan oleh Emil Fischer, cara kerja enzim seperti kunci dengan anak kunci.

1) Antara enzim dan substrat terjadi persatuan yang kaku seperti kunci dan anak kunci.

2) Enzim memiliki suatu tempat untuk bergabung dengan substrat yang disebut active site (lokasi aktif) yang merupakan tempat perlekatan molekul substrat.

3) Pada tempat perlekatan tersebut mempunyai konfigurasi tertentu dan hanya substrat khusus yang cocok untuk dapat bergabung.

4) Selama reaksi berjalan, enzim dan substrat berkombinasi sementara membentuk kompleks enzim substrat.

5) Hubungan di antara enzim dan substrat berkombinasi merupakan hubungan yang lemah, sehingga mudah berpisah lagi.

6) Setelah reaksi, hasil-hasil reaksi tidak lagi bersatu dengan sisi aktif atau sisi katalitik.

Gambar 3.3 Kerja Enzim

Hipotesis Koshland

Menurut Koshland, enzim dan sisi aktifnya merupakan struktur yang secara fisik lebih fleksibel dan terjadi interaksi dinamis antara enzim dengan substrat. Jika substrat berkombinasi dengan enzim akan terjadi perubahan konfigurasi sisi aktif enzim, sehingga fungsi enzim berlangsung efektif.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim

Suhu

0 ^oC = tidak beraktivitas 38 ^oC – 40 ^oC = aktivitas enzim meningkat di atas 40 ^oC =  aktivitas enzim menurun 60 ^oC =  aktivitas enzim akan terhenti

Air

pH

pH tergantung pada lokasi enzim yang bersangkutan.

Konsentrasi enzim

Kecepatan proses pembentukan atau penguraian molekul substrat mengikuti konsentrasi enzim.

Inhibitor

Inhibitor dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor non-kompetitif. Inhibitor kompetitif menghambat kerja enzim dengan cara menempati sisi aktif enzim sehingga substrat tidak dapat berikatan dengan enzim. Inhibitor ini dapat dihilangkan dengan penambahan konsentrasi substrat. Adapun inhibitor non-kompetitif bekerja dengan cara menempati bagian lain dari permukaan enzim sehingga dapat mengubah sisi aktifnya. Inhibitor ini dapat dihilangkan dengan penambahan konsentrasi substrat.

Fungsi Enzim

Reduksi

Reduksi adalah reaksi penambahan hidrogen, elektron, atau pelepasan oksigen.

Dehidrasi

Dehidrasi adalah reaksi pelepasan molekul uap air (H2O).

Oksidasi

Oksidasi adalah reaksi pelepasan molekul hidrogen, elektron, atau penambahan oksigen.

Hidrolisis

Hidrolisis adalah reaksi penambahan H2O pada suatu molekul dan diikuti pemecahan molekul pada ikatan yang ditambah H2O.

Deaminase

Deaminase adalah reaksi pelepasan gugus amin (NH2).

Dekarboksilasi

Dekarboksilasi adalah reaksi pelepasan CO2 dan gugusan karboksil (–COOH).

Fosforilasi

Fosforilasi adalah reaksi pelepasan fosfat.

Transferase

Transferase adalah reaksi pemindahan suatu radikal

Kerjakan Tugas 3.3 berikut yang akan menumbuhkan rasa ingin tahu, mengembangkan kecakapan personal dan kecakapan akademik kalian!

Tugas 3.3

Sebutkan beberapa macam enzim serta peranannya!

Rangkuman

1. Keterkaitan proses katabolisme dan anabolisme, yaitu energi yang dilepaskan oleh proses katabolisme dalam bentuk ATP akan digunakan untuk proses anabolisme.
2. ATP merupakan molekul berenergi tinggi yang mempunyai ikatan labil.
3. Enzim adalah senyawa protein yang dapat menganalisis reaksi-reaksi kimia dalam sel dan jaringan makhluk hidup.
4. Sifat enzim seperti: merupakan protein, biokatalisator, bekerja spesifik, dan lain-lain.
5. Komponen penyusun enzim yaitu enzim, protein dan holoenzim.
6. Cara kerja enzim, ada 2 hipotesis yaitu hipotesis, Fischer dan Koshland.
7. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim, yaitu suhu, air, pH, dan konsentrasi.
8. Peranan enzim, yaitu reduksi, hidrolisis, dehidrasi, oksidasi, deaminase, dekarboksilasi, fosforilasi, defosforilasi, dan transferase.

Uji Kompetensi

A. Pilihan Ganda

1.Proses pembentukan dan penguraian yang berlangsung di dalam sel melibatkan aktivitas katalis biologik, yaitu

2. Holoenzim mempunyai bagian yang relatif tidak tahan panas (termolabil) yang disebut

3.  Bila kalian memakan sesendok nasi dan mengunyahnya cukup lama, maka kalian akan merasakan rasa manis. Hal ini disebabkan karbohidrat diubah menjadi

4.  Enzim yang terdiri atas senyawa-senyawa organik dan memiliki bagian yang bersifat aktif adalah

5.  Enzim yang terlibat dalam reaksi penambahan hidrogen atau pelepasan oksigen disebut

6. Katabolisme karbohidrat akan menghasilkan senyawa sisa berupa

7. Tujuan sel tubuh melakukan pemecahan karbohidrat adalah

8. Organisme yang mampu membentuk glukosa dari CO2 dan H2O disebut organisme

9. Unsur-unsur yang menyusun karbohidrat adalah

10. Pemecahan karbohidrat tidak dapat sempurna apabila

B. Soal Uraian

1. ATP merupakan molekul berenergi tinggi yang disintesis di dalam kloroplas dan mitokondria. Jelaskan proses pembentukan ATP di dalam dua organel tersebut!
2. Enzim merupakan senyawa organik yang dapat mempercepat reaksi kimia. Sebutkan 6 ciri enzim!
3. Apa yang dimaksud NAD, NADP, dan FAD?
4. Tulis reaksi pembentukan karbohidrat dengan benar!
5. Sebutkan perbedaan antara katabolisme dan anabolisme!