Apakah sel memiliki satu enzim dengan banyak fungsi, atau banyak enzim, masing-masing dengan hanya satu fungsi? Enzim merupakan Protein ajaib yang diperlukan bagi kehidupan. Jadi bagaimana cara kerja enzim? Bagaimana mereka mengkatalisasi hanya satu reaksi biokimia tertentu? Dalam permainan puzzle, hanya dua potong akan cocok bersama-sama dengan baik. Memahami bagaimana ini bekerja merupakan salah satu langkah utama dalam memahami bagaimana enzim bekerja.
Fungsi enzim
Bagaimana enzim mempercepat reaksi biokimia secara dramatis? Seperti semua katalis, enzim bekerja dengan menurunkan energi aktivasi reaksi kimia. Energi aktivasi adalah energi yang diperlukan untuk memulai reaksi kimia. Hal ini diilustrasikan pada Gambar di bawah ini.
Reaksi biokimia ditunjukkan pada gambar membutuhkan sekitar tiga kali lebih banyak energi aktivasi tanpa enzim, tidak seperti halnya dengan keberadaan enzim.
Dengan menggunakan enzim, energi aktivasi umumnya lebih rendah dengan mengurangi energi yang dibutuhkan untuk reaktan untuk dapat bersama-sama dan bereaksi. Sebagai contoh:
Enzim membawa reaktan bersama-sama sehingga mereka tidak perlu mengeluarkan energi bergerak sampai mereka bertabrakan secara acak. Enzim mengikat kedua reaktan molekul (disebut substrat), erat dan secara khusus, di sebuah situs pada molekul enzim yang disebut situs aktif (Gambar di bawah).
Dengan mengikat reaktan pada situs aktif, enzim juga dalam posisi reaktan benar, sehingga mereka tidak harus mengatasi gaya antarmolekul yang seharusnya mendorong mereka terpisah. Hal ini memungkinkan molekul untuk berinteraksi dengan energi yang lebih sedikit.
Enzim juga memungkinkan reaksi terjadi dengan jalur yang berbeda yang memiliki energi aktivasi yang lebih rendah.
Situs aktif spesifik untuk reaktan dari reaksi biokimia yang dikatalis enzim. Mirip dengan permainan puzzle potongan pas bersama-sama, situs aktif hanya dapat mengikat substrat tertentu.
Kegiatan enzim juga tergantung pada suhu, kondisi ionik, dan pH lingkungan. Beberapa enzim bekerja terbaik pada pH asam, sementara yang lain bekerja terbaik dalam lingkungan netral.
Enzim pencernaan disekresi dalam lingkungan asam (pH rendah) lambung membantu memecah protein menjadi molekul yang lebih kecil. Enzim pencernaan utama di perut adalah pepsin, yang bekerja paling baik pada pH sekitar 1,5. Enzim ini tidak akan bekerja optimal pada pH lainnya. Tripsin adalah enzim lain dalam sistem pencernaan, yang memecah rantai protein dalam makanan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil. Tripsin bekerja di usus kecil, yang bukan merupakan lingkungan asam. PH optimum tripsin adalah sekitar 8.
Reaksi biokimia yang optimal pada suhu fisiologis. Sebagai contoh, sebagian besar reaksi biokimia bekerja terbaik dengan suhu tubuh normal 98.6˚F. Banyak enzim kehilangan fungsi pada suhu yang lebih rendah dan lebih tinggi. Pada suhu yang lebih tinggi, bentuk enzim memburuk. Hanya ketika suhu kembali normal yang akan mengembalikan bentuk dan aktivitas normal.
Ringkasan
Enzim bekerja dengan menurunkan energi aktivasi yang diperlukan untuk memulai reaksi biokimia. Kegiatan enzim tergantung pada suhu, kondisi ionik, dan pH lingkungan.
