Telah disebutkan bahwa reaksi-reaksi metabolisme dapat berlangsung pada suhu tubuh yang relatif rendah berkat adanya katalisator yang sangat efektif, yaitu enzim. Enzim dapat memperbesar kecepatan reaksi hingga 109 kali lebih cepat. Sama seperti katalisator anorganik, enzim mempercepat reaksi karena kemampuannya menurunkan energi pengaktifan.
Sel hidup merupakan sistem biokimia yang sangat kompleks. Di dalam sel berlangsung ratusan reaksi bertahap yang menguraikan molekul nutrien, reaksi yang menghasilkan dan menyimpan energi, serta reaksi yang membuat makromolekul dari prekursor sederhana.
Masing-masing reaksi tersebut berlangsung dengan pengaruh sejenis enzim tertentu. Satu enzim hanya dapat mengkatalis suatu zat untuk sejenis reaksi. Oleh karena itu, suatu sel harus mengandung ribuan jenis enzim. Diperkirakan suatu sel mengandung sekitar 1500 – 2000 jenis enzim. Di antara enzim tersebut, terdapat suatu kelompok yang disebut enzim pengatur.
Enzim pengatur mampu mengenali berbagai isyarat yang diterima. Enzim pengatur itu mengkoordinasikan sistem enzim sehingga dapat menghasilkan hubungan yang harmonis di antara sejumlah aktivitas metabolisme yang berbeda. Kegagalan atau aktivitas yang berlebihan dari suatu sistem enzim menimbulkan penyakit. Kadang-kadang aktivitas enzim yang abnormal dapat dikontrol dengan obat tertentu.
Dewasa ini, enzim tidak hanya penting dalam dunia kesehatan, tetapi juga dalam industri dan dalam kehidupan sehari-hari. Suatu jenis detergen bekerja dengan menggunakan enzim. Noda karbohidrat, lemak, dan protein seperti yang berasal dari kuah sop, selai dan sebagainya, dibuang dengan reaksi yang serupa dengan yang terjadi dalam sistem pencernaan.
Dalam artikel kali ini akan kita bahas prinsip kerja enzim, faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim, dan aturan penamaan enzim.
Prinsip Kerja Enzim
Mekanisme kerja enzim berlangsung dalam dua tahap. Pertama, enzim bergabung dengan substrat (zat yang perubahannya dikatalisis oleh enzim itu) membentuk kompleks enzim-substrat (ES). Kedua, kompleks enzim-substrat itu terurai membentuk produk dan enzim bebas.
Enzim (E) + Substrat (S) ↔ Kompleks ES
Kompleks ES ↔ Enzim (E) + Produk (P)
Penggabungan enzim-substrat berlangsung hanya seketika saja. Jadi, segera setelah bergabung dengan substratnya, enzim akan bebas kembali. Satu molekul enzim dapat memproses hingga jutaan molekul substrat tiap detiknya. Oleh karena itu, jumlah enzim tidak perlu banyak, dan karena molekul enzim tidak dihabiskan dalam reaksi, maka tubuh tidak perlu memproduksi enzim dalam jumlah besar.
Massa molekul relatif (Mr) enzim berkisar dari 10.000 hingga satu juta. Oleh karena itu, secara umum molekul enzim jauh lebih besar dibandingkan molekul substrat yang diprosesnya. Reaksi yang dikatalisis enzim berlangsung pada bagian tertentu dari molekul enzim itu, yang disebut sisi aktif enzim. Sisi aktif itu mempunyai bentuk (konformasi) tertentu. Substrat haruslah mempunyai bentuk yang komplementer dan bentuk sisi aktif enzim. Oleh karena itu, hanya substrat dengan bentuk tertentu yang dapat diproses oleh suatu enzim. Persyaratan bentuk tersebut dapat menjelaskan sifat enzim yang sangat spesifik. Kekhususan bentuk sisi aktif enzim dengan substratnya dapat dimisalkan dengan pasangan kunci dengan anak kuncinya, seperti diperlihatkan pada Gambar.
Susunan Kimiawi Enzim
Semua enzim mengandung protein. Beberapa enzim adalah protein semata. Akan tetapi kebanyakan enzim terdiri atas suatu protein yang terikat dengan suatu zat yang bukan protein, yang disebut kofaktor. Kofaktor mengaktifkan atau meningkatkan daya kerja enzim. Kofaktor dapat berupa zat anorganik seperti ion Fe2+, Mn2+, Cu2+, Mg2+, K+, atau Ni2+. Atau suatu molekul organik yang relatif kecil, yang disebut koenzim. Beberapa enzim memerlukan baik koenzim maupun satu atau beberapa ion logam untuk aktivitasnya.
Bagian protein dari enzim disebut apoenzim. Ikatan antara apoenzim dengan kofaktornya ada yang lemah atau bersifat sementara, tetapi ada juga yang terikat kuat atau bersifat permanen. Jika apoenzim terikat secara permanen dengan kofaktornya, maka kofaktor itu disebut gugus prostetik. Gabungan dari apoenzim dengan kofaktornya, yaitu enzim yang aktif untuk mengkatalisis disebut holoenzim.
Apoenzim + Kofaktor → Holoenzim
Banyak koenzim yang mempunyai struktur menyerupai suatu vitamin. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa vitamin adalah bahan dasar untuk membentuk koenzim.