Faktor faktor yang mempengaruhi kerja enzim

BAB I

PENDAHULUAN

Enzim adalah suatu protein dan dihasilkan oleh sel hidup. Enzim adalah protein yang mempunyai fungsi khusus. Enzim bekerja dalam mengkatalisis reaksi kimia (biokimia) yang berlangsung didalam sel itu sendiri. Sebagai contoh adalah enzin α-amylase (dikenal juga enzim ptyalin) yang berperan dalam mengkatalisis reaksi pemecahan pati menjadi unsur penyusunya yang lebih sederhana. Enzim ini di hasilkan secara alami di mulut bersam-sama dengan ludah (saliva).
Dalam tubuh manusia sendiri terdapat berjuta-juta enzim yang mana peran masing-masing enzim tersebut sangat spesifik. Untuk itulah kemudian ada suatu system  penamaan enzim. Dalam tata cara penamaan enzim, biasanya diawali dengan nama substrat dan di akhiri dengan akhiran –ase. Sebagai contoh enzim sucrose, enzim ini berperan secara spesifik dalam menghidrolisis sukrosa. Lalu ada lagi enzim lipase, yang berperan dalam hidrolisis lemak (lipid).

Secara internasional enzim dikelompokkan menjadi 6 kelas yaitu :

1. Oksidoreduktase : enzim yang berperan dalam pemindahan electron (redoks).
2. Transterase : enzim yang berperan dalam pemindahan gugus fungsionil.
3. Hidrolase : enzim yang membantu dalam proses hidrolisis (pemindahan gugus fungsional ke air).
4. Liase : enzim yang berperan dalam penambahan gugus pada ikatan ganda atau sebaliknya.
5. Isomerase : enzim yang berperan dalam reaksi pemindahan dalam molekul menghasilkan bentuk isomer.
6. Ligase :  emzim yang membantu dalam reaksi pembentukan ikatan C-C, C-S, C-O, dan C-Noleh reaksi kondensasi yang berkaitan dengan Penguraian ATP. (Thenawijaya: 1988)

Tubuh kita merupakan laboratorium yang sangat rumit, sebab di dalamnya terjadi reaksi kimia yang beraneka ragam. Penguraian zat-zat yang terdapat dalam makanan kita, peggunaan hasil uraian untuk memperoleh energy, penggabungan kembali hasil uraian untuk membentuk persediaan makanan dalam tubuh serta banyak macam reaksi lain yang apabila dilakukan di dalam laboratorium atau in vitro membutuhkan keahlian khusus serta waktu yang lama. Reaksi atau proses kimia yang berlangsung dengan baik dalam tubuh kita ini dimungkinkan karena adanya katalis dalam tubuh yakni enzim.
Berzelius pada tahun 1837 mengusulkan nama ‘katalis’ untuk zat-zat yang dapat mempercepat reaksi tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi. Proses kimia yang terjadi dengan pertolongan enzim telah dikenal sejak zaman dahulu. Dahulu proses fermentasi dianggap hanya terjadi dengan adanya sel yang mengandung enzim. Anggapan tersebut berubah setelah Buchner membuktikan bahwa cairan yang berasal dari ragi tanpa adanya sel hidup dapat menyebabkan terjadinya fermentasi gula menjadi alkohol dan karbondioksida.
Pengetahuan tentang enzim atau enzimologi sejak 1926 berkembang dengan cepat. Dari hasil penelitian para ahli biokimia ternyata bahwa banyak enzim mempunyai gugus bukan protein, jadi termasuk protein majemuk. Enzim semacam ini (holoenzim) terdiri atas protein (apoenzim) dan suatu gugus bukan protein. Sebagai contoh, enzim katalase terdiri atas protein dan ferriprotorfirin. Ada juga enzim yang terdiri atas protein dan logam.
Enzim memiliki tenaga katalitik yang luar biasa, yang biasanya jauh lebih besar dari katalisator sintetik. Spesifisistas enzim amat tinggi terhadap substratnya, enzim mempercepat reaksi kimiawi spesifik tanpa pembentukan produk samping, dan molekul ini berfungsi di dalam larutan encer pada keadaan suhu dan pH normal. Hanya sedikit katalisator non-biologi yang dilengkapi dengan sifat-sifat ini.
Enzim memberikan dampak kepada banyak bidang pengetahuan biomedis. Pada saat sel mengalami cedera (misalnya akibat suplai darah yang terganggu atau akibat inflamasi), enzim-enzim tertentu akan merambas ke dalam plasma. Pengukuran aktivitas enzim tersebut dalam plasma darah telah menjadi bagian integral tindakan diagnosis untuk penyakit-penyakit yang penting
Berbagai faktor penting misalnya konsentrasi enzim serta substrat, suhu, pH, dan inhibitor yang mempengaruhi pengukuran kadar aktivitas enzim. Karena aktivitas enzim meningkat bersamaan dengan peningkatan suhu, laju berbagai proses metabolisme, akan mengalami peningkatan yang bermakna.




Aktivitas enzim
            Aktivitas enzim ternyata dipengaruhi banyak factor. Faktor-faktor tersebut nebebtukan afektivitas kerja suatu enzim. Apabila factor tersebut berada dalam kondisi yang optimum, maka kerja enzim juga akan maksimal.
Beberapa faktor  yang mempengaruhi kerja enzim :
1. Suhu  (temperature)
Oleh karena reaksi kimia dapat dipengaruhi oleh suhu, maka reaksi yang menggunakan katalis enzim dapat dipengaruhi oleh suhu. Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Disamping itu, karena enzim itu adalah suatu protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi. Apabila terjadi proses denaturasi, maka bagian aktif enzim akan terganggu dan dengan demikian konsentrasi efektif enzim menjadi berkurang dan kecepatan reaksinya pun akan menurun. Kenaikan suhu sebelum terjadinya proses denaturasi dapat menaikkan kecepatan reaksi.
Peningkatan suhu meningkatkan reaksi enzim yang terkatalisis dan yang tidak terkatalisis dengan cara meningkatkan energi kinetic dan frekuensi tubrukan dari besarnya molekul. Bagaimanapun energy panas dapat meningkatkan energy kinetic dari enzim ke titik yang mana kelebihan energy pelindung untuk dapat mengganggu interaksi non-kovalen yang berfungsi mengatur struktur tiga dimensi dari enzim. Cincin polipeptida kemudian mulai terbuka atau terdenaturasi, yang disertai dengan pengurangan kecepatan dari aktivitas katalisis. Pada temperatur tertentu sebuah enzim berada dalam keadaan stabil, konformasi,
kompetensor katalisis tergantung suhu normal sel, yang mana enzim itu berada. Enzim pada umumnya stabil pada temperatur 45-55°C. Sebaliknya, enzim pada mikroorganisme termofilik yang berada pada sumber mata air panas gunung berapi, atau pada lubang hidrotermal bawah laut dapat stabil pada suhu kurang lebih 100°C. (aurel.2010)
Enzim tersusun oleh protein, sehingga sangat peka terhadap suhu. Peningkatan suhu menyebabkan energi kinetik pada molekul substrat dan enzim meningkat, sehingga kecepatan reaksi juga meningkat. Namun suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan rusaknya enzim yang disebut denaturasi, sedangkan suhu yang terlalu rendah dapat menghambat kerja enzim. Pada umumnya enzim akan bekerja baik pada suhu optimum, yaitu antara 30° – 40°C.(e-dukasi.2010)
2. Derajat keasaman (pH)
Perubahan pH dapat mempengaruhi perubahan asam amino kunci pada sisi aktif enzim, sehingga menghalangi sisi aktif bergabung dengan substratnya. Setiap enzim dapat bekerja baik pada pH optimum, masing-masing enzim memiliki pH optimum yang berbeda. Sebagai contoh : enzim amilase bekerja baik pada pH 7,5 (agak basa), sedangkan pepsin bekerja baik pada pH 2 (asam kuat/sangat asam). (e-dukasi.2010)
Seperti protein pada umumnya, struktur ion enzim tergantung pada pH lingkungannya. Enzim dapat berbentuk ion positif, ion negatif, atau ion bermuatan ganda. Dengan demikian perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektivitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim substrat. Disamping pengaruh terhadap struktur ion pada enzim, pH rendah, atau pH tinggi dapat pula menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan ini akan mengakibatkan menurunnya aktifitas enzim. Terdapat suatu nilai pH tertentu atau daerah pH yang dapat menyebabkan kecepatan reaksi paling tinggi. pH tersebut dinamakan pH optimum. (aurel.2010)
3. Konsentrasi enzim
Kecepatan reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi enzim, makin besar konsentrasi enzim makin tinggi pula kecepatan reaksi, dengan kata lain konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi.
4. Konsentrasi substrat
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi enzim yang tetap, maka pertambahan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan reaksi.
Untuk dapat terjadi kompleks enzim substrat, diperlukan adanya kontak antara enzim dengan substrat. Kontak ini terjadi pada suatu tempat atau bagian enzim yang disebut bagian aktif. Pada konsentrasi substrat rendah, bagian aktif enzim ini hanya menampung sedikit substrat. Bila konsentrasi substrat diperbesar, makin banyak substrat yang dapat berhubungan dengan enzim pada bagian aktif tersebut. Dengan demikian, konsentrasi kompleks enzim substrat makin besar dan hal ini menyebabkan makin besarnya kecepatan reaksi. Namun dalam keadaan ini, bertambah besarnya konsentrasi susbstrat tidak menyebabkan bertambah besarnya konsentrasi kompleks enzim substrat, sehingga jumlah hasil reaksinya pun tidak bertambah besar.(aurel.2010)
Peningkatan konsentransi substrat dapat meningkatkan kecepatan reaksi bila jumlah enzim tetap. Namun pada saat sisi aktif semua enzim berikatan dengan substrat, penambahan substrat tidak dapat meningkatkan kecepatan reaksi enzim selanjutnya.(e-dukasi.2010)
Enzim mempunyai spesifitas yang tinggi. Apabila substrat cocok dengan enzim naka kinerja enzim juga akan optimal.(Pradhana.2008)
5. Aktifator dan inhibitor
Aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan antara enzim dengan substratnya, misalnya ion klorida yang bekerja pada enzim amilase. Inhibitor merupakan suatu molekul yang menghambat ikatan enzim dengan substratnya. Inhibitor akan berikatan dengan enzim membentuk kompleks enzim-inhibitor.
Ada 2 jenis inhibitor, yaitu :

• Inhibitor kompetitif

Molekul penghambat yang strukturnya mirip substrat, sehingga molekul tersebut berkompetisi dengan substrat untuk bergabung pada sisi aktif enzim. Contoh : sianida bersaing dengan oksigen untuk mendapatkan Hemoglobin pada rantai akhir respirasi. Inhibitor kompetititf dapat diatasi dengan penambahan konsentrasi substrat.

• Inhibitor nonkompetitif

Molekul penghambat yang bekerja dengan cara melekatkan diri pada bagian bukan sisi aktif enzim. Inhibitor ini menyebabkan sisi aktif berubah sehingga tidak dapat berikatan dengan substrat. Inhibitor nonkompetitif tidak dapat dipengaruhi oleh konsentrasi substrat.(e-dukasi.2010).
6. Waktu
Waktu kontak/reaksi antar enzim dan substrat menentukan efektivitas kerja enzim. Semakin lama waktu reaksi maka kerja enzim juga akan semakin optimum.(Pradhana.2008)
7. Konsentrasi ion Hidrogen
Kecepatan dari hampir semua reaksi enzim yang terkatalisis menunjukkan ketergantungan yang signifikan dari konsentrasi ion hydrogen. Kebanyakan enzim intraseluler menunjukkan aktivitas optimal pada nilai pH 5 dan 9. Hubungan dari aktivitas konsentrasi ion H menunjukkan keseimbangan antara denaturasi enzim pada pH yang tinggi dan rendah serta efek pada enzim, substrat, atau keduanya.(aurel.2010)
8. Ion logam
Ion-ion logam, yang menjalankan peranan katalitik dan structural pada lebih seperempat dari semua enzim yang dikenal dapat pula mengisi peranan pengatur, khususnya bagi reaksi dimana ATP merupakan substrat. Kalau kompleks ATP ion logam tersebut merupakan substrat, aktifitas maksimal secara khas akan terlihat pada rasio molar ATP terhadap logam di sekitar satu. Kelebihan logam atau kelebihan ATP merupakan hambatan karena senyawa-senyawa nukleosida di– dan trifosfat membentuk kompleks yang stabil dengan kation-kation dwi-valensi, konsentrasi intraseluler nukleotida dapat mempengaruhi konsentrasi intraseluler ion-ion logam bebas dan dengan demikian mempengaruhi pula aktivitas enzim-enzim tertentu.(aurel.2010)

BAB II

KESIMPULAN

• Enzim adalah suatu protein dan dihasilkan oleh sel hidup. Enzim adalah protein yang mempunyai fungsi khusus. Enzim bekerja dalam mengkatalisis reaksi kimia (biokimia) yang berlangsung didalam sel itu sendiri
• Faktor-faktor yang mempengaruhi enzim :

1. Suhu  (temperature)
2. Derajat keasaman (pH)
3. Konsentrasi enzim
4. Konsentrasi substrat
5. Aktifator dan inhibitor
6. Waktu
7. Konsentrasi ion Hidrogen
8. Ion logam

DAFTAR PUSTAKA

Aurel. Faktor–aktor yang mempengaruhi kerja enzim. Pharmacyblogspot.com.12-12-2010.

Aziz,pradhana. 2008. Enzim  dan factor-faktor yang mempengaruhi laju kerja enzim. Biochemical experiment .

Suharto,yanto. Enzim .e-dukasi.com.2010
Thenawijaya, Maggy. 1988. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: Erlangga.

Read more »

Fungsi Organel sel

Fungsi-fungs organel yang di jelaskan pada makalah ini di susun secara alfabetis menurut nama organelnya:

1. Aparatus Golgi: apparatus ini berkerja menerima dan mengirim vesikula transport serta produk yang dikandungnya ke bagian sel yang lain.

· Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.

· Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma.

· Membentuk dinding sel tumbuhan

· Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.

· Tempat untuk memodifikasi protein

· Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel

· Untuk membentuk lisosom

2. Dinding sel : adalah bagian luar membrane plasma sel tumbuhan (seperti juga pada fungi dan sejumlah protista) ialah dinding sel tebal, yang membantu mempertahankan bentuk sel dan melindungi sel dari kerusakan mekanis. Bersama-sama vakuola menjaga turgiditas sel untuk menopang tubuh. Pelindung bagi sel yang berada di dalamnya selain itu sebagai jalan masuk dan keluar air serta materi zat secara difusi, osmosis, dan transpor aktif.
3. Kloroplas: plastid yang berfungsi melaksanakan proses fotosintesis, dengan mengubah cahaya matahari menjadi energi kimiawi yang disimpan dalam molekul gula dan molekul organik lain.
4. Krista: Krista pada mitokondria berfungsi sebagai tempat terjadinya proses oksidasi fasforilasi dan transfer electron. Berperan dalam membuat membrane-dalam mitokondria memiliki suatu permukaan yang luas yang bisa meningkatkan produktivitas respirasi seluler.
5. Lamela Tengah: lamella tengah pada dinding sel terdiri atas senyawa pectin yang mempunyai fungsimerekatkan satu sel dengan sel lainnya.
6. Lamina Nukleus: Susunan mirip-jaring yang terdiri dari filament protein yang berfungsi melapisi permukaan bagian dalam selubung dan memperkuat bentuk nukleus.
7. Lisosom: berfungsi dalam pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Lisosom memiliki enzim yang dapat menghidrolisis protein, polisakarida, lemak dan asam nukleat. Enzim ini berkerja sangat baik pada lingkungan asam. Membrane lisosom mempertahankan pH dalam keadaan rendah dengan memompakan ion hydrogen dari sitosol kedalam lumen lisosom.
8. Matriks: matriks pada mitokondria berfungsi sebagai tempat terjadinya daur Krebs dan oksidasi asam lemak.
9. Mikrofilamen: Berperan dalam hal menimbulkan gerak sel menyeluruh atau gerak substansi dalam sel. Mikrofilamen aktin juga perperan membantu perlekatan sel pada substansi antar sel dan sel-sel lainnya yang berada dalam satu jenis jaringan. Bila aktin terdapat dalam sel yang dibiakkan, filamen-filamen ini akan menyebabkan sel-sel tersebut mampu melekat pada substrat tempat dia tumbuh.
10. Mikrotubula: Mikrotubulus sitoplasmik didalam sel berfungsi sebagi kerangka dalam yang menetukan bentuk sel dan untuk transfer molekul di dalam sel. Mikrotubulus ini berbentuk serabut tunggal dengan diameter lebih kurang 25 nanometer. Berperan penting dalam pembelahan sel, yaitu mengontrol pemisahan kromatid atau kromosom pada bidang pembelahan. Mikrotubula pada benang spindel berfungsi dalam hal menggerakkan kromosom atau kromatid menuju ke kutub pembelahan. Sedangkan pada silia dan flagel mikrotubula berfungsi menimbulkan gerakan bergetar. Fungsi mikrotubula yang lain adalah sebagai pemandu gerakan organel di dalam sitoplasma, sebagai penentu tempat RE dan kompleks Golgi di dalam sitoplasma. Beberapa organel yang tersusun dari mikrotubulus adalah sentriol, silia dan flagella.
11. Mitokondria: Peran utama mitokondria adalah sebagai pabrik energi sel yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Metabolisme karbohidrat akan berakhir di mitokondria ketika piruvat di transpor dan dioksidasi oleh O^2- menjadi CO₂ dan air. Energi yang dihasilkan sangat efisien yaitu sekitar tiga puluh molekul ATP yang diproduksi untuk setiap molekul glukosa yang dioksidasi, sedangkan dalam proses glikolisis hanya dihasilkan dua molekul ATP. Proses pembentukan energi atau dikenal sebagai fosforilasi oksidatif terdiri atas lima tahapan reaksi enzimatis yang melibatkan kompleks enzim yang terdapat pada membran bagian dalam mitokondria. Proses pembentukan ATP melibatkan proses transpor elektron dengan bantuan empat kompleks enzim, yang terdiri dari kompleks I (NADH dehidrogenase), kompleks II (suksinat dehidrogenase), kompleks III (koenzim Q - sitokrom C reduktase), kompleks IV (sitokrom oksidase), dan juga dengan bantuan FoF1 ATP Sintase dan Adenine Nucleotide Translocator (ANT) [Wallace, 1997. dikutip dari http://wapedia.mobi/id/Mitokondria#2]
12. Nukleoulus: tempat dilakukannya perakitan dan sintesis komponen ribosom. Komponen tersebut dilewatkan melalui pori nucleus ke sitoplasma, kemudian semuamnya bergabung untuk membentuk ribosom. Selain itu, berfungsi juga mengontrol sintesis protein dalam sitoplasma dengan cara mengirim mesenjer molekuler yang berbentuk RNA dibawah perintah dari DNA.
13. Nukleus: berfungsi menjadi tempat sebagian besar gen yang mengotrol sel eukariotik (sebagian gen terletak didalam mitokondria dan kloroplas).
14. Peroksisom: Di dalam sel, peroksisom berbentuk bulat telur dengan diameter kurang lebih antara 0,5 - 0,7 mikrometer, hanya dibungkus oleh selapis membran. Jumlah peroksisom untuk tiap sel bervariasi antara 70-700. Peroksisom memiliki kemampuan untuk membelah diri sehingga dapat membentuk peroksisom anak. Protein dan lipid yang diperlukan ditransfer dari sitosol. Selain berfungsi untuk pembentukan dan perombakan H2O, menjadi substrat organik dan H2O, peroksisom juga berfungsi untuk merombak asam lemak yang tersimpan dalam biji menjadi glukosa untuk proses perkecambahan(Anonimous, 2009).
15. Plasmodesma : adalah sitosol sel yang bersebelahan berhubungan melalui saluran antar-dinding.
16. Pori-Pori Nukleus: lubang berdiameter 100 nm, tersusun atas struktur protein yang rumit yang disebut komplek pori, pori ini mengatur keluar-masuknya makromolekul dan partikel besar tertentu.
17. Reticulum Endoplasmic Halus: umumnya berfungsi dalam bermacam-macam proses metabolisme, termasuk sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, dan menawarkan obat dan racun. Dapat menghasilkan steroid seperti hormone seks vertebrata dan berbagai hormone steroid yang disekresi oleh kelenjar adrenal. Membrane RE juga dapat smemompa ion kalsium dari sitosol kedalam ruang rongga sisternal. Apabila sel otot dirangsang oleh impuls saraf, kalsium akan bergerak cepat kembali melewati membrane RE untuk masuk kedalam sitosol dan memicu kontraksi sel otot.
18. Retikulum Endoplasmik Kasar: Merupakan tempat melekatnya ribosom, tempat pembentukan protein sekretoris, merupakan pabrik membran yang tumbuh ditempatnya dengan menambahkan protein dan fosfolipid.
19. Ribosom: merupakan tempat sel membentuk protein. Sel yang memiliki laju sintesis protein yang tinggi secara khusus memiliki jumlah ribosom yang sangat banyak. Ada dua lokasi ribosom di sitoplasma, yaitu Ribosom bebas tersuspensi dalam sitosol, sedangkan Ribosom terikat diletakan pada bagian luar jalinan membrane yang disebut Retikulum Endoplasmik.
20. Ruang Sisternal: berfungsi untuk meletakan rantai polipeptida yang tumbuh dari ribosom yang terikat pada Retikulum Endoplasma Kasar.
21. Sitoplasma: merupakn cairan penyusun sel yang mengandung 80%-90% air. Berfungsi sebagai tempat keberadan senyawa2 tertentu yang dibutuhkan oleh sel seperti senyawa-senyawa ergastik.
22. Tilakoid: Tempat melekatnya pigmen yang menangkap cahaya.
23. Tonoplas berfungsi sebagai membrane yang melindungi isi vakuola. Tonoplas memisahkan sitosol dari larrutan didalam vakuola, yang disebut getah sel. Tonoplas bersifat selektif dalam menyalurkan bahan terlarutnya.
24. Vakuola sentral biasanya terdapat pada tumbuhan yang sudah tua,. Secara umum berfungsi untuk mengatur tekanan osmosa sel dengan mengatur kepekatan plasma sel, menyimpan bahan kimiawi, memecah atau menghancurkan senyawa tertentu (makromolekul) oleh enzim hidrolase, dan dengan membesar, memainkan peran utama dalam pertumbuhan tanaman. Membantu mempertahankan tekanan turgor dalam sel.
25. Vesikula Transport: Berfungsi mentransfer materi diantara Golgi dan struktur lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim .2009.Fungsi Mitokondria. http://wapedia.mobi/id/Mitokondria#2. Tanggal Akses 8 April 2009.

Anonimous. 2009. Peroksisom. http://www.crayonpedia.org/mw/3._ Perbedaan_Struktur Sel Prokariotik dan_Sel_Eukariotik_ 11.1#1.29 Peroksisom.

Campbell, Neil A.2002.Biologi Jilid I.Jakarta: Erlangga.

Iriawati.2009.Struktur dan Fungsi Sel Tumbuhan.http://www.google.com/biologi-sel/struktur-sel-tumbuhan/irawati.pdf. Tanggal Akses 8 April 2009.

Nasaruddin.2008.Konsep Tentang Hidup.http://www.google.com/biokim/konsep-tentang-hidup/nasaruddin.pdf. Tanggal Akses 8 April 2009.

Read more »