Beatrix Eka Saputri: Contoh Makalah Biokimia

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Suatu organisme hidup adalah rakitan menakjubkan dari reaksi kimia. Masing-masing reaksi seolah berjalan sendiri tapi memberi sumbangan untuk kehidupann organisme sebagai suatu kesatuan. Sel dalam tubuh tumbuhan mampu mengatur lintasan – lintasan metabolik yang dikendalikannnya agar terjadi dan dapat mengatur kecepatan reaksi tersebut dengan cara memproduksi suatu katalisator dalam jumlah yang sesuai dan tepat pada saat dibutuhkan. Katalisator inilah yang disebut dengan enzim. Sebagai contoh proses metabolisme saat pembentukan urea yang nyatanya membutuhkan suhu tinggi yang tidak mungkin manusia miliki. Namun, karena adanya enzim yang merupakan katalisator biologis menyebabkan reaksi-reaksi tersebut berjalan dalam suhu fisiologis tubuh manusia, sebab enzim berperan dalam menurunkan energi aktivasi menjadi lebih rendah dari yang semestinya dicapai dengan pemberian panas dari luar.

Kerja enzim dengan cara menurunkan energi aktivasi sama sekali tidak mengubah ΔG reaksi (selisih antara energi bebas produk dan reaktan), sehingga dengan demikian kerja enzim tidak berlawanan dengan Hukum Hess 1 mengenai kekekalan energi. Selain itu, enzim menimbulkan pengaruh yang besar pada kecepatan reaksi kimia yang berlangsung dalam organisme. Reaksi-reaksi yang berlangsung selama beberapa minggu atau bulan di bawah kondisi laboratorium normal dapat terjadi hanya dalam beberapa detik di bawah pengaruh enzim di dalam tubuh.Peran enzim sebagai biokatalisator sangat berpengaruh terhadap peristiwa-peristiwa dalam tubuh. Hal ini karena enzim sebagai determinan yang menentukan kecepatan berlangsungnya suatu peristiwa fisiologik, yang memainkan peranan sentral dalam masalah kesehatan dan penyakit. Sehingga, dalam keadaan-keadaan tertentu kerja enzim akan mengalami perubahan. Dalam keadaan tubuh yang kurang seimbang, atau tubuh yang kurang sehat, reaksi-reaksi yang terjadi di dalam tubuh menjadi tidak seimbang. Hal ini disebabkan kerja enzim tidak terkoordinasi dengan cermat. Sementara dalam keadaan sehat , semua proses fisiologis akan berlangsung dengan baik serta teratur.

1.2 Rumusan Masalah

1. Apapengertian metabolisme dan enzim?

2. Bagaimanakah cara kerja enzim?

3. Apa saja factor yang mempengaruhi kerja enzim?

4. Apa saja enzim yang berperan dalam proses metabolisme?

1.3 Tujuan

1. Untuk mengetahui pengertian metabolism dan enzm

2. Untuk mengetahui cara kerja enzim

3. Untuk mengetahui apa saja factor yang mempengaruhi kerja enzim

4. Untuk mengetahui apa saja enzim yang berperan dalam proses metabolisme?

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 PENGERTIAN METABOLISME DAN ENZIM

Semua mahkluk hidup memerlukan energi untuk melakukan aktivitas hidupnya, seperti untuk tumbuh, berkembang, bergerak, dan bernapas. Setiap mahkluk hidup memperoleh energi dengan cara yang berbeda. Mahkluk hidup memperoleh energi dari makanan yang dimakannya. Perubahan zat makanan menjadi energi terjadi melalui proses metabolisme.

a. Metabolisme

Metabolisme adalah semua reaksi yang terjadi dalam tubuh mahkluk hidup. Metabolisme yang terjadi pada tingkat sel dikenal sebagai metabolisme sel. Zat-zat yang turut serta dalam metabolisme disebut metabolit.

Metabolisme terdiri atas anabolisme dan katabolisme. Anabolisme adalah proses pembentukan senyawa kompleks dari senyawa sederhana. Contohnya adalah proses fotosintesis pada tumbuhan. Adapun katabolisme adalah penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Contohnya adalah respirasi sel. Anabolisme memerlukan energi sehingga termasuk reaksi endergonik. Adapun katabolisme menghasilkan energi sehingga termasuk reaksi eksergonik.

b. Enzim dan ATP

komponen yang terlibat dalam proses metabolisme diantaranya adalah enzim dan ATP. Hampir semua reaksi kimia biomolekul organik didalam sel dikatalis oleh enzim.

1. Enzim

Enzim merupakan biokatalisator atau katalis organik yang dihasilkan oleh sel. Katalasi adalah zat kimia yang mempercepat reaksi, tetapi zat tersebut tidak ikut bereaksi. Kebanyakkan enzim tersusun atas molekul protein yang dapat mempercepat reaksi kimia dengan memberikan jalan pintas reaksi yang dan membutuhkan energi yang lebih sedikit dibanding reaksi tanpa bantuan enzim. Kerja enzim berkaitan dengan substrat yang akan diubah.

Reaksi yang berlangsung dengan bantuan enzim menurunkan energi aktivasi. Energi aktivasi adalah energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi kimia.Terdapat dua macam enzim, yaitu intraseluler dan ekstraseluler. Enzim intraseluler dikenal sebagai endoenzim. Endoenzim dihasilkan didalam sel dan digunakan didalam sel, contohnya enzim katalase. Adapun enzim ekstraseluler dikenal sebagai ektoenzim. Ektoenzim dihasilkan didalam sel tetapi diigunakan diluar sel. Contohnya amilase, lipase dan maltase

a. Sifat enzim

Enzim memiliki sifat-sifat sebagai berikut.

1) Enzim terdiri atas protein dan komponen bukan protein.

2) Enzim tidak akan habis dipakai dan tidak berubah atau bersifat permanen dalam suatu reaksi.

3) Enzim dapat menjadi tidak akktif pada temperatur tinggi karena mengalami denaturasi.

4) Enzim bekerja spesifik pada temperatur dan pH tertentu saja.

5) Enzim dalam bekerjanya dipengaruhi aktivator maupun inhibitor.

6) Enzim bekerja spesifik terhadap substrat tertentu.

2.2 CARA KERJA ENZIM

Enzim memiliki sisi aktif untuk mengikat substrat (bahan yang akan direaksikan). Sisi aktif ini memiliki dua fungsi yaitu : 1) mengikat erat substrat, dan 2) menurunkan energi aktivasi reaksi. Substrat akan membentuk kompleks enzim-substrat dengan berikatan dengan sisi enzim. Substrat akan bereaksi menghasilkan produk dan lepas dari sisi aktif enzim.

Cara kerja enzim menganut dua teori, yaitu teori kunci dan anak kunci (lock and key) dan teori kecocokan induksi (induced fit).

1) Teori lock dan key

Lock atau kunci identik dengan enzim. Adapun key atau anak kunci diibaratkan dengan substrat. Teori ini diungkapkan oleh Emil Fischer pada tahun 1890, berdasarkan kekhususan struktur enzim hanya dapat berikatan dengan jenis substrat tertentu yang memiliki struktur yang pas dengan struktur enzim tersebut.

2) Teori induced fit

Teori ini menyatakan bahwa enzim dan sisi aktifitasnya nerupakan suatu struktur yang fleksibel. Pada struktur enzim ditemukan adanya suatu interaksi dinamis yang dapat menyebabkan adanya perubahan pada struktur enzim tersebut. Teori ini dinyatakan oleh Daniel Koshland.

2.3 FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KERJA ENZIM

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim, yaitu:

1) Konsentrasi enzim,

Pada suatu konsentrasi substrat tertentu, kecepatan reaksi bertambah dengan bertambahnya konsentrasi enzim.

2) Konsentrasi Substrat

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi enzim yang tetap, maka pertambahan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan reaksi. Akan tetapi pada batas konsentrasi tertentu, tidak terjadi kenaikan kecepatan reaksi walaupun konsentrasi substrat diperbesar. Dengan demikian konsentrasi kompleks enzim substrat makin besar dan hal ini menyebabkan makin besarnya kecepatan reaksi. Pada suatu batas konsentrasi substrat tertentu, semua bagian aktif telah dipenuhi oleh substrat atau telah jenuh dengan substrat.

Dalam keadaan ini, bertambah besarnya konsentrasi substrat tidak menyebabkan bertambah besarnya kosentrasi kompleks substrat, sehingga jumlah hasil reaksinya pun tidak bertambah besar.

3) Suhu

Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Di samping itu, karena enzim adalah suatu protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi, sehingga bagian aktif enzim akan terganggu dan dengan demikian konsentrasi efektif enzim menjadi berkurang dan kecepatan reaksinyapun menurun. Kenaikan suhu sebelum terjadinya proses denaturasi dapat menaikkan kecepatan reaksi. Namun kenaikan suhu pada saat terjadinya denaturasi akan mengurangi kecepatan reaksi. Oleh karena ada dua pengaruh yang berlawanan, maka akan terjadi suatu titik optimum, yaitu suhu yang paling tepat bagi suatu proses reaksi yang menggunakan enzim tersebut.

4) pH

Struktur ion enzim tergantung pada pH lingkungan. Enzim dapat berbentuk ion positif, ion negative atau ion bermuatan ganda (zwitter ion). Dengan demikian perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektifitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim substrat. Tinggi rendahnya pH juga dapat menyebabkan denaturasi yang dapat menurunkan aktifitas enzim, sehingga diperlukan suatu pH optimum yang dapat menyebabkan kecepatan reaksi enzim yang paling tinggi.

5) Aktivator dan Inhibitor

Aktivator adalah zat yang mengikatkan pengikatan enzim dengan substrat. Contohnya, ion klorida pada kerja amilase. Inhibitor adalah zat yang bersifat menghambat enzim dalam pengikatannya dengan substrat. Contohnya, sianida yang bekerja pada kerja sitokrom. Inhibitor terdiri atas dua macam.

a. inhobitor kompetitif

Pada penghambatan ini, zat-zat penghambat mempunyai struktur yang mirip dengan struktur substrat. Dengan demikian, baik substrat maupun zat penghambat berkompetisi atau bersaing untuk bersatu dengan sisi aktif enzim. Jika zat penghambat lebih dulu berkaitan dengan sisi aktif enzim, substratnya tidak dapat lagi berikatan dengan sisi aktif enzim.

b. inhibitor nonkompetitif

Pada penghambatan ini, substrat sudah tidak dapat berikatan dengan kompleks enzim inhibitor karena sisi aktif enzim berubah.

2.4 ENZIM YANG BERPERAN DALAM PROSES METABOLISME

Reaksi kimia akan berjalan lebih cepat dengan adanya asupan energi dari luar (umumnya pemanasan), maka reaksi kimia yang terjadi pada di dalam tubuh manusia harus diikuti dengan pemberian panas dari luar. Metabolisme merupakan sekumpulan reaksi kimia yang terjadi pada makhluk hidup untuk menjaga kelangsungan hidup. Reaksi-reaksi ini meliputi sintesis molekul besar menjadi molekul yang lebih kecil (anabolisme) dan penyusunan molekul besar dari molekul yang lebih kecil (katabolisme). Enzim berperan dalam menurunkan energi aktivasi menjadi lebih rendah dari yang semestinya dicapai dengan pemberian panas dari luar. Kerja enzim dengan cara menurunkan energi aktivasi sama sekali tidak mengubah ΔG reaksi (selisih antara energi bebas produk dan reaktan). Selain itu, enzim menimbulkan pengaruh yang besar pada kecepatan reaksi kimia yang berlangsung dalam organisme. Reaksi-reaksi yang berlangsung selama beberapa minggu atau bulan di bawah kondisi laboratorium normal dapat terjadi hanya dalam beberapa detik di bawah pengaruh enzim di dalam tubuh.

a). Enzim- enzim yang terlibat alam proses metabolisme sebagai berikut:

1. Enzim katalase.

Enzim katalase berfungsi membantu pengubahan hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen. Katalase 2H2O2 → 2H2O + O2

2. Enzim oksidase.

Enzim oksidase berfungsi mempergiat penggabungan O2 dengan suatu substrat yang pada saat bersamaan juga mereduksikan O2, sehingga terbentuk H2O.

3. Enzim hidrase.

Enzim hidrase berfungsi menambah atau mengurangi air dari suatu senyawa tanpa menyebabkan terurainya senyawa yang bersangkutan. Contoh: fumarase, enolase, akonitase.

4. Enzim dehidrogenase.

Enzim dehidrogenase berfungsi memindahkan hidrogen dari suatu zat ke zat yang lain.

5. Enzim transphosforilase.

Enzim transphosforilase berfungsi memindahkan H3PO4 dari molekul satu ke molekul lain dengan bantuan ion Mg2+.

6. Enzim karboksilase.

Enzim karboksilase berfungsi dalam pengubahan asam organik secara bolak-balik. Contoh pengubahan asam piruvat menjadi asetaldehida dibantu oleh karboksilase piruvat.

7. Enzim desmolase.

Enzim desmolase berfungsi membantu dalam pemindahan atau penggabungan ikatan karbon. Contohnya, aldolase dalam pemecahan fruktosa menjadi gliseraldehida dan dehidroksiaseton.

8. Enzim peroksida.

Enzim peroksida berfungsi membantu mengoksidasi senyawa fenolat, sedangkan oksigen yang dipergunakan diambil dari H2O2.

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Metabolismeadalah semua reaksi yang terjadi dalam tubuh mahkluk hidup. Metabolisme yang terjadi pada tingkat sel dikenal sebagai metabolisme sel

Enzim merupakan biokatalisator atau katalis organik yang dihasilkan oleh sel. Katalasi adalah zat kimia yang mempercepat reaksi, tetapi zat tersebut tidak ikut bereaksi

Cara kerja enzim menganut dua teori