Enzim adalah protein (beberapa mungkin RNA katalitik) yang bertindak sebagai katalis dalam reaksi kimia. Mereka berfungsi melalui berbagai mekanisme, tetapi semuanya meningkatkan laju reaksi dengan menurunkan energi aktivasi reaksi.
Apa itu Enzim?
Enzimase merupakan molekul organik yang bertindak sebagai katalis untuk reaksi kimia, yaitu mempercepat laju reaksi. Mereka umumnya protein di alam, tetapi juga RNA. Ini mengubah laju reaksi, tanpa mempengaruhi kesetimbangannya, karena enzim membuat reaksi kimia berlangsung lebih cepat, selama memungkinkan secara energetik. Dalam reaksi ini, enzim bekerja pada molekul yang disebut substrat, yang menjadi molekul berbeda yang disebut produk. Hampir semua proses dalam sel membutuhkan enzim untuk terjadi pada tingkat yang signifikan. Reaksi yang diperantarai enzim disebut reaksi enzimatik.
Karakteristik enzim
Beberapa karakteristik atau sifat enzim adalah sebagai berikut:
- Enzim sangat spesifik untuk substrat tertentu. Situs aktif enzim memiliki afinitas yang kuat untuk substrat tertentu, dan akan sedikit mengubah konformasinya, yang dikenal sebagai “induced fit” untuk mengakomodasi substrat target. Kecocokan yang diinduksi ini memungkinkan keadaan transisi yang stabil, yang menurunkan energi aktivasi reaksi.
- Enzim tetap tidak berubah selama reaksi itu sendiri. Sementara residu asam amino enzim dapat memutuskan atau membentuk ikatan kovalen dengan substrat, biasanya akan mereformasi ikatan tersebut, memungkinkan enzim untuk bereaksi dengan lebih banyak substrat.
- Enzim sangat efisien, mengkatalis sekitar 1-10.000 molekul substrat per detik. Oleh karena itu, hanya sejumlah kecil enzim yang biasanya dibuat dalam kondisi sel normal.
- Enzim tidak mempengaruhi konstanta kesetimbangan, atau Keq. Sementara laju konversi dari substrat ke produk meningkat, sebaliknya juga berlaku.
- Enzim dapat dikontrol secara alosterik dengan berbagai cara. Ada kofaktor dan koenzim yang diperlukan untuk katalisis enzimatik. Selain itu, ada juga molekul yang secara alosterik dapat menghambat fungsi protein dengan memodifikasi bentuk konformasi enzim.
Struktur dan mekanisme Enzim
Enzim umumnya protein globular yang dapat memiliki ukuran yang sangat bervariasi, dari 62 asam amino seperti dalam kasus monomer tautomerase 4-oksalokrotonat, 20 sampai 2.500 hadir dalam sintase asam lemak.
Aktivitas enzim ditentukan oleh struktur tiga dimensinya, yang pada gilirannya ditentukan oleh urutan asam amino. Namun, meskipun struktur menentukan fungsi, memprediksi aktivitas enzim baru hanya berdasarkan struktur protein sangat sulit, dan masalah belum terpecahkan.
Hampir semua enzim jauh lebih besar daripada substrat tempat mereka bekerja, dan hanya sebagian kecil enzim (sekitar 3 sampai 4 asam amino) yang terlibat langsung dalam katalisis. Daerah yang mengandung residu yang bertanggung jawab untuk mengkatalis reaksi disebut pusat aktif.
Enzim juga dapat mengandung situs dengan kemampuan untuk mengikat kofaktor, kadang-kadang diperlukan dalam proses katalisis, atau untuk mengikat molekul kecil, seperti substrat atau produk (langsung atau tidak langsung) dari reaksi yang dikatalisis. Pengikatan enzim dengan substrat atau produknya sendiri dapat meningkatkan atau menurunkan aktivitas enzim, sehingga menimbulkan regulasi umpan balik positif atau negatif, sebagaimana mestinya.
Seperti protein lainnya, enzim tersusun dari rantai linier asam amino yang terlipat selama proses translasi untuk menghasilkan struktur tersier tiga dimensi dari enzim, yang mampu menunjukkan aktivitas. Setiap urutan asam amino adalah unik dan karena itu menimbulkan struktur yang unik, dengan sifat yang unik. Kadang-kadang protein individu dapat bergabung dengan protein lain untuk membentuk kompleks, dalam apa yang disebut struktur kuaterner protein.
Sebagian besar enzim, seperti protein lainnya, dapat didenaturasi jika mengalami denaturasi agen seperti panas, pH ekstrim atau senyawa tertentu seperti SDS. Agen-agen ini menghancurkan struktur tersier protein secara reversibel atau ireversibel, tergantung pada enzim dan kondisinya. Konsekuensi dari denaturasi adalah hilangnya atau hilangnya fungsi, kapasitas enzimatik.