Enzim: Pengertian – Fungsi dan Cara Kerjanya

Istilah enzim mungkin sudah sering kita dengar ketika kita belajar tentang proses pencernaan dalam tubuh manusia.

Berbagai macam enzim yang dihasilkan tubuh memiliki peran yang sangat besar dalam sistem pencernaan manusia dan metabolisme tubuh.

Peran enzim sendiri sebenarnya adalah sebagai katalisator dalam reaksi kimia yang terjadi dalam tubuh. Sehingga keberadaannya sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup.

Pengertian Enzim

Pengertian Secara Umum

Kata ‘enzim’ diambil dari bahasa Yunani en yang berarti dalam dan zyme  yang berarti ragi.

Secara Bahasa enzim bisa diartikan sebagai sebuah zat yang ada di dalam ragi.

Adapun pengertian ezim dalam istilah biologi adalah protein yang memiliki fungsi untuk katalisator atau biokatalis dalam proses metabolisme tubuh, seperti penguraian protein, pembakaran glukosa, dan pembentukan senyawa yang menyusun sel tubuh.

Pengertian Menurut KBBI

Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia disebutkan bahwa enzim adalah sekumpulan molekul protein yang kompleks yang dihasilkan oleh sel hidup dan bekerja sebagai katalisator dalam berbagai proses kimia di dalam tubuh makhluk hidup.

Pengertian Menurut Para Ahli

Adapun pengertian enzim menurut para ahli adalah:

• Smith et al. (1997)
  Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik
• Suhartomo (1989)
  Enzim adalah golongan protein yang paling banyak terdapat dalam sel hidup dan mempunyai fungsi penting sebagai katalisator.
• Yunita (2006)
  Enzim adalah protein yang tersusun oleh untaian asam amino yang panjang, dimana antara yang satu dengan yang lainnya dihubungkan dengan ikatan peptida. Enzim terdapat dalam semua sel makhluk hidup dan mengerjakan proses yang vital, mengatur proses metabolisme.
• Mutiara (2004)
  Enzim adalah protein yang berfungsi sebagai katalisator untuk reaksi-reaksi kimia di dalam sistem biologi
• Shahib (1992)
  Enzim adalah protein yang diproduksi dari sel hidup dan digunakan oleh sel-sel untuk mengkatalisis reaksi kimia yang spesifik.
• Menurut pendapat Menurut LIPI
  Pengertian enzim adalah protein tidak beracun namun mampu mempercepat laju reaksi kimia dalam suhu dan derajat keasaman yang lembut

Sejarah Enzim

Sejak akhir abad ke-17 dan awal abad ke-18, proses penguraian pati menjadi gula oleh tumbuhan dan ludah telah ditemukan, akan tetapi bagaimana prosesnya belum diketahui.

Pada dasarnya proses kimia dengan menggunakan enzim telah dilakukan sejak masa lampau, misal dalam pembuatan anggur dan asam cuka yang dilakukan dengan cara fermentasi.

Pada tahun 1837, seorang ilmuwan bernama Berzelinus telah merintis pengetahuan tentang enxim.

Dia menggunakan nama “katalis” terhadap zat-zat yang bisa mempercepat reaksi tanpa zat tersebut ikut bereaksi.

Sementara itu, Luis Pastour menyimpulkan bahwa proses fermentasi di katalisasi oleh komponen aktif yang terdapat dalam sel ragi yang disebut ferment.

Pasteur mengatakan bahwa “fermentasi alkoholik adalah peristiwa yang berhubungan dengan kehidupan dan organisasi sel ragi, dan bukannya kematian ataupun putrefaksi sel tersebut.” Dubos J. (1951).

Kemudian pada tahun 1878, seorang ahli fiologi dari Jerman, Wilhelm Kuhne, mengusulkan nama enzyme yang berarti in yeast, yang diambil dari bahasa yunani en atau in dan zyme yaitu yeast.

Pada tahun 1897, Eduard Buchner dari Universitas Berlin mulai melakukan percobaan untuk melakukan fermentasi terhadap gula.

Dari hasil percobaannya itu diketahui bahwa gula bisa terfermentasi meski sel ragi tidak ada dalam campuran. Ia pun menamai enzim tersebut dengan nama  zymase. Berkat keberhasilan penelitiannya itu, Buchner memperoleh hadiah nobel dalam ilmu kimia karena penemuannya terhadap fermentasi tanpa sel.

Di tahun 1946 , nobel penghargaan bidang biokimia diberikan kepada Stanley dan Northrop atas temuan mereka terhadap enzim-enzim pencernaan yaitu Tripsin, Kimotripsin, dan Pepsin.

Selain itu, James B. Sunmer juga mendapat nobel di kesempatan yang sama setelah mampu mengkristalisasi enzim urease dan membuktikan bahwa ia adalah protein murni.

Struktur enzim kemudian berhasil dipecahkan oleh beberapa ilmuwan yang dipimpin oleh David chilton Phillips, yang mana temuan mereka itu diumumkan pada tahun 1965.

Fungsi Enzim

Ada banyak fungsi enzim, diantaranya adalah:

• Enzim berperan dalam regulasi atau pengaturan sel dalam tubuh organisme
• Enzim mengatit pergerakan tubuh dengan myosin yang menghidrolisis ATP dan menghasilkan kontraksi otot.
• Membantu dalam mempercepat proses metabolisme tubuh
• Membantu dalam proses pencernaan.
• Merupakan biomolekul yang menjadi katalis dalam proses reaksi kimia organik atau biokimia di dalam sel ataupun diluar sel makhluk hidup.
• Berperan dalam proses Reduksi, Dehidrasi, Oksidasi, Hidrolisis, Deminase, dan Fosforilasi.

Sifat Enzim

Beberapa sifat-sifat khusus yang dimiliki enzim, yaitu:

1. Enzim merupakan biokatalisator

Artinya enzim dapat mempercepat sebuah reaksi tanpa ikut bereaksi. Ini menyebabkan dalam penggunaannya enzim tidak diperlukan dalam jumlah besar.

Sedikit saja enzim sudah cukup untuk memicu reaksi perubahan zat yang jauh lebih banyak dari enzim itu sendiri.

2. Enzim bekerja secara spesifik

Enzim berkerja hanya pada substrat tertentu dan menghasilkan produk tertentu juga.

Misalnya enzim amilase hanya bereaksi dengan substrat pati atau amilum saja.

3. Enzim memiliki sifat seperti protein

Beberapa sifat enzim yang disebabkan karakternya yang mirip protein adalah:

• Membentuk koloid dalam cairan
• Bekerja lebih baik dalam suhu optimum
• Dalam kondisi asam atau basa yang kuat kinerjanya justru menurun
• Pelarut organik juga membuat kinerja enzim menurun
• Sangat dipengaruhi olej konsentrasi substrat, activator, dan inhibitor.

4. Enzim bekerja secara bolak-balik (irreversible)

Sebuah enzim bisa melakukan reaksi bolak-balik atau dua arah, yakni dari substrat menjadi produk atau sebaliknya dari produk-produk menjadi substrat.

Misalnya, enzim sukrase bisa mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa dan sebaliknya ia juga bisa menyatukan glukosa dan fruktosa menjadi sukrosa.

Komponen Enzim

Enzim tersusun dari dua komponen, yaitu :

1. Komponen protein atau apoenzim

Dalam struktur enzim, apoenzim merupakan komponen yang dominan, dengan sifat labil dan mudah dipengaruhi oleh perubahan pH dan suhu, serta tidak tehan terhadap panas.

2. Komponen non-protein yang disebut gugus prostetik

Gugus prostetik terdiri dari:

• Ion anorganik atau kofaktor, seperti kalsium, natrium, tembaga, kalium, dan yang lainnya
• Ion organik kompleks atau koenzim seperti vitamin B1, B2, Asam Folat, dan lain-lain

Cara Kerja Enzim

Cara kerja sebuah enzim dijelaskan dalam dua teori berikut:

Lock and Key Theory (Model Gembok dan Kunci)

Teori ini dicetuskan oleh Fischer (1898).

Menurut teori ini, enzim diumpamakan sebagai sebuah gembok dengan bagian kecil (lubang gembok) yang berfungsi mengikat substrat. sedang substrat diibaratkan sebagai kunci yang berikatan dengan sisi aktif dari enzim tersebut.

Induced Fit Theory (Teori Ketepatan Induksi)

Dalam pandangan teori ini, Sisi aktif enzim yang bersifat fleksibel dapat berubah bentuk menyesuaikan bentuk substrat.

Ada beberapa faktor pendukung kinerja sebuah enzim, yaitu:

• Konsentrasi

Semakin besar dan kuat konsentrasi substrat, maka semakin kuat dan cepat kerja enzim.

Dan semakin besar dan kuat konsentrasi enzim, waktu yang diperlukan untuk reaksi juga semakin kuat dan cepat pula.

• Keseimbangan pH

Enzim bekerja optimal pada pH tertentu tergantung jenis enzimnya. misalnya enzim tripsin bekerja padaa pH netral, sedangkan enzim pepsin bekerja pada pH asam.

• Adanya logam berat

Adanya logam berat seperti Ag, Zn, Cu, Cd dan Pb, dapat mengganggu dan merusak kinerja enzim.

• Adanya logam biasa

Adanya ion logam golongan tertentu seperti Mg, Mn, Ca, dan Fe  justru akan direspon dengan baik oleh enzim.

• Suhu yang ideal

Enzim bekerja dengan baik pada suhu antara 30-40 derajat celsius.

Jenis-jenis Enzim

Berdasarkan Golongannya

1. Karbohidrase

Terdiri dari:

• Selulose
  Menguraikan sesulosa menjadi selabiosa
• Amilase
  Menguraikan amilum menjadi maltose
• Pectinase
  Menguraikan pectin menjadi asam pectin
• Maltose
  Menguraikan maltose menjadi glukosa
• Sucrose
  Mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa
• Lactose
  Mengubah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa.

2. Protease

Terdiri dari:

• Pepsin
  Memecah protein menjadi pepton
• Tripsin
  Menguraikan pepton menjadi asam amino
• Entrokinase
  Menguraikan pepton menjadi asam amino
• Peptidase
  Menguraikan peptide menjadi asam amino
• Renin
  Menguraikan kasein susu
• Gelatinase
  Menguraikan gelatin.

3. Esterase

Terdiri dari:

• Lipase
  Menguraikan lemak menjadi gliserol dan asam lemak
• Fostatase
  Menguraikan ester hingga terlepas dari asam fosfornya.

Berdasarkan Proses Metabolismenya

1. Oksidoreduktase

Terdiri dari:

• Dehydrogenase
  Mengubah ikatan tunggal menjadi ikatan rangkap
• Oksidase
  Melakukan proses oksidasi yakni menerima oksigen atau melepas electron
• Hidroksilase
  Menggabungkan gugus hidroksil
• Transferase
  Berfungsi untuk mengkatalis perpindahan gugus karbon, keton, gugus amino, gugus aldehid, atau gugus fosforil dari satu substrat ke substrat lain.

2. Hydrolase

Terdiri dari:

• Peptidase
  Memecah ikatan peptide pada protein
• Esterase
  Memecah ikatan ester
• Glikosidase
  Memecah ikatan glikosida pada polisakarida
• Fosfatase
  Memecah ikatan fosfat
• Liase
  Berfungsi untuk mengkatalisis penambahan gugus pada ikatan rangkap atau pembentukan ikatan rangkap dengan menghilangkan gugus
• Ligase
  Berfungsi mengkatalisis reaksi penggabungan antara satu molekul dengan molekul lain melibatkan hidrolisis dari ATP.
• Isomerase
  Untuk mengkatalisis perpindahan suatu gugus ke tempat lain dalam satu molekul.

Makanan yang Mengandung Enzim

Dalam jumlah kecil, enzim diproduksi secara alami oleh tubuh. Namun, adakalanya enzim tidak dihasilkan secara maksimal sehingga diperlukan asupan tambahan dari makanan yang mengandung enzim di dalamnya.

Beberapa makanan yang mengandung enzim yaitu:

• Pepaya

Papaya adalah buah yang mengandung enzim mirip bromelanin yang dapat membantu mencerna protein.

• Mangga

Manga mengandung enzim Amilase yang memecah zat pati sehingga lebih mudah diserap tubuh.

• Nanas

Nanas kaya akan enzim yang disebut bromelain yang bisa membantu pemecahan protein ke dalam asam amino.

Selain itu, enzim bromelain juga bisa membantu dalam pengobatan peradangan dan nyeri artritis.

• Pisang

Pisang adalah buah yang kaya kalium, juga mengandung enzim amilase dan maltase.

Enzim Amilase berperan dalam memecah zat pati atau karbohidrat dan enzim Maltase mampu memecah gula malt sehingga membantu tubuh agar mudah memproses makanan.

• Madu

Madu mengandung banyak enzim termasuk amilase, sukrase dan protease.

• Buah kiwi

Kiwi mengandung enzim actinidin, yang membantu memecah protein dalam jenis makanan tertentu sepeti daging merah, telur, susu dan ikan.

• Jahe

Jahe mengandung protease zingibain, yang membantu memecah protein dalam makanan.

Penyakit Akibat Kekurangan Enzim

Kekurangan enzim bisa menyebabkan beberapa penyakit metabolik atau menganggu kinerja metabolism tubuh, seperti:

• Penyakit Fabry
  Yang disebabkan karena kekurangan enzim ceramide trihexosidase atau alpha-galactosidase-A. Penyakit ini bisa menyebabkan gangguan jantung dan ginjal.
• Fenilketonuria
  Yaitu penyakit yang terjadi karena tubuh kekurangan enzim PAH, sehingga kadar fenilalanin di dalam darah meningkat. Penderita Fenilketonuria bisa mengalami keterbelakangan mental.
• Maple Syrup Urine Disease
  Yakni penyakit yang diakibatkan kekurangan enzim sehingga memicu terjadinya penumpukan asam amino, menyebabkan saraf menjadi rusak dan urine mengeluarkan bau yang menyerupai aroma sirup.
• Penyakit Niemann-Pick
  Yang disebabkan gangguan penyimpanan lisosom. Dampak penyakit ini adalah kerusakan saraf, susah makan, dan pembesaran organ hati pada bayi.
• Penyakit Tay-Sachs
  Yang disebabkan oleh kekurangan enzim di dalam lisosom. Penyakit ini bisa menyebabkan kerusakan saraf pada bayi.
• Sindrom Hurler
  Juga disebabkan oleh kekurangan enzim di dalam lisosom yang menyebabkan gangguan dalam pertumbuhan dan struktur tulang.