Tuesday, September 18, 2018
Molekul yang Berperan dalam Metabolisme - Energi minimum yang diharapkan suatu substrat untuk bereaksi dinamakan sebagai energi aktivasi. Tentu kita tidak sanggup memenuhi kebutuhan energi pemicu pada keadaan ibarat di mesin. Akan tetapi, dengan suhu yang cukup rendah, materi makanan yang kita makan tetap sanggup menghasilkan energi untuk menunjang kegiatan kita. Ternyata, badan organisme menyediakan molekul berenergi dan molekul yang sanggup mempercepat (mengkatalisasi) terjadinya reaksi kimia dalam tubuh. Molekul tersebut yaitu ATP (Adenosin trifosfat) dan enzim.
Dalam banyak reaksi tubuh, perpindahan energi dilakukan bersamaan dengan dilepaskan atau dibentuknya senyawa dengan ikatan fosfat. Sumber energi utama yang mengandung senyawa fosfat yaitu ATP (Adenosin trifosfat) yang mempunyai 3 gugus fosfat. Senyawa ini menjadi sumber energi eksklusif yang dibutuhkan oleh badan dalam melaksanakan perjuangan (aktivitas) lantaran pelepasan satu gugus fosfat akan menghasilkan energi yang besar. Pada kondisi laboratorium, satu mol ATP menghasilkan energi sebesar 7,3 kkal. ATP terdiri atas gugus adenin yang mengandung gugus nitrogen, ribosa, menghasilkan 5 molekul karbon gula, serta 3 molekul fosfat.
Untuk menghasilkan energi, ATP mengalami fosforilasi yang dimenolong oleh enzim fosforilase menjadi ADP (Adenosin difosfat). Makhluk hidup yang beraktivitas, memakai ATP terus-menerus. Akan tetapi, ATP tidak habis lantaran ialah sumber daya yang sanggup diperbarui dengan menambahkan satu gugus fosfat pada ADP. Hal ini sanggup dilakukan melalui respirasi sel pada hewan. Pada flora dipakai energi cahaya untuk membentuk ATP kembali.
Dalam proses transfer energi, terdapat beberapa jenis molekul energi lainnya yang berperan sebagai molekul penyimpan energi, yakni NADH2, FADH, dan ATP. Semua molekul tersebut mempunyai kesetaraan dengan produksi ATP. NADH setara dengan 3 ATP dan FADH setara dengan 2 ATP.
2. Enzim
Enzim ialah protein pengkatalis. Katalis yaitu distributor kimiawi yang mempercepat laju reaksi tanpa mengubah struktur enzim itu sendiri. Tanpa adanya enzim, reaksi kimia pada jalur metabolisme akan terhenti.
a. Struktur Enzim Enzim mempunyai sisi aktif, yakni penggalan atau daerah pada enzim yang berfungsi sebagai daerah menempelnya substrat. Kerja enzim sangat spesifik lantaran sisi aktif dari enzim sangat selektif terhadap bentuk kimia dari substrat yang akan dikatalisis. Ikatan yang terbentuk antara enzim dengan substrat bersifat lemah sehingga reaksi sanggup berlangsung bolak-balik. Substrat melekat pada sisi aktif enzim dan akan menghasilkan produk baru.
Pada malam hari, kunang-kunang, beberapa kumbang, dan beberapa organisme lainnya sanggup memancarkan cahaya. Kemampuan ini disebut bioluminesensi. Hal ini terjadi ketika enzim lusiferase memicu elektron protein lusiferin untuk pindah ke lapisan energi lebih tinggi. Lusiferin yaitu salah satu kelompok zat yang sangat floresen. Ketika elektron yang terpacu kembali ke lapisan energi rendah secara cepat, protein lusiferin akan melepaskan energi dalam bentuk cahaya.
Tubuh enzim terdiri atas beberapa bagian. Bagian utama enzim berupa protein yang disebut apoenzim. Bagian lainnya yaitu penggalan yang tersusun atas materi anorganik, ibarat senyawa logam yang disebut gugus prostetik. Beberapa enzim memerlukan molekul yang memmenolong kerja enzim menguatkan ikatan dengan substrat, yakni kofaktor. Banyak molekul logam anorganik yang berfungsi sebagai kofaktor, ibarat ion logam Fe2+, Cu2+, dan Mg2+.
Beberapa komponen kimia enzim yang tersusun atas molekul organik nonprotein disebut koenzim. Koenzim membawa atom fungsional ketika enzim bereaksi. misal koenzim yang berada pada penggalan gugus prostetik enzim yaitu koenzim A, yang membawa sumber karbon ketika memecah piruvat dan asam lemak. Ikatan antara apoenzim dan kofaktor disebut holoenzim.
b. Sifat Enzim
Enzim bekerja dengan cara menurunkan energi aktivasi sehingga energi awal minimun untuk sebuah reaksi sanggup diperkecil.
Enzim bukanlah penambah energi awal dalam bereaksinya substrat, tetapi spesialuntuk sebagai pengikat sementara sehingga reaksi sanggup berlangsung pada keadaan di bawah energi aktivasinya. Hal ini mengakibatkan reaksi akan berjalan lebih cepat. Enzim ialah protein yang sanggup terdenaturasi (struktur dan sifatnya berubah) oleh suhu, pH, atau logam berat.
Empat sifat umum enzim sebagai diberikut.
1) Enzim bukanlah penyebab reaksi, namun enzim spesialuntuk mempercepat reaksi. Tanpa adanya enzim, suatu reaksi tetap sanggup terjadi. Akan tetapi, diharapkan energi yang besar dan berlangsung sangat lambat.
2) Enzim tidak berubah secara permguan atau habis bereaksi. Enzim yang sama sanggup dipakai berulang-ulang.
3) Enzim yang sama sanggup dipakai untuk reaksi kebalikannya. Suatu enzim sanggup mengubah substrat A menjadi molekul B dan C. Enzim yang sama sanggup bekerja sebaliknya membentuk substrat A dari molekul B dan C.
4) Setiap jenis enzim spesialuntuk bekerja pada zat tertentu saja.
c. Teknik Kerja Enzim
Terdapat dua teori yang mengambarkan cara kerja enzim, yakni teori lock and key dan teori induced fit. Teori lock and key menganalogikan prosedur kerja enzim ibarat kunci dengan anak kunci. Substrat masuk ke dalam sisi aktif enzim. Jadi, sisi aktif enzim seperti kunci dan substrat yaitu anak kunci. Adapun teori induced fit mengemukakan bahwa setiap molekul substrat mempunyai permukaan yang hampir pas dengan permukaan sisi aktif enzim. Jika substrat masuk ke dalam sisi aktif enzim, akan terbentuk kompleks enzim substrat yang pas.
Respon negatif terhadap obat pada penduduk Indonesia cukup tinggi. Dari penelitian respon obat pulas dan obat antidepresi terhadap lima kelompok etnis terbesar di Indonesia (Melayu, Sunda, Jawa, Bugis, dan Benoaq Dayak) menunjukkan tingkat respon jelek terhadap obat itu tergolong tinggi. Penelitian tersebut mereview reaksi enzim CYP2C19 yang memetabolisme obat pulas diasepam, antidepresi, dan obat sakit mag. Jika seseorang memiliki tipe gen jelek yang enzimnya tidak bisa atau tidak baik dalam memetabolisme obat-obatan itu, maka obat itu akan menumpuk dalam darah atau tubuh sampai bersifat tosik.
d. Penamaan Enzim
Penamaan enzim umumnya diubahsuaikan dengan substrat yang diuraikan, kemudian dibubuhi akhiran ase. Sebagai contoh, enzim amilase menguraikan amilum menjadi maltosa di mulut. Enzim lipase bekerja menguraikan lipid (lemak) menjadi asam lemak.
e. Jenis enzim
Berdasarkan lokasi kerjanya, enzim sanggup dibagi menjadi dua jenis, sebagai diberikut.
1) Eksoenzim, yakni enzim yang bekerja di luar sel, contohnya:
amilum --amilase>> maltosa
maltosa --maltase>> glukosa
2) Endoenzim, yakni enzim yang bekerja di dalam sel, contohnya:
glukosa --heksokinase>> glukosa-6-Phospat
f. Faktor yang Memengaruhi Kerja Enzim
Seperti halnya protein yang lain, sifat enzim sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungannya. Kondisi yang tidak sesuai sanggup mengakibatkan kerja enzim terganggu. Berikut yaitu beberapa faktor yang memengaruhi kerja enzim.
1) Temperatur
Enzim mempunyai rentang temperatur tertentu supaya sanggup bereaksi dengan optimal. Pada temperatur yang tinggi, enzim akan rusak (terdenaturasi) sebagai sifat umum dari protein. Pada kondisi ini, struktur enzim sudah berubah dan rusak sehingga tidak sanggup dipakai lagi.
Adapun pada temperatur yang rendah, enzim berada pada kondisi inaktif (tidak aktif). Enzim akan bekerja kembali dengan adanya kenaikan temperatur yang sesuai. Semua enzim mempunyai kondisi temperatur yang spesifik untuk bekerja optimal. Enzim mempunyai kecenderungan semakin meningkat seiring dengan kenaikan temperatur sampai pada batas tertentu. Sesudah itu, enzim kembali mengalami penurunan kinerja. Pada dikala kerja enzim optimal maka sanggup dikatakan bahwa pada temperatur tersebut temperatur optimum.
2) pH
Seperti halnya temperatur, pH sanggup memengaruhi meningkatkan secara optimal kerja enzim. Setiap enzim bekerja pada kondisi pH yang sangat spesifik. Hal ini berkaitan bersahabat dengan lokasi enzim yang bekerja terhadap suatu substrat. Pada umumnya, enzim akan bekerja optimum pada pH 6-8. Perubahan pH lingkungan akan menimbulkan terganggunya ikatan hidrogen yang ada pada struktur enzim. Jika enzim berada pada kondisi pH yang tidak sesuai, enzim sanggup berada pada keadaan inaktif.
melaluiataubersamaini adanya kondisi pH yang spesifik ini, enzim tidak akan merusak sel lain yang berada di sekitarnya. misalnya, enzim pepsin yang diproduksi pankreas untuk mencerna protein dalam lambung, tidak akan mencerna protein yang ada di dinding pankreas lantaran enzim pepsin bekerja pada pH 2-4.
3) Konsentrasi Substrat dan Konsentrasi Enzim
Kerja enzim sangat cepat maka untuk mengoptimalkan hasilnya, perlu perbandingan jumlah atau serius antara substrat dengan enzim yang sesuai. Jumlah substrat yang terlalu banyak dan serius enzim sedikit akan mengakibatkan reaksi tidak optimal.
Konsentrasi enzim membatasi laju reaksi. Enzim akan “jenuh” jikalau sisi aktif tiruana molekul enzim terpakai setiap waktu. Pada titik jenuh, laju reaksi tidak akan meningkat meskipun substrat dimenambahkan. Jika serius enzim dimenambahkan, laju reaksi akan meningkat sampai titik jenuh diberikutnya.
4) Kofaktor
Kofaktor sanggup memmenolong enzim untuk memperkuat ikatan dengan substrat atau kebutuhan unsur anorganik, ibarat karbon. Selain itu, kofaktor juga memmenolong proses transfer elektron.
5) Inhibitor Enzim
Inhibitor mengganggu kerja enzim. Berdasarkan pengertian dari kata dasarnya (inhibit artinya menghalangi), inhibitor ialah senyawa yang sanggup menghambat kerja enzim. Inhibitor secara alami sanggup berupa bisa (racun) yang dikeluarkan oleh hewan, ibarat ular atau laba-laba. Inhibitor akan mencegah sisi aktif untuk tidak bekerja. Beberapa obat-obatan juga berfungsi sebagai inhibitor, ibarat penisilin yang mempunyai kegunaan menghambat kerja enzim pada mikroorganisme.
Inhibitor terbagi atas dua macam, yakni inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif. Pada inhibitor kompetitif, inhibitor ini akan bersaing dengan substrat untuk bergabung dengan enzim sehingga kerja enzim akan terganggu. Sementara itu, inhibitor nonkompetitif tidak akan bersaing dengan substrat untuk bergabung dengan enzim lantaran mempunyai sisi ikatan yang tidak sama.
6) Kadar Air
Kerja enzim sangat dipengaruhi oleh air. Rendahnya kadar air sanggup mengakibatkan enzim tidak aktif. Sebagai contoh, biji tumbuhan yang dalam keadaan kering tidak akan berkecambah. Hal ini disebabkan oleh tidak aktifnya enzim sebagai akhir dari rendahnya kadar air dalam biji. Biji akan berkecambah jikalau direndam. Kadar air yang cukup sanggup mengaktifkan kembali enzim.
Demikianlah materi Molekul yang Berperan dalam Metabolisme, semoga bermanfaa.