Enzim didefinisikan sebagai makromolekul yang mengkatalisis reaksi biokimia. Dalam jenis reaksi kimia ini, molekul awal disebut substrat. Enzim berinteraksi dengan substrat, mengubahnya menjadi produk baru. Sebagian besar enzim diberi nama dengan menggabungkan nama substrat dengan akhiran -ase (mis., Protease, urease). Hampir semua reaksi metabolisme di dalam tubuh bergantung pada enzim untuk membuat reaksi berlangsung cukup cepat agar bermanfaat.
Bahan kimia yang disebut aktivator dapat meningkatkan aktivitas enzim, sementara inhibitor mengurangi aktivitas enzim. Studi tentang enzim disebut Enzimologi.
Ada enam kategori luas yang digunakan untuk mengklasifikasikan enzim:
- Oxidoreductases - terlibat dalam transfer elektron
- Hydrolases - membelah substrat dengan hidrolisis (mengambil molekul air)
- Isomerases - transfer grup dalam molekul untuk membentuk isomer
- Ligases (atau synthetases) - pasangan pemecahan ikatan pirofosfat dalam nukleotida dengan pembentukan ikatan kimia baru
- Oxidoreductases - bertindak dalam transfer elektron
- Transferases - mentransfer grup kimia dari satu molekul ke molekul lain
Bagaimana Enzim Bekerja
Enzim bekerja dengan menurunkan energi aktivasi perlu dibuat suatu reaksi kimia terjadi. Seperti yang lain katalis, Enzim mengubah keseimbangan reaksi, tetapi mereka tidak dikonsumsi dalam proses. Sementara sebagian besar katalis dapat bekerja pada sejumlah jenis reaksi yang berbeda, fitur kunci dari enzim adalah spesifik. Dengan kata lain, enzim yang mengkatalisasi satu reaksi tidak akan memiliki efek pada reaksi yang berbeda.
Sebagian besar enzim adalah protein globular yang jauh lebih besar dari substrat yang berinteraksi dengannya. Mereka berkisar dalam ukuran dari 62 asam amino hingga lebih dari 2.500 residu asam amino, tetapi hanya sebagian dari struktur mereka yang terlibat dalam katalisis. Enzim memiliki apa yang disebut situs aktif, yang berisi satu atau lebih situs yang mengikat yang mengorientasikan media dalam konfigurasi yang benar, dan juga a situs katalitik, yang merupakan bagian dari molekul yang menurunkan energi aktivasi. Sisa dari struktur enzim bertindak terutama untuk menyajikan situs aktif ke substrat dengan cara terbaik. Mungkin juga ada situs alosterik, di mana seorang aktivator atau inhibitor dapat mengikat untuk menyebabkan perubahan konformasi yang mempengaruhi aktivitas enzim.
Beberapa enzim membutuhkan bahan kimia tambahan, yang disebut a kofaktor, untuk katalisis terjadi. Kofaktor dapat berupa ion logam atau molekul organik, seperti vitamin. Kofaktor dapat mengikat enzim secara longgar atau erat. Kofaktor yang terikat erat disebut kelompok prostetik.
Dua penjelasan tentang bagaimana enzim berinteraksi dengan substrat adalah "kunci dan kunci" model, diusulkan oleh Emil Fischer pada 1894, dan model fit diinduksi, yang merupakan modifikasi dari kunci dan model kunci yang diusulkan oleh Daniel Koshland pada tahun 1958. Dalam model kunci dan kunci, enzim dan substrat memiliki bentuk tiga dimensi yang cocok satu sama lain. Model fit yang diinduksi mengusulkan molekul enzim dapat berubah bentuk, tergantung pada interaksi dengan substrat. Dalam model ini, enzim dan kadang-kadang substrat berubah bentuk ketika mereka berinteraksi sampai situs aktif sepenuhnya terikat.
Contoh-contoh Enzim
Lebih dari 5.000 reaksi biokimia diketahui dikatalisis oleh enzim. Molekul juga digunakan dalam produk industri dan rumah tangga. Enzim digunakan untuk membuat bir dan membuat anggur dan keju. Kekurangan enzim dikaitkan dengan beberapa penyakit, seperti fenilketonuria dan albinisme. Berikut adalah beberapa contoh enzim yang umum:
- Amilase dalam air liur mengkatalisasi pencernaan awal karbohidrat dalam makanan.
- Papain adalah enzim yang umum ditemukan dalam pelunak daging, di mana ia bertindak untuk memutus ikatan yang mengikat molekul protein.
- Enzim ditemukan dalam deterjen dan penghilang noda cucian untuk membantu memecah noda protein dan melarutkan minyak pada kain.
- DNA polimerase mengkatalisasi suatu reaksi ketika DNA disalin dan kemudian memeriksa untuk memastikan basa yang tepat digunakan.
Apakah Semua Protein Enzim?
Hampir semua enzim yang dikenal adalah protein. Pada suatu waktu, diyakini bahwa semua enzim adalah protein, tetapi asam nukleat tertentu, yang disebut RNA katalitik atau ribozim, telah ditemukan memiliki sifat katalitik. Sebagian besar waktu siswa mempelajari enzim, mereka benar-benar mempelajari enzim berbasis protein, karena sangat sedikit yang diketahui tentang bagaimana RNA dapat bertindak sebagai katalis.