Struktur dan Fungsi Enzim

Enzim adalah protein yang memfasilitasi proses metabolisme seluler dengan menurunkan tingkat energi aktivasi (Ea) untuk mengkatalisasi reaksi kimia antara biomolekul. Beberapa enzim mengurangi energi aktivasi ke tingkat rendah sehingga mereka benar-benar membalikkan reaksi seluler. Tetapi dalam semua kasus, enzim memfasilitasi reaksi tanpa menjadi berubah, seperti cara bahan bakar terbakar saat digunakan.

Agar reaksi kimia terjadi, molekul harus bertabrakan di bawah kondisi yang tepat yang dapat dibuat oleh enzim. Sebagai contoh, tanpa adanya enzim yang sesuai, molekul glukosa dan molekul fosfat dalam glukosa-6-fosfat akan tetap terikat. Tetapi ketika Anda Memperkenalkan enzim hidrolase, molekul glukosa dan fosfat terpisah.

Berat molekul khas suatu enzim (berat atom total atom molekul) berkisar antara 10.000 hingga lebih dari 1 juta. Sejumlah kecil enzim sebenarnya bukan protein, melainkan terdiri dari molekul RNA katalitik kecil. Enzim lain adalah kompleks multiprotein yang terdiri dari beberapa subunit protein individu.

Meskipun banyak enzim mengkatalisasi reaksi sendiri, beberapa memerlukan komponen nonprotein tambahan yang disebut "kofaktor," yang mungkin merupakan ion anorganik seperti Fe²⁺, Mg²⁺, M N²⁺, atau Zn²⁺, atau mereka dapat terdiri dari molekul organik atau metalo-organik yang dikenal sebagai "koenzim."

Sebagian besar enzim diklasifikasikan ke dalam tiga kategori utama berikut, berdasarkan reaksi yang dikatalisasi:

• Oxidoreductases mengkatalisasi reaksi oksidasi di mana elektron bergerak dari satu molekul ke molekul lain. Contoh: alkohol dehidrogenase, yang mengubah alkohol menjadi aldehid atau keton. Enzim ini membuat alkohol kurang beracun karena memecahnya, dan juga memainkan peran kunci dalam proses fermentasi.
• Transferase mengkatalisasi pengangkutan gugus fungsional dari satu molekul ke molekul lain. Contoh utama termasuk aminotransferase, yang mengkatalisasi degradasi asam amino dengan menghilangkan gugus amino.
• Hidrolase Enzim mengkatalisis hidrolisis, di mana ikatan tunggal dipecah pada paparan air. Misalnya, glukosa-6-fosfatase adalah hidrolase yang menghilangkan gugus fosfat dari glukosa-6-fosfat, meninggalkan glukosa dan H3PO4 (asam fosfat).

Tiga enzim yang kurang umum adalah sebagai berikut:

• Berbohong mengkatalisasi pemecahan berbagai ikatan kimia dengan cara selain hidrolisis dan oksidasi, sering membentuk ikatan rangkap baru atau struktur cincin. Piruvat dekarboksilase adalah contoh lyase yang menghilangkan CO2 (karbon dioksida) dari piruvat.
• Isomerase mengkatalisasi perubahan struktural dalam molekul, menyebabkan perubahan bentuk. Contoh: ribulosa fosfat epimerase, yang mengkatalisis interkonversi ribulosa-5-fosfat dan xilulosa-5-fosfat.
• Ligases mengkatalisasi ligasi - kombinasi pasangan media. Misalnya, hexokinases adalah ligase yang mengkatalisis interkonversi glukosa dan ATP dengan glukosa-6-fosfat dan ADP.

Enzim memengaruhi kehidupan sehari-hari. Sebagai contoh, enzim yang ditemukan dalam deterjen cucian membantu menurunkan protein penyebab noda, sementara lipase membantu melarutkan noda lemak. Enzim-enzim thermotolerant dan cryotolerant berfungsi dalam suhu ekstrem, dan karenanya bermanfaat untuk industri proses di mana suhu tinggi diperlukan atau untuk bioremediasi, yang terjadi dalam kondisi yang keras, seperti yang terjadi di Indonesia kutub Utara.

Dalam industri makanan, enzim mengubah pati menjadi gula, untuk membuat pemanis dari sumber selain tebu. Dalam industri pakaian, enzim mengurangi kotoran pada kapas dan menekan kebutuhan akan bahan kimia berbahaya yang digunakan dalam proses penyamakan kulit.

Terakhir, industri plastik terus mencari cara untuk menggunakan enzim untuk mengembangkan produk yang dapat terbiodegradasi.