Metabolisme dan Enzim

    

         ENZIM

 

Enzim berasal dari bahasa Yunani yang terdiri atas kata ‘en’ yang berarti dalam dan ‘zyme’ yang berarti ragi. Enzim adalah zat dalam ragi. Enzim juga dapat diartikan sebagai suatu kelompok protein yang berguna khusus sebagai biokatalisator di dalam proses metabolisme.

Komponen Enzim

            Enzim terbagi menjadi dua komponen penyusun yang meliputi:

a         Apoenzim                   : Enzim yang penyusun utamanya adalah protein.

Bagian protein ini bersifat labil (mudah berubah) akibat suhu dan pH.

b        Gugus Prostetik         : Enzim yang tersusun atas non protein.

1. Kofaktor    : Enzim yg tersusun atas logam (anorganik) seperti Zn, Cu, Fe.

2. Koenzim     : Enzim yg tersusun atas vitamin B (organik) disebut sisi aktif.

 

                        Sifat Enzim

1. Biokatalisator, artinya mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi dalam prosesnya

2. Nekerja Spesifik, artinya bekerja pada substrat tertentu

Contoh: Maltase (substrat maltosa) dan Amilase (substrat amilum)

3. Bekerja bolak-balik, artinya bergantung pada substrat yang ada,

Contoh: Lipase dapat memecah lemak menjadi asam lemak atau justru menyusun asam lemak

4. Termolabil, artinya tidak tahan panas.

 

Faktor Enzim

1. Suhu

a. Suhu 0°-30° C, maka enzim inaktif

b. suhu 30°-4-° C, maka enzim bekerja optimal

c, suhu >40°, maka enzim rusak (Denaturasi)

2. pH

Enzim bekerja  sesuai dengan pH tempat enzim di produksi. Contoh:

Enzim pepsin : bekerja pada lambung (pH asam)

Enzim Katalase : bekerja di hati (pH netral)

3. Konsentrasi enzim, konsentrasi substrat

Contoh: Semakin banyak enzim, maka reaksi semakin cepat

4. Inhibitor (Zat Penghambat)

a. Kompetitif: bentuk mirip substrat (menyerang sisi aktif enzim)

b. Non kompetitif: menyerang sisi non aktif enzim

efek: mengubah bentuk sisi aktif enzim

 

Cara Kerja Enzim

1. Teori Lock & Key

Sisi aktif enzim bersifat kaku (hanya substrat yang bentuknya cocok dengan sisi aktif yang dapat berikatan)

2. Teori Induced Fit

Kecocokan terinduksi, artinya sisi aktif enzim enzim bersifat fleksibel (menyesuaikan bentuk substrat)

                         

 

METABOLISME

Metabolisme berasal dari bahasa Yunani yang artinya yaitu metabolismos atau perubahan. Metabolisme mencakup semua reaksi kimia yang terjadi pada suatu organisme, termasuk yang terjadi pada tingkat sel.

KATABOLISME

            Reaksi pemecahan senyawa komplek menjadi senyawa sederhana. Reaksi ini melepaskan energi sehingga disebut reaksi eksergonik. Katabolisme adalah proses penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana. Reaksi penguraian energi pada katabolisme dikenal dengan proses respirasi. Respirasi adalah proses pembebasan energi kimia dalam tubuh organisme melalui reaksi oksidasi (penambahan oksigen) pada molekul organik.

            Dari proses respirasi tersebut, akan dihasilkan energi dalam bentuk Adenosin Trifosfat (ATP) dan CO2 serta H2O. Respirasi pada sel berlangsung di dalam mitokondria dengan bahan dasarnya glukosa. Respirasi sel ini disebut juga dengan oksidasi hidrat arang. Dalam prosesnya, proses oksidasi hidrat arang ini berlangsung melalui beberapa tahap, yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus Krebs, dan transpor elektron.

 A.    Katabolisme Karbohidrat

Respirasi dengan bahan baku glukosa yang akan diuraikan menjadi karbondioksida dan air serta menghasilkan energi.

1.   Respirasi Aerob

Merupakan reaksi yang pada prosesnya melibatkan oksigen.

1)      Glikolisis

             Berlangsung di sitoplasma. Mengubah satu molekul glukosa (senyawa berkarbon 6) menjadi molekul asam piruvat (senyawa berkarbon). Menghasilkan 2 ATP dan 2 NADH untuk tiap molekul glukosa.

 2)      Dekarboksilasi Oksidatif

• Berlangsung pada mitokondria.
• Mengubah asam piruvat (senyawa berkarbon 3) menjadi Asetil Ko-A (senyawa berkarbon 2).
• Dihasilkan satu NADH untuk tiap pengubahan molekul asam piruvat menjadi Asetil Ko-A.

 

3)      Siklus Krebs

                                            Siklus Krebs bersangkutan dengan hal-hal berikut.

• Berlangsung pada mitokondria.
• Mengubah Asetil Ko-A (senyawa berkarbon 2) menjadi CO₂ (senyawa berkarbon 1).
• Untuk tiap senyawa Asetil Ko-A dihasilkan 1 ATP, 1 FADH, dan 2 NADH.

4)      Transfer Elektron

                                             Sistem transpor elektron bersangkutan dengan hal-hal berikut.

• NADH dan FADH adalah senyawa pereduksi yang menghasilkan hidrogen.
• Melalui rantai respirasi, hidrogen dari NADH dan FADH yang dihasilkan pada proses glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs dilepaskan ke oksigen (O₂) untuk membentuk H₂O dengan melepaskan energi secara bertahap.
• Dihasilkan3 ATP dari satu molekul NADH dan 2 ATP dari satu molekul FADH.

 

2.   Reaksi Anaerob

Reaksi pemecahan karbon dioksida menjadi energi tanpa menggunakan oksigen yang terjadi di sitoplasma.

Contohnya adalah pada fermentasi alcohol dan asam laktat

B.     Katabolisme Lemak

 

 

ANABOLISME

Anabolisme merupakan reaksi penyusunan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks. Reaksi ini membutuhkan energi atau endergenik.

Anabolisme terbagi dua, yaitu:

1.      Asimilasi (penyusunan senyawa anorganik menjadi organic): Fotosintesis

2.      Polimerasi (penyusunan senyawa organic sederhana menjadi kompleks): Glukosa-amilum

A.    FOTOSINTESIS

Fotosintesis berasal dari kata foto yang berarti cahaya dan sintesis yang berarti penyusunan. Fotosintesis adalah peristiwa penyusunan zat organik (gula) dari zat anorganik (air dan karbon dioksida) dengan bantuan cahaya matahari.

                      Cahaya Matahari

6CO2 + 12H2O ----------- C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

                            Klorofil

 

1)      Ingenhousz 

 

B.     KEMOSINTESIS

Kemosintesis adalah anabolisme yang menggunakan energi kimia. Energi kimia yang digunakan pada reaksi ini adalah energi hasil suatu reaksi kimia yaitu reaksi oksidasi.

Organisme autotrof aalah pelaku kemosintesis disebut kemoautotrof. Contoh reaksinya adalah dilakukan oleh bakteri nitrifikasi.