MEKANISME KERJA ENZIM DAN CO-ENZIM

MATERI BIOKIMIA       

MEKANISME KERJA ENZIM DAN KOENZIM

OLEH

YOVIANUS LUSI BOLI

PO. 530320312 711

KEMENTRIAN KESEHATAN REPUBLIK INDONESIA

POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES KUPANG

PRODI KEPERAWATAN WAINGAPU

2013

MEKANISME KERJA ENZIM/KOENZIM

Mekanisme cara kerja enzim pada tubuh manusia bekerja sebagai komponen penting dalam berbagai proses dalam tubuh, seperti halnya enzim-enzim pencernaan pada manusia. Tidak hanya dibutuhkan dalam proses pencernaan, keberadaan sejumlah enzim tersebut mampu membantu fungsi tubuh untuk menjalankan tugasnya sebagaimana mestinya Terdapat berbagai jenis enzim dalam tubuh kita yang berbeda dan memiliki peranan yang spesifik pada masing-masing enzim tersebut. namun secara garis besar, cara kerja enzim tersebut berfungsi untuk mempercepat  dan mengoptimalkan sebuah reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh

 Dalam melaksanakan fungsinya enzim melakukan metode kerjanya sendiri. cara kerja ini dapat diklasifikasikan pada dua metode yaitu :

1.      LOCK AND KEY THEORY

Cara kerja enzim ini dikenal juga dengan nama Teori Gembok dan Kunci. Menurut teori ini, enzim bergabung dengan susbtrat dan bersama-sama menbentuk sebuah kesatuan seperrti gembok dan kuncinya. Di dalam kompleks tersebut, substrat dimungkinkan untuk bereaksi dengan jumlah energi yang tidak terlalu besar. Setelah bereaksi, kompleks yang dibangun tadi akan terurai dan enzim bersama produk (hasil substrat yang telah bereaksi) akan berpisah.

2.      INDUCED FIT THEORY

Teori cara kerja enzim yang satu ini dikenal juga dengan istilah Teori Kecocokan yang Terinduksi. Sama seperti namanya, pada teori ini enzim digambarkan memiliki sifat yang fleksibel dan mampu merubah bentuknya untuk kemudian menyesuaikan dengan bentuk substrat yang hendak diurainya. Ketika substrat masuk ke dalam sisi aktif enzim, maka sisi aktif tersebut akan termodifikasi dan kemudian membentuk kesatuan kompleks. Setelah substrat telah menjadi molekul produk, maka ia akan terlepas dari kompleks dan enzim akan kembali pada bentuknya semula dan kembali aktif mencari subtrat lainnnya.

a)      Faktor yang mempengaruhi kerja Enzim dan ko Enzim

a.       Suhu

Enzim terdiri atas molekul-molekul protein. Oleh karena itu, enzim masih tetap mempuyai sifat protein yang kerjanyas dipengaruhi oleh suhu. Enzim dapat bekerja optimum pada kisaran suhu tertentu, yaitu sekitar suhu 400 C. Pada suhu 00 C, enzim tidak aktif. Jika suhunya dinaikkan, enzim akan mulai aktif. Jika suhunya dinaikkan lebih tinggi lagi sampai batas sekitar 40 – 500 C, enzim akan bekerja lebih aktif lagi. Namun, pemanasan lebih lanjut membuat enzim akan terurai atau terdenaturasi seperti halnya protein lainnya. Pada keadaan ini enzim tidak dapat bekerja

·         Enzim tidak aktif pada suhu kurang daripada 0^oC.

·         Kadar tindak balas enzim meningkat dua kali ganda bagi setiap kenaikan     suhu 10^oC.

·         Kadar tindak balas enzim paling optimum pada suhu 37^oC. Enzim ternyahasli pada suhu tinggi iaitu lebih dari 50^oC.

b.      Derajat Keasaman (pH)

Enzim bekerja pada pH tertentu, umumnya pada netral, kecuali beberapa jenis enzim yang bekerja pada suasana asam atau suasana basa. Jika enzim yang bekerja optimum pada suasana netral ditempatkan pada suasana basa ataupun asam, enzim tersebut tidak akan bekerja atau bahkan rusak. Begitu juga sebaliknya, jila suatu enzim bekerja optimal pada suasana basa atau asam tetapi ditempatkan pada keadaan asam atau bas, enzimtersebut akan rusak.
Sebagai contohnya, enzim pepsin yang terdpat di dalam lambung, efektif bekerja pada pH rendah.

·         Setiap enzim bertindak paling cekap pada nilai pH tertentu yang disebut sebagai pH optimum.

·         pH optimum bagi kebanyakan enzim ialah pH 7.

·         Terdapat beberapa pengecualian, misalnya enzim pepsin di dalam perut bertindak balas paling cekap pada pH 2, sementara enzim tripsin di dalam usus kecil bertindak paling cekap pada pH 8.

c.       Inhibitor

Hal lain yang mempengaruhi kerja enzim adalah feed back inhibitor. Feed back inhibitor adalah keadaan pada saat substansi hasil (produk) kerja enzim yang terakumulasi dalam jumlah yang berlebihan akan menghambat kerja enzim yang bersangkutan.

1.      Inhibitor Kompetisi

Pada inhibitor kompetisi terjadi penambahan substrat dapat mengurangi daya hambatnya, karena inhibitor bersaing dengan substrat untuk mengikta bagian aktif  enzim. Misalnya enzim suksinat dehidrogenase yang berfungsi mengkatalisis reaksi oksidasi asam uksinat menjadi fumarat, jika dalam proses ini dutambahkan asam malonat, maka enzim suksinat dehidrogenase akan menurun aktivitasnya.

Tetapi jika diberikan lagi asam suksinat sebagai substrat reaksi akan normal kembali. Sehingga aktivitas inhibitor ini sangat bergantung pada konsentrasi inhibitor, konsentrasi substrat, dan  aktivitas actore inhibitor dan substrat.

2.      Inhibitor Nonkompetisi

Inhibitor nonkompetisi pengauhnya tdak dapat dihilangkan  dengan adanya penambahan substrat lain, dimana inhibitor ini akan berikatan dengan  permukaan enzim tanpa lepas dan lokasinya tidak dapat diganti oleh substrat. Sehingga daya kerja inhibitor sangat tergantung dari  konsentrasi inhibitor dan aktivitas inhibitor terhadap enzim.

d.      Konsentrasi Substrat

Mekanisme kerja enzim juga ditentukan oleh jumlah atau konsentrasi substrat yang tersedia. Jika jumlah substratnya sedikit, kecepatan kerja enzim juga rendah. Sebaliknya, jika jumlah substrat yang tersedia banyak, kerja enzim juga cepat. Pada keadaan substrat berlebih, kerja enzim tidak sampai menurun tetapi konstan.

·         Pada kepekatan substrat rendah, bilangan molekul enzim melebihi bilangan molekul substrat. Oleh itu,Cuma sebilangan kecil molekul enzim bertindak balas dengan molekul substrat.

·         Apabila kepekatan substrat bertambah, lebih molekul enzim dapat bertindak balas dengan molekul substrat sehingga ke satu kadar maksimum.

·         Penambahan kepekatan substrat selanjutnya tidak akan menambahkan kadar tindak balas kerana kepekatan enzim menjadi actor pengehad

e.       Konsentrasi enzim

Agar reaksi berjalan optimum, maka perbandingan jumlah antara enzim dan zubstrat harus sesuai. Jika enzim terlalu sedikit dan substrat terlalu banyak reaksi akan berjalan lambat bahkan ada substrat yang tidak terkatalisasi . semakin banyak enzim, reaksi akan semakin cepat.

b)    Contoh mekanisme kerja enzim/koenzim dalam tubuh manusia pada saluran pencernaan .

enzim pencernaan pada manusia memiliki peran penting dalam membantu memproses setiap makanan yang masuk dalam tubuh, untuk menghasilkan sari makanan bagi tubuh. Dalam sistem pencernaan manusia, memiliki organ-organ tubuh yang bertanggung jawab terhadap fungsi pencernaan berbagai jenis zat makanan ke dalam tubuh. Enzim-enzim tersebut berfungsi dalam melakukan serangkaian kerja sistem pencernaan yang bekerja secara terus menerus.

1)        Mulut, kelenjar ludah atau saliva

Mulut merupakan pintu awal masuknya makanan, sehingga pada mulut terdapat enzim bernama amylase atau disebut juga dengan enzim ptialin, yang berfungsi untuk memecah zat pati dan mengubahnya menjadi maltosa

Kerja enzim amilase yaitu :
Amilum sering dikenal dengan sebutan zat tepung atau pati. Amilum merupakan karbohidrat atau sakarida yang memiliki molekul kompleks. Enzim amilase memecah molekul amilum ini menjadi sakarida dengan molekul yang lebih sederhana yaitu maltosa.

Enzim : Amylase
Lokasi : Kelenjar Ludah
Substart : Amilum,glikogen
Hasil : Disakarida

2)        Lambung (kelenjar lambung)

Makanan yang masuk pada lambung, akan dicerna oleh enzim renin yang  berperan dalam menguraikan kaseinogen menjadi kasein.. Fungsi enzim renin untuk mengendapkan kasein dari air susu. Kasein merupakan protein susu, sering disebut keju. Setelah kasein diendapkan dari air susu maka zat dalam air susu dapat dicerna.Selain enzim renin ada juga enzim pepsin yang berfungsi terhadap pengolahan makanan untuk mengubah fungsi protein menjadi senyawa protesa, pepton dan juga polipeptida.

Cara kerja enzim pepsin yaitu :
Enzim pepsin memecah molekul protein yang kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana yaitu pepton . Molekul pepton perlu dipecah lagi agar dapat diangkut oleh darah.
 Enzim : Pepsin
Lokasi : Lambung
Substrat : Protein
Hasil : Polipeptida rantai pendek

3)        Saluran pankreas 

Pankreas pada sistem pencernaan menghasilkan enzim karbohidrase pancreas, untuk mencerna amilum kemudian membuatnya menjadi maltosa atau jenis senyawa sejenis disakarida lainnya. Enzim lain yang terdapat di pankreas adalah enzim lipase pankreas, yang akan mengubah fungsi lemak dengan memecah emulsi lemak menjadi asam lemak dan juga gliserol.

Cara kerja enzim lipase yaitu : Lipid (seperti lemak dan minyak) merupakan senyawa dengan molekul kompleks yang berukuran besar. Molekul lipid tidak dapat diangkut oleh cairan getah bening sehingga perlu dipecah lebih dahulu menjadi molekul yang lebih kecil. Enzim lipase memecah molekul lipid menjadi asam lemak dan gliserol yang memiliki molekul lebih sederhana dan lebih kecil. Asam lemak dan gliserol tidak larut dalam air, maka pengangkutannya dilakukan oleh cairan getah bening (limfe).

 Enzim : Lipase
Lokasi : Pankreas
Substrat : Trigliserida
Hasil : Asam Lemak, gliserol

4)        Usus (kelenjar usus)

Usus merupakan tempat terakhir dalam proses pencernaan makanan. Setidaknya ada 5 jenis enzim pada usus, yang diawali oleh enzim enteroksinase yang berperan dalam mengubah tripsinogen menjadi senyawa tripsin, yang berguna pada saluran pankreas. Selanjutnya enzim maltase berfungsi dalam mengubah laktosa menjadi senyawa glukosa dan juga galaktosa. Kemudian, akan ditemui  enzim sukrase yang berperan mengubah sukrosa menjadi senyawa glukosa dan juga fruktosa. Selanjutnya, oleh enzim pencernaan peptidase yang berperan mengubah polipeptida menjadi senyawa asam amino dan terakhir enzim lipase, yang digunakan dalam mengubah lemak menjadi senyawa asam lemak dan juga gliserol

 Enzim : Peptidase
Lokasi : Usus Halus
Substrat : Polipeptida rantai pendek
Hasil : Asam amin0

Enzim : Lipase
Lokasi : Pankreas
Substrat : Trigliserida
Hasil : Asam Lemak, gliserol

Enzim : Laktase/Maltase, Sukrase
Lokasi : Usus Halus
Substrat : Disakarida
Hasil : Monosakarida

ENZIM PAPAIN

Salah satu enzim protease yang berasal dari tumbuhan adalah enzim papain.

Enzim papain merupakan enzim protease yang terkandung dalam papaya ( Carica Papaya ) pada getahnya baik dalam buah, batang maupun daunnya. Sebagai enzim yang berkemampuan sebagai memecahkan molekul protein, dewasa ini papain menjadi suatu suatu produk yang bermanfaat bagi kehidupan manusia, baik di kehidupan rumah tangga maupun industry

PRODUKSI ENZIM PAPAIN

Untuk memproduksi papain, bahan baku ysng perlu disiapkan adalah getah pepayah. Sementara bahan penolongnya berupa air dan sulfit. Sulfit yang dapat di gunakan antara lain natrium natrium bisufit, natrium metabisulfit. Air digunakan sebagai pengencer sementara sulfit digunakan sebagai bahan pengawet ( Dudung Muhidin, 2001 ).

Papain adalah zat yang mudahrusak karena oksidasi udara baik yang terjadi selama pembuatan maupun penyimpanan maka dari itu perlu ditambahkan pengawet dalam pembuatan papain. Sulfit yang dapat digunakan sebagai pengawet papain dapat berupa natrium bisulfit dengan konsentrasi 0.7%

1. Tahap pengambilan Getah

Ø  Dilakukan pada buah yang sudah berumur 2.5-3 bulan dengan buah masih tergantung pada batang pada pokok selama penyedapan.

Ø  Interval penyedapan setiap 4 hari dengan 7 kali selama 28 hari. Waktu yang tepat untuk  melekukan penyadapan adalah pagi hari sebelum matahari terbit, sekitar pukul 05.30-08.00, atau pada sore hari sebelum matahari terbenam, sekitar pukul 17.30-18.30.

Ø  Penyedapan dilakukan dengan cara menorehkan alat sadap pada kulit buah mulai dari pangkal menuju ujung buah. Kedalaman torehannya antara 1-2 mm. Kadalaman ini perlu di perhatikan agar luka torehannya dapat capat sembuh. Banyak torehan setiap buah cukup 5 torehannya dengan jarak antar torelan 1-2 cm.  setelah ditoreh, getah yang keluar dari buah segara di tamping dalam alat tampah penampung getah yang di rancang khusus. Tampah ini sudah diletakkan pada batang tanaman. Oleh karena  hanya berupa anyaman bamboo maka ada banyak lubang pada tampah tersebut. Agar getah tidak banyak terbuang melalui lubang, sebaiknya alas tampah tersebut di beri pelastik.

2. Pengolahan papain kasar

Getah hasil penyadapan buah dapat di olah menjadi papain kasar (cured papain). Cara pengelolahan sebagai berikut. Getah dari penyadapan di capur larutan sulfit 0.7 % sebanyak 4kali jumlah getah, lalu diaduk hingga merata dengan alat pengaduk (mixer). Campuaran ini biasanya akan membentuk emulsi getah berwarna putih susu yang agak kental. Selanjut emulsi getah di keringkan hingga menjadi papain kasar. Untuk mengeringkan emulsi getah menjadi papain kasar dapat dikerjakan dengan berbagai  cara, yaitu :

Ø  Pengeringan dengan sinar matahari

Ø  Pengeringan dengan cabinet drier

APLIKASI ENZIM PAPAIN DALAM INDUSTRI PANGAN

Pengepuk Daging (Meat Tenderizer)

Ø  Dalam proses ini, papain memotong rantai protein dalam benang-benang fibril dan jaringan penghubung serta merusak integritas serabut otot sehingga membuat daging menjadi empuk.

Ø  Papain sebagai pelunak daging ( meat tenderizer ) banyak di perdagangkan dalam kemasan kecil sesuai kebutuhan rumah tangga. Papain ini sudah di campur bahan  lain seperti gula dan garam agar kandungan papainnya tidak terlalu kuat.

Ø  Pengempukan daging pada system lebih modern dilakukan dengan cara antemortem, pengempukan ini dengan cara menyuntikan larutan papain beberapa waktu sebelum ternak di potong kira-kira 5-10 menit. Denga dosis penyuntikan 0,2-0,7 ml untuk setiap kg berat ternak hidup. Jumlah larutan yang di suntikan ke dalam ternak besar biasanya 80-120 ml dan pada unggas 1-2 ml. Penyuntikan dilakukan pada pembuluh darah balik leher ( vena jugularis) ternak potong atau pada vena di bagian sayap untuk jenis unggas.