Enzim adalah katalis protein yang mempercepat laju reaksi biokimia.
Enzim berfungsi mengurangi energi aktivasi sehingga membuat berbagai jenis reaksi kimia lebih mudah terjadi.
Dengan energi aktivasi lebih rendah, reaksi kimia juga akan berlangsung lebih cepat.
Kinerja enzim tergantung pada berbagai faktor seperti suhu, pH, konsentrasi enzim, konsentrasi substrat, dan inhibitor.
Tubuh manusia sebagai sistem yang kompleks membutuhkan banyak enzim untuk memastikan metabolisme dan semua fungsi tubuh bisa berjalan dengan normal.
Mengapa pH Mempengaruhi Aktivitas Enzim?
Laju reaksi kimia dan aktivitas enzim sangat dipengaruhi oleh struktur enzim.
Atau dengan kata lain, perubahan dalam struktur enzim akan mempengaruhi laju reaksi.
Ketika pH medium tertentu berubah, hal ini akan mengarah ke perubahan bentuk enzim.
Tidak hanya pada enzim, tingkat pH juga dapat mempengaruhi sifat muatan dan bentuk substrat.
Jika hanya terjadi sedikit perubahan pH, perubahan bentuk struktural enzim dan substrat mungkin reversibel (bisa diperbaiki).
Tapi perubahan tingkat pH yang signifikan akan membuat enzim dan substrat mengalami denaturasi (kerusakan).
Dalam kasus tersebut, sifat enzim akan berubah sehingga tidak bisa menjalankan fungsinya secara normal.
Bagaimana pH Mempengaruhi Enzim?
Setiap enzim membutuhkan pH optimum agar bisa berfungsi optimal.
Pada tingkat pH optimum, enzim mampu mengkatalisis reaksi pada tingkat tercepat dibandingkan pada tingkat pH lainnya.
Sebagai contoh, enzim pepsin (enzim protease) yang mengkatalisis protein, diketahui paling aktif pada pH asam, sedangkan enzim tripsin (enzim protease yang lain) bekerja optimal pada pH sedikit basa.
Dengan demikian, pH optimum suatu enzim akan berbeda dari enzim lain.
Sebagai pengingat, pH didefinisikan sebagai satuan pengukuran untuk sifat asam atau basa suatu larutan.
Untuk lebih tepatnya, pH menunjukkan konsentrasi ion hidrogen terlarut (H+) dalam larutan tertentu.
Peningkatan atau penurunan pH mengubah konsentrasi ion dalam larutan.
Ion ini akan mengubah struktur enzim dan substrat karena terjadinya pembentukan ikatan baru atau penguraian ikatan yang sudah ada.
Pada akhirnya, susunan kimiawi enzim dan substrat akan berubah yang pada akhirnya mempengaruhi efektivitas suatu enzim.
Apa itu pH Optimal?
Semua enzim memiliki nilai pH ideal yang disebut pH optimal.
Pada kondisi pH optimum, masing-masing enzim akan menunjukkan aktivitas yang maksimal.
Misalnya, pH optimum enzim yang bekerja di lingkungan asam lambung manusia lebih rendah daripada enzim yang bekerja di lingkungan netral darah manusia.
Ketika nilai pH menyimpang dari kondisi ideal, aktivitas enzim melambat dan kemudian berhenti.
Dari sini bisa dimpulkan bahwa tiap enzim akan memiliki kisaran pH optimalnya sendiri.
Ketika pH keluar dari rentang optimal, kinerja enzim akan terganggu.
pH Optimal Berbagai Enzim
Berikut ini disajikan pH optimal pada beberapa macam enzim:
- Lipase (pankreas): 8.0
- Lipase (perut): 4.0 – 5.0
- Lipase: 4.7
- Pepsin: 1,5 – 1,6
- Tripsin: 7,8 – 8,7
- Urease: 7.0
- Membalikkan: 4,5
- Maltase: 6.1 – 6.8
- Amilase (pankreas): 6,7 – 7,0
- Amilase (malt): 4,6 – 5,2
Faktor Lain yang Berpengaruh pada Kinerja Enzim
Selain pH, terdapat faktor lain yang berpengaruh pada aktivitas enzim. Berikut adalah rinciannya:
Pengaruh Suhu pada Enzim
Selain pH, faktor lain yang berpengaruh pada aktivitas enzim adalah suhu.
Seperti kebanyakan reaksi kimia, laju reaksi yang dikatalisis oleh enzim meningkat dengan meningkatnya suhu.
Kenaikan suhu sepuluh derajat Celcius akan meningkatkan aktivitas sebagian besar enzim sebesar 50 hingga 100%.
Variasi suhu reaksi sekecil 1 atau 2 derajat dapat menyebabkan perubahan 10 hingga 20% dalam hasil kinerja.
Namun, suhu yang terlalu tinggi juga bisa merugikan enzim dan menurunkan kinerjanya.
Artinya, laju reaksi enzim akan meningkat seiring peningkatan suhu hingga ke tingkat maksimum, kemudian tiba-tiba menurun dengan kenaikan suhu lebih lanjut.
Untuk diketahui, sebagian besar enzim hewan dengan cepat terdenaturasi pada suhu di atas 40°C.
Itu sebab, suhu diatas 40°C secara umum justru dianggap berkontribusi negatif pada kinerja enzim.
Pengaruh Konsentrasi Substrat
Laju banyak reaksi kimia akan meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi substrat.
Untuk reaksi enzim ireversibel substrat tunggal, ketika konsentrasi substrat meningkat, laju reaksi enzim meningkat dan mendekati nilai maksimum.
Pengaruh Konsentrasi Enzim
Ketika konsentrasi substrat dalam sistem reaksi cukup tinggi, laju reaksi enzimatik sebanding dengan konsentrasi enzim.
Jumlah enzim yang ada dalam suatu reaksi diukur dengan aktivitas yang dikatalisisnya.
Hubungan antara aktivitas dan konsentrasi dipengaruhi oleh banyak faktor seperti suhu, pH, dll.
Uji enzim harus dirancang sedemikian rupa sehingga aktivitas yang diamati sebanding dengan jumlah enzim yang ada agar konsentrasi enzim merupakan satu-satunya faktor pembatas.
Pengaruh Inhibitor Enzim
Setiap zat yang dapat mengurangi laju reaksi enzimatik, tetapi tidak menyebabkan denaturasi dan inaktivasi enzim secara kolektif disebut sebagai inhibitor enzim.
Efek penghambatan inhibitor dapat dibagi menjadi dua kategori: inhibitor ireversibel dan inhibitor reversibel.
Inhibisi ireversibel disebabkan oleh ikatan kovalen inhibitor dengan enzim.
Metode sederhana seperti dialisis tidak dapat digunakan untuk mengembalikan aktivitas enzim.
Inhibisi reversibel disebabkan oleh ikatan non-kovalen inhibitor dengan enzim.
Metode sederhana seperti dialisis dapat digunakan untuk mengembalikan aktivitas enzim.
Inhibisi reversibel meliputi penghambatan kompetitif, tidak kompetitif, dan non-kompetitif.
Fakta Singkat tentang Enzim
1. Enzim memainkan peran penting dalam setiap fungsi tubuh manusia.
Enzim terlibat dalam pencernaan, pernapasan, fungsi ginjal dan hati, reproduksi, ekskresi dan banyak lagi.
2. Beberapa bagian sistem pencernaan mengeluarkan enzim.
Bagian pencernaan tersebut meliputi mulut, lambung, pankreas, dan sel-sel usus kecil — bahkan bakteri usus juga mengeluarkan enzim pencernaan.
3. Enzim membantu penyerapan nutrisi.
Enzim membantu memecah makanan dalam saluran pencernaan dengan memutus ikatan nutrisi sehingga memudahkan untuk diserap tubuh.
4. Jenis enzim yang berbeda berfungsi untuk jenis makanan berbeda.
Protein, lemak, dan karbohidrat adalah makanan paling dasar yang dipecah dan diserap tubuh; enzim protease, lipase dan amilase digunakan tubuh untuk memecah makanan tersebut.
5. Diet dan gaya hidup membuat perbedaan besar.
Diet sehat dan olahraga akan membantu meningkatkan produksi enzim dalam tubuh.
6. Manusia jaman dulu mendapatkan lebih banyak enzim dari makanan.
Di masa lalu, manusia mengonsumsi banyak makanan mentah untuk membantu menyuplai kembali pasokan enzim. Tetapi saat ini sebagian besar makanan yang kita makan dimasak atau mengalami banyak proses sehingga menurunkan kandungan enzim alami.
7. Produksi enzim menurun dengan bertambahnya usia.
Seiring bertambahnya usia, tubuh memproduksi lebih sedikit protease, lipase, dan amilase, yang berarti pencernaan protein, lemak, dan karbohidrat dapat terganggu seiring usia yang bertambah.
8. Terdapat beberapa enzim pencernaan yang hanya sedikit dimiliki tubuh manusia.
Ini termasuk selulase dan phytase, enzim yang dibutuhkan untuk memecah selulosa (serat tanaman) dan asam fitat yang ditemukan dalam kacang-kacangan.
9. Enzim yang diperoleh dari tumbuhan efektif pada kisaran pH yang lebih luas dalam tubuh.
Karena alasan ini, suplemen enzim pencernaan nabati sering direkomendasikan untuk membantu memecah berbagai makanan – termasuk protein, lemak, susu, karbohidrat, dan gula.[]