Penghambatan Aktivitas Enzim

Pada topik sebelumnya, kamu telah mempelajari tentang enzim dan fungsinya. Sekarang, kamu akan mempelajari tentang Penghambatan Aktivitas Enzim. Namun sebelumnya, kita akan mulai dengan Cara Kerja Enzim.
        Pernahkah kamu memperhatikan anak kunci dan gemboknya? Hanya anak kunci yang cocok saja yang bisa masuk ke dalam gembok tersebut. Apa yang terjadi jika kamu memasukkan anak kunci yang berbeda? Apakah gembok akan terbuka? Tentu tidak bisa, bukan? Sebuah gembok memiliki anak kunci khusus untuk membukanya. Begitu juga enzim memiliki sistem kerja seperti gembok dan anak kunci. Enzim memiliki substrat khusus untuk menghasilkan suatu produk. Agar kamu lebih memahaminya, ayo cermati uraian berikut.

A. Cara Kerja Enzim ◙◙◙◙

Enzim adalah senyawa organik atau katalis protein yang dihasilkan sel dalam suatu reaksi. Enzim memiliki sisi aktif yang berfungsi sebagai katalis. Bentuk sisi aktif sangat spesifik sehingga hanya dapat menangkap substrat yang spesifik pula.
        Substrat berikatan dengan sisi aktif suatu enzim membentuk ikatan kimia yang lemah atau cepat terlepas. Setelah berikatan dengan bagian sisi aktif enzim, substrat bersama-sama enzim kemudian membentuk suatu kompleks enzim-substrat. Selanjutnya terjadi proses katalisis oleh enzim untuk membentuk produk.
        Bagaimana cara kerja enzim yang berikatan dengan substrat? Hal ini dapat dijelaskan dengan dua teori yaitu teori gembok dan anak kunci serta teori kecocokan yang terinduksi. Ayo amati gambar berikut.

        Dapatkah kamu menjelaskan kedua teori pada gambar di atas? Ayo baca uraian berikut.

Teori cara kerja enzim

1. Teori gembok dan anak kunci (Lock and key theory)
Teori gembok dan anak kunci adalah salah satu teori yang menjelaskan mekanisme kerja enzim. Teori ini dikemukakan oleh Emil Fischer pada 1894. Menurut teori ini masing-masing enzim memiliki area spesifik tempat terpasangnya substrat tertentu. Enzim dan substrat memiliki bentuk geometri komplemen yang sama persis sehingga bisa saling melekat. Proses ini seperti kunci yang masuk ke dalam gemboknya.
2. Teori kecocokan yang terinduksi (Induced fit theory)
Teori ini dikemukakan oleh Daniel Koshland pada 1958. Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupi substrat membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Akibatnya substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut. Teori ini dapat menjelaskan mekanisme kerja berbagai enzim. Teori ini pun diterima secara luas daripada teori gembok dan anak kunci.

B. Penghambat Kerja Enzim ◙◙◙◙

Kerja enzim dapat dihambat oleh suatu zat yang disebut inhibitor. Inhibitor enzim dibagi menjadi dua, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif. Ayo amati gambar berikut.

        Apa yang kamu lihat pada gambar di atas? Perhatikan sisi aktif enzim pada saat normal dan setelah adanya inhibitor. Apakah ada perbedaan pada sisi aktif enzim?
        Kerja enzim dapat dihambat oleh inhibitor. Inhibitor ada yang berkompetisi dengan substrat dan ada yang tidak. Inhibitor kompetitif adalah molekul penghambat yang bersaing dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktif enzim.
        Hal ini menyebabkan substrat tidak dapat berikatan dengan sisi aktif enzim. Contohnya sianida bersaing dengan oksigen untuk berikatan dengan hemoglobin. Penghambatan inhibitor kompetitif bersifat sementara dan dapat hilang dengan cara menambah konsentrasi substrat.
        Inhibitor nonkompetitif adalah molekul penghambat enzim yang bekerja dengan cara menempel pada luar sisi aktif enzim. Akibatnya, bentuk enzim berubah dan sisi aktif enzim tidak dapat berfungsi seperti biasa. Inhibitor nonkompetitif menyebabkan substrat tidak dapat masuk ke sisi aktif enzim. Penghambatan inhibitor nonkompetitif bersifat tetap dan tidak dapat dipengaruhi oleh konsentrasi substrat.

C. Cara Mempercepat Kerja Enzim ◙◙◙◙

Kamu telah mempelajari tentang penghambat kerja enzim. Sekarang, kamu akan mempelajari tentang faktor yang dapat mempercepat kerja enzim.
1. Meningkatkan suhu sampai titik tertentu
Suhu sangat mempengaruhi kerja enzim. Jika kamu ingin meningkatkan laju reaksi kamu dapat meningkatkan suhu atau menambah katalis. Setiap kenaikan suhu 10 ℃, kecepatan enzim akan menjadi dua kali lipat sampai batas suhu tertentu.
2. pH yang optimum
Faktor lain yang mempengaruhi kerja enzim adalah pH. Apa yang terjadi dengan enzim jika suasana lingkungan terlalu asam atau terlalu basa? Jika pH dinaikkan atau diturunkan di luar pH optimumnya, maka aktivitas enzim akan menurun dengan cepat. Amati gambar berikut.

        Apa yang kamu lihat pada kurva di atas? Secara umum enzim intrasel bekerja efektif pada kisaran pH 7,0. Akan tetapi ada enzim yang memiliki pH optimum sangat asam, seperti pepsin, dan agak basa seperti amilase dan arginase. Pepsin memiliki pH optimum sekitar 2 (sangat asam). Sementara amilase memiliki pH optimum sekitar 7,5 (agak basa) dan arginase sekitar 9,5.