Cara kerja enzim:
Enzim merupakan protein yang memilik struktur tiga dimensi. Sisi aktif, yaitu bagian yang berfungsi sebagai katalis. Enzim mengkatalis reaksi dengan meningkatkan kecepatan reaksi. meningkatkan kecepatan reaksi dilakukan dengan cara menurunkan energi aktivasi.
Substrat + Enzim -> Kompleks Enzim-Substrat -> Enzim + Produk
Ada dua teori yang menjelaskan spesifitas enzim dengan substratnya sebagai berikut:
- Teori Gembok dan Kunci (Lock and Key Theory)
Di dalam enzim terdapat sisi aktif yang tersusun dari sejumlah kecil asam amino. Bentuk sisi aktif sangat spesifik, sehingga hanya molekul denga bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim.
Enzim dan substrat akan bergabung bersama membentuk kompleks, seperti kunci yang masuk ke dalam gembok. Dia dalam kompleks, substrat dapat bereaksi dengan energi aktivasi yang rendah. Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta membebaskan enzim.
- Teori Kecocokan yang Terinduksi (Induced fit Theory)
Berdasarkan bukti dari kristalografi sinar X, analisis kimia sisi aktif enzim, serta teknik yang lain, diduga bahwa sisi aktif enzim bukan merupakan bentuk yang kaku, melainkan fleksibel. Sehingga, ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupinya membentuk kompleks. ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim kembali tidak aktif menjadi bentuk yang lepas, hingga substrat lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.
Sifat-sifat enzim sebagai biokatalisator:
- Enzim adalah Protein: Karena enzim adalah protein, jadinya kerja enzim memiliki sifat protein yaitu membutuhkan kondisi lingkungan yang sesuai. Kondisi lingkungan yang diperlukan adalah suhu, pH, konsentrasi ion, dan sebagainya. Jika kondisinya tidak sesuai, maka enzim akan rusak dan tidak bisa bekerja dengan baik.
- Bekerja secara spesifik/khusus: Enzim hanya bekerja pada substrat-substrat tertentu saja.
- Berfungsi sebagai katalis: Katalis mengubah kecepatan reaksi, tetapi tidak mengubah hasil akhir reaksi atau mempengaruhi keseimbangan reaksi.
- Hanya diperlukan dalam jumlah sedikit: Enzim dalam jumlah yang sedikit sudah dapat mempercepat reaksi.
- Dapat bekerja secara bolak-balik: Enzim hanya mempercepat laju reaksi sampai terjadi kesetimbangan.
- Dipengaruhi oleh faktor lingkungan: Faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi kerja enzim adalah suhu, pH, aktivator(pengaktif), dan inhibitor(penghambat), serta konsentrasi enzim dan substrat.
Faktor-faktor yang memperngaruhi kerja enzim:
- Suhu: Aktivitas enzim akan terus meningkat sampai pada batas suhu tertentu yang disebut suhu optimum. Suhu optimum aktivitas enzim yaitu pada kisaran 38C-40C. Jika suhu terlalu rendah, maka enzim akan inaktif atau tidak akan bekerja. Namun, pada suhu di atas suhu optimum enzim akan mengalami denaturasi atau kerusakan.
- Derajat Keasaman (pH): Enzim memiliki pH optimum yang dapat bersifat basa maupun asam. Sebagian besar enzim memiliki pH optimum anatara 6-8. Perubahan pH dapat mengakibatkan sisi aktif enzim berubah keefektifannya dalam membentuk kompleks enzim-substrat. Perubahan pH juga dapat menyebabkan enzim terdenaturasi.
- Konsentrasi Enzim: Konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi. Jadi, penambahan konsentrasi enzim dapat meningkatkan kecepatan reaksi hingga tercapai kecepatan konstan. kecepatan konstan tercapai apabila semua substrat sudah terikat oleh enzim.
- Konsentrasi Substrat: Kecepatan reaksi akan meningkat dengan adanya penambahan konsentrasi substrat meskipun konsentrasi enzim tetap. Namun demikian, ketika semua sisi aktif enzim sedang bekerja, penambahan konsentrasi substrat tidak dapat meningkatkan kecepatan reaksi. Keadaan seperti ini menunjukan kecepatan reaksi telah mencapai titik maksimum.
- Zat Penghambat: Inhibitor merupakan suatu molekul yang dapat meghambat aktivitas enzim. ada dua macam inhibitor, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif.
- Inhibitor Kompetitif: Molekul penghambat kerja enzim yang bekerja dengan cara bersaing dengan substrat utnuk berikatan dengan sisi akti enzim.
- Inhibitor Nonkompetitif: Molekul penghambat kerja enzim yang bekerja dengan cara melekatka diri pada luar sisi aktif enzim yang dapat menyebabkan sisi aktif enzim berubah dan tidak dapat berfungsi lagi.
- Inhibitor kompetitif dapat diatasi dengan penambahan substrat, tetapi inhibitor nonkompetitif tidak dapat diatasi.
- Zat Penggiat (Aktivator): Molekul yang mempermudah ikatan antara enzim dengan substrat.
Contoh Soal:
1. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!
1) Berikatan dengan sisi alosterik enzim.
2) Berikatan dengan sisi aktif enzim.
3) Dapat dihilangkan dengan menambahkan substrat.
4) Tidak dapat dihilangkan dengan menambahkan substrat.
5) Memiliki struktur yang persis dengan substrat.
Ciri-ciri inhibitor kompetitif ditunjukan oleh nomor ....
A. 1) dan 3) D. 2) dan 4)
B. 1) dan 4) E. 2) dan 5)
C. 2) dan 3)
2. Pada percobaan enzim katalase, pemanasan 70oC mengakibatkan inaktifnya enzim tersebut karena pada suhu yang tinggi ....
A. inhibitor enzim katalase akan semakin meningkat kemampuannya
B. sisi aktif enzim katalase berubah sehingga tidak dapat berikatan dengan substratnya
C. protein penyusun enzim katalase mengalami koagulasi
D. substrat tidak dapat bereaksi dengan sisi aktif enzim katalase
E. energi aktivasi enzim meningkat
(UN 2012)
3. Sianida yang merupakan inhibitorkompetitif bagi kerja enzim dalam proses respirasi sel karena ....
A. menempati sisi katalitik enzim pada hemoglobin sehingga tidak dapat berikatan dengan oksigen.
B. menempati sisi yang bukan enzim pada hemoglobin sehingga tidak dapat berikatan dengan oksigen.
C. merupakan ion logam yang menghambat kerja enzim sitokrom.
D. merupakan ion logam yang menggantinkan gugus amina dalam hemoglobin.
E. bersifat asam sehingga akan menaikan pH dan menghalangi ikatan dengan oksigen.
(UN 2012)
4. Enzim merupakan biokatalisator pada proses – proses metabolisme dalam tubuh makhluk hidup. Karena itu enzim mempunyai sifat – sifat berikut, kecuali
A. Sifatnya sama dengan sifat protein pada umumnya
B. Bekerja baik ekstra maupun intraseluler
C. Banyak dihasilkan organel mitokondria
D. Hanya bekerja pada substrat tertentu yang sesuai
E. Oleh enzim, segala proses kimia berjalan cepat dan memerlukan sedikit energi
5. Hasil percobaan enzim katalase menggunakan potongan hati dan H2O2 adlah sebagai berikut
No
|
Potongan Hati +
|
Perlakuan
|
Gelembung Udara
|
Keterangan
|
1
|
H2O2
|
Suhu 30◦C
|
+++
|
banyak sekali
|
2
|
H2O2
|
Suhu 35◦C
|
+++
|
banyak
|
3
|
H2O2
|
Suhu 75◦C
|
--
|
Kurang
|
4
|
H2O2
|
pH 4
|
---
|
Tidak ada
|
5
|
H2O2
|
pH 7
|
++
|
Banyak
|
6
|
H2O2
|
pH 13
|
---
|
Tidak ada
|
Data di atas menunjukkan bahwa yang mempengaruhi kerja enzim antara lain adalah ….
A. suhu dan pH
B. banyaknya gelembung
C. potongan hati
D. macam substrat
E. jumlah H2O2
6. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!
1) Strukturnya berbeda dengan substrat.
2) Berikatan dengan sisi alosterik enzim.
3) Mengubah sisi aktif enzim.
4) Tidak mengubah sisi aktif enzim.
5) Dapat dihilangkan dengan menambah substrat.
Ciri-ciri inhibitor nonkompetitif terdapat pada nomor ....
A. 1), 2), dan 3) D. 2), 3), dan 5)
B. 1). 3), dan 4) E. 3), 4), dan 5)
C. 2), 3), dan 4)
7. Penambahan garam alkali sebanyak 2-5% dalam suatu reaksi yang melibatkan enzim dapat mengakibatkan....
A. sisi aktif enzim berubah bentuk
B. enzim mengalami denaturasi
C. enzim mengalami renaturasi
D. aktivitas enzim meningkat
E. aktivitas enzim menurun
8. Ion sianida merupakan inhibitor kompetitif bagikerja enzim dalam proses respirasi sel. Peristiwa tersebut disebabkan karena sianida ....
A. merupakan ion logam yang menghambat kerja enzim sitokrom
B. merupakan ion logam yang menggantikan gugus amina dalam hemoglobin
C. bersifat asam sehingga akan menaikan pH dan menghalangi ikatan dengan oksigen
D. menempati sisi katalitik enzim pada hemoglobin sehingga tidak dapat berikatan dengan oksigen
E. menempati sisi yang bukan enzim pada hemoglobin sehingga tidak dapat berikatan dengan oksigen
9. Pasangan antara faktor yang mempengaruhi enzim beserta pengaruhnya dalam tabel berikut yang benar adalah ....
Faktor
|
Pengaruh
|
|
A.
|
Suhu
|
Semakin
tinggi suhu dalam suatu reaksi, semakin cepat pula cara kerja enzim dalam
suatu reaksi.
|
B.
|
pH
|
Enzim
dalam keadaan basa akan mempercepat cara kerja enzim.
|
C.
|
Konsentrasi
enzim
|
Semakin
besar konsentrasi enzim akan menurunkan kecepatan reaksi enzim.
|
D.
|
Konsentrasi
substrat
|
Bertambahnya
substrat dalam suatu reaksi apabila jumlah enzim tetap.
|
E.
|
Zat-zat
penggiat
|
Adanya
zat-zat penggiat dalam suatu reaksi dalam memperlambat reaksi enzim.
|
10. Pada percobaan enzim katalase, pemanasan 70o C mengakibatkan inaktifnya enzim tersebut. Hal ini disebabkan pada suhu tinggi ....
A. energi aktivasi enzim meningkat
B. ikatan kimia yang merangkai molekul enzim katalase putus
C. inhibitor enzim katalase semakin meningkat kemampuannya
D. substrat tidak dapat berikatan dengan sisi aktif enzim katalase
E. sisi aktif enzim katalase berubah sehingga tidak dapat berikatan dengan substrat
11. Perhatikan gambar disamping!
Pernyataan yang benar mengenai sifat enzim berdasarkan gambar adalah …
A. mempercepat reaksi kimia
B. menghambat reaksi kimia
C. terdiri atas protein
D. kerja enzim spesifik
E. bekerja dua arah
12. Enzim termasuk senyawa organic, tersusun atas protein, dan bertindak sebagai biokatalisator dalam metabolisme memiliki sifat ….
A. bekerja irreversible pada suatu reaksi kimia
B. kerja enzim tidak bersifat khusus
C. ikut bereaksi bersama substrat yang dipengaruhinya
D. makin tinggi konsentrasi enzim, makin lambat reaksi kimianya
E. tidak menentukan arah reaksi kimia
13. Contoh enzim dan hasil kerjanya yang berperan dalam metabolisme sel adalah ….
A. maltase, pembentukan maltosa
B. katalase, menguraikan peroksida air
C. protease, pembentukan protein
D. lipase, menguraikan lemak
E. glukase, pembentukan glukosa
14. Dalam suatu percobaan mengenai enzim, seorang siswa berhasil menyimpulkan satu kesimulan mengenai peranan dari enzim katalase. Kesimpulan paling tepat yang dibuat oleh siswa itu adalah ....
A. Enzim katalase berperan dalam pembentukan pelembung gas
B. Enzim katalase berperan penting dalam sistem pencernaan
C. Enzim katalase berperan untuk menguraikan racun dari H2O2 menjadi H2O dan O2
D. Enzim katalase berperan untuk membunuh mikroorganisme berbahaya serta sebagai pengurai racun.
E. Enzim katalase berperan untuk menetralkan asam dalam tubuh
15. Beberapa ciri zat adalah sebagai berikut:
1) Berperan sebagai pelarut
2) Konsentrasinya ditentukan oleh molekul air
3) Bekerja secara spesifik
4) Memperlambat suatu reaksi
5) Rusak bila suhu terlalu tinggi
Ciri khas enzim adalah ....
A. 1 dan 3 D. 4 dan 5
B. 3 dan 5 E. 2 dan 3
C. 1 dan 4
Jawaban:
1. Jawaban: C
Jenis inhibitor ada dua, yaitu inhibitor kompetitif dan nonkompetitif. inhibitor kompetitif merupakan inhibitor yang berikatan dengan sisi aktif enzim. Inhibitor kompetitif juga disebut dengan inhibitor irreversible. Inhibitor kompetitif dapat dihilangkan dengan menambah konsentrasi substrat.
2. Jawaban: B
Enzim merupakan suatu protein. Enzim hanya dapat bekerja pada suhu spesifik. Suhu yang terlalu rendah mengakibatkan enim inaktif. Sebaliknya, suhu yang terlalu tinggi mengakibatkan enzim rusak atau mengalami denaturasi. Denaturasi yang dialami enzim mengakibatkan sisi aktif enzim berubah. Dengan demikian, enzim tidak dapat berikatan denga substratnya.
3. Jawaban: A
Sianida merupakan inhibitor kompetitif. Cara kerja inhibitor kompetitif dalam menghamabt kerja enzim yaitu melekat pada sisi aktif enzim. Dalam hal ini, sianida akan melekat pada sisi aktif hemoglobin. dengan demikian, oksigen sudah tidak dapat berikatan dengan hemoglobin.
4. Jawaban: C
Sifat-sifat enzim:
- Dapat bekerja di dalam/luar sel
- Hanya bekerja pada substrat tertentu
- Mempercepat reaksi kimia dan memerlukan sedikit energi
- Enzim umumnya dihasilkan oleh ribosom
5. Jawaban: A
Enzim memiliki karakteristik: bekerja pada pH optimum, jika suhu diturunkan enzim menjadi nonaktif, jika suhu dinaikkan ( > 40◦ C ) enzim mengalami denaturasi.
6. Jawaban: A
Ada dua macam inhibitor enzim yaitu inhibitor nonkompetitif dan inhibitor kompetitif. Perbedaan antara inhibitor nonkompetitif dengan inhibitor kompetitif dapat dilihat dalam tabel berikut.
No.
|
Inhibitor Nonkompetitif
|
Inhibitor Kompetitif
|
1
|
Struktur
berbeda dengan substrat
|
Struktur
mirip dengan substrat
|
2
|
Berikatan
dengan sisi alosterik enzim
|
Berikatan
dengan sisi aktif enzim
|
3
|
Mengubah
sisi aktif enzim
|
Tidak
mengubah sisi aktif enzim
|
4
|
Tidak
dapat dihilangkan dengan menambah substrat
|
Dapat
dihilangkan dengan menambah substrat
|
7. Jawaban: D
Garam alkali merupakan salah satu zat aktivator. Zat aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan antara substrat dengan enzim. Dengan menambahkan zat aktivator dalam suatu reaksi yang melibatkan enzim, maka aktivitas enzim akan meningkat. Akibatnya, reaksi akan berlangsung lebih cepat. Sementara itu, sisi aktif enzim akan berubah bentuk jika berikatan dengan zat inhibitor nonkompetitif. Enzim akan mengalami denaturasi jika enzim bekerja pada suhu di atas suhu optimum. Enzim mengalami renaturasi artinya enzim kembali ke bentuk semula setelah mengalami denaturasi. Enzim yang memiliki kemampuan renaturasi yaitu enzim RNA-ase. Aktivitas enzim akan mengalami penurunan suhu atau perubahan pH.
8. Jawaban: D
Inhibitor kompetitif adalah molekul penghambat yang cara kerjanya bersaing dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktif enzim. Sianida yang terlarut dalam darah bersaing dengan oksigen untuk mendapatkan sisi aktif hemoglobin. Inhibitor kompetitif dapat diatasi dengan menambahkan konsentrasi substrat.
9. Jawaban: D
Faktor-faktor yang mempengaruhi cara kerja enzim sebagai berikut.
a. Suhu, aktivitas enzim akan
terus meningkat sampai pada batas suhu tertentu sehingga setiap enzim memiliki
suhu optimal yang spesifik.
b. pH, enzim memiliki pH
optimum yang dapat bersifat basa maupun asam sehingga setiap enzim mempunyai pH
optimum yang spesifik.
c. Konsentrasi enzim,
konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi. Penambahan
konsentrasi enzim dapat meningkatkan kecepatan reaksi hingga tercapai konstan. Kecepatan
konstan tercapai apabila semua substrat sudah terikat oleh enzim.
d. Konsentrasi substrat, bertambahnya konsentrasi substrat dalam
suatu reaksi akan meningkatkan kecepatan reaksi apabila jumlah enzim tetap.
e. Zat-zat penggiat, adanya
zat-zat penggiat (activator) dapat memacu atau mempercepat reaksi enzim.
10. Jawaban: B
Aktivasi enzim dipengaruhi oleh suhu. Pada suhu 0oC, enzim tidak aktif akan tetapi juga tidak rusak. Jika suhu dinaikan sampai batas optimum, aktivitas enzim semakin meningkat. Namun, peningkat suhu di ata suhu optimum menyebabkan putusnya ikatan hidrogen dan ikatan lain yang merangkai molekul enzim sehingga enzim mengalami denaturasi.
11. Jawaban: D
Permukaan enzim memiliki tempat bergabung dengan substrat yang disebut lokasi aktif.Hubungan enzim dengan substrat bagaikan kunci dengan anak kunci sehingga hanya substrat khusus yang dapat bergabung karena kerja dari enzim sangatlah spesifik.
12. Jawaban: E
Sifat yang dimiliki oleh enzim:
- Sebagai biokatalisator artinya mempercepat raksi tapi tidak menentukan arah reaksi
- Dapat bekerja bolak-balik Merupakan protein yang sangat spesifik
13. Jawaban: C
- Maltase mengubah maltosa menjadi 2 mol
- glukosa protease mengubah protein menjadi dipepetida
- lipase mengubah lemak menjadi asam lemak
- gliserol kalalase menguraikan H2O2-H2O+O2-
14. Jawaban: C
Dalam percobaan tersebut, membuktikan bahwa adanya peranan penting dari enzim. Salah satu enzim yang berperan yaitu enzim katalase yang berfungsi untuk menguraikan H2O2 yang bersifat racun menjadi H2O dan O.
15. Jawaban: D
Ciri-ciri enzim:
1) Satu enzim bekerja untuk satu substrat
2) Enzim terdenaturasi pada suhu tinggi, dan nonaktif pada suhu rendah
3) Membantu mempercepat reaksi
4) Enzim katalase berperan untuk menetralkan asam dalam tubuh
Sumber:
Adip Ma'rifu Sururi, Dhara Nurani. Detik-detik Ujian Nasional: Biologi, Tahun Pelajaran 2014/2015. Klaten: PT Intan Pariwara, 2015
Tim Intersolusi. Ringkasan Materi Biologi SMA 10, 11, 12: Pocket Pentalogy Series. Solo: Genta Smart Publisher, 2014
Fitriah, Nurul. Cepat Tepat Taklukan UN dan US SMA/IPA. Cibubur-Jakarta Timur: Gudang Ilmu, 2010
Aryulina, Diah. Biologi SMA dan MA untuk Kelas XII. Jakarta: esis, 2006
sangat membantu. Terimakasih
BalasHapusTerima kasih
BalasHapus