Metabolisme

4. Faktor yang Memengaruhi Kerja Enzim

Kerja enzim dipengaruhi oleh faktor berikut :

a. Temperatur/suhu, pada umumnya temperatur optimal enzim adalah 30-40 derajat celcius.

b. Perubahan pH, karena pH memengaruhi perubahan asam amino kunci pada sisi aktif enzim. Masing-masing enzim memiliki pH optimum tertentu untuk bekerja.

c. Konsentrasi enzim dan substrat, perbandingan jumlah enzim dan substrat harus sesuai supaya reaksi berjalan secara optimal.

d. Inhibitor enzim, yaitu penghambat kerja enzim. Ada dua jenis inhibitor, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif. Inhibitor kompetitif berstruktur sama dengan substrat, sehingga dapat menempek pada sisi aktif enzim dan menghalangi substrat. Inhibitor nonkompetitif tidak menempel pada bagian sisi aktif enzim, sehingga merusak bentuk enzim. Hal ini menyebabkan substrat tidak dapat menempel pada sisi aktif enzim karena bentuknya berubah.

5. Nama Enzim dan Klasifikasi Enzim

Enzim diberi nama dengan menambah akhiran -ase pada nama substrat yang diubah oleh enzim tersebut, misalnya substrat maltosa diubah oleh enzim maltase menjadi glukosa. Namun ada pula enzim yang tidak berakhiran -ase, misalnya pepsin, tripsin, ptialin, dan erepsin. Berdasarkan peristiwa yang terjadi dalam suatu reaksi, maka enzim dapat digolongkan menjadi golongan hidrolase dan desmolase. Hidrolase adalah enzim dengan ditambahkannya air dapat bekerja, misalnya boksilase, protease, dan lipase. Desmolase adalah enzim yang dapat memecah ikatan C - C atau C - N, contohnya enzim-enzim peroksidase, dehidrogenase, katalase, karboksilase, dan transaminase.

B. Reaksi Metabolisme

Metabolisme berasal dari kata metabole (Bahasa Yunani) yang berarti berubah. Metabolisme merupakan rangkaian reaksi kimia yang diawali oleh subtrat awal dan diakhiri dengan produk akhir, yang terjadi dalam sel. Reaksi tersebut meliputi reaksi penyusunan energi (anabolisme) dan reaksi penggunaan energi (katabolisme).

1. Katabolisme

Katabolisme merupakan reaksi pemecahan atau penguraian senyawa kompleks (organik) menjadi senyawa yang lebih sederhana (anorganik) untuk menghasilkan energi (ATP). Salah satu reaksi katabolisme di dalam tubuh adalah respirasi.

a. Respirasi Aerob

Respirasi adalah suatu proses pembebasan energi yang disimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia menggunakan oksigen. Dari hasil respirasi akan dihasilkan energi untuk kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, dan pertumbuhan. Jika molekul yang digunakan sebagai substrat untuk oksidasi adalah glukosa, maka reaksinya seperti berikut :

(Hayoooo... berharap ada reaksinya ya? Tunggu, kita tanyakan dulu ke teman-temanmu siapa tau ada yang bisa menjawab. Yuk, angkat tangannya yang bisa menjawab!)

Respirasi glukosa meliputi tiga tahapan, yaitu glikolisis, siklus Krebs, dan transpor elektron.

1) Glikolisis

Glikolisis merupakan proses pengubahan glukosa menjadi dua molekul asam piruvat dengan 2 ATP dan 2 NADH. Molekul ATP yang terbentuk sebenarnya ada 4, namun 2 ATP telah digunakan untuk membayar hutang ATP yang telah dipakai pada tahap reaksi sebelumnya. Glikolisis terjadi pada sel mikroorganisme, tumbuhan, dan hewan melalui 10 tahap reaksi. Proses ini terjadi di sitosol dengan bantuan 10 jenis enzim yang berbeda.

2) Siklus Krebs

Terdapat dua bagian penting dalam siklus Krebs, yaitu dekarboksilasi oksidatif dan berlangsungnya siklus Krebs di matriks mitokondria.

a) Dekarboksilasi oksidatif akan mengubah asam piruvat hasil glikolisis menjadi asetil Ko-A. Tahap ini terjadi dalam beberapa reaksi yang dikatalisis oleh enzim piruvat dehidrogenase. Hasil dari dekarboksilasi oksidatif adalah 2 molekul asetil Ko-A, 2 NADH, dan 2 karbondioksida.

b) Siklus Krebs melalui 8 tahap reaksi yang terus berputar-putar yang terjadi di dalam matriks mitokondria. Satu molekul asetil Ko-A yang masuk siklus Krebs akan menghasilkan 1 ATP, 3 NADH, 1 FADH2, dan 2 CO2. Karena satu molekul glukosa akan diubah menjadi 2 asetil Ko-A, maka satu molekul glukosa yang menjalani siklus Krebs akan menghasilkan 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2, dan 4 CO2. Molekul NADH dan FADH2 nantinya akan masuk transpor elektron untuk menghasilkan ATP. Satu molekul NADH akan diproses untuk menghasilkan 3 ATP, sedangkan satu molekul FADH2 akan menghasilkan 2 ATP.

3) Transpor Elektron

Transfer elektron atau transpor elektron yang disebut juga fosforilasi oksidatif merupakan proses produksi ATP (energi) dari NADH dan FADH2 yang dihasilkan dalam glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs. Transfer elektron merupakan tahapan terakhir dari respirasi aerob yang nantinya akan menghasilkan ATP dan H2O. Dalam transfer elektron, oksigen berperan sebagai penerima elektron terakhir yang nantinya akan membentuk H2O yang akan dikeluarkan sel.

Disebut transfer elektron karena dalam prosesnya terjadi transfer elektron dari satu protein ke protein yang lain. Elektron yang ditransfer berasal dari NADH dan FADH2 yang telah terbentuk sebelumnya. Elektron akan ditransfer dari tingkat energi tinggi menuju tingkat energi yang lebih rendah sehingga akan melepaskan energi yang akan digunakan untuk membentuk ATP.