Apa itu enzim?
Pikirkan tentang memanggang kue yang lezat. Cookie bisa menjadi banyak pekerjaan. Anda harus mengukur tepung dan menghabiskan waktu dengan cepat mencampurkan mentega dan gula dengan sendok kayu. Nyatanya, mencoba membuat krim mentega dan gula dengan sendok kayu bisa menghabiskan banyak energi. Namun, kebanyakan orang memiliki pengocok telur elektrik atau stand mixer yang mewah untuk menyelesaikan pekerjaan lebih cepat. Pencampur ini bertindak seperti molekul kecil yang disebut enzim di dalam sel kita.
Enzim adalah katalis protein yang mempercepat reaksi kimia. Sama seperti mixer yang mempercepat pengadukan mentega dan gula kita, enzim mempercepat hal-hal yang perlu terjadi di dalam sel. Dan sama seperti kue yang masih bagus jika menggunakan mixer untuk membuatnya lebih mudah, produk akhir dalam reaksi kimia dengan enzim tetap sama, kita hanya sampai di sana dengan lebih efisien.
Alih-alih mentega dan gula, enzim bekerja pada bahan awal yang disebut reaktan dan mengubahnya menjadi produk akhir. Ini adalah hal-hal yang dibutuhkan sel. Misalnya, glukosa dapat diubah menjadi ATP dan molekul lain untuk menghasilkan energi bagi sel. Mari kita lihat lebih dekat bagaimana enzim melakukannya.
Bagaimana cara kerja enzim?
Enzim mempercepat reaksi kimia dalam tubuh, membuat segalanya berjalan lebih cepat dari biasanya. Tapi bagaimana mereka mencapai prestasi ini? Nah, setiap reaksi memiliki penghalang awal yang disebut energi aktivasi. Energi aktivasi seperti punuk yang harus diatasi oleh reaksi sebelum dapat dimulai. Bahkan reaksi yang menghasilkan produksi bersih energi masih perlu menembus penghalang ini. Anggap saja seperti mendorong mobil yang mogok. Sangat sulit untuk memulai, tetapi begitu Anda dan teman Anda mendapatkan momentum, mobil mulai berputar dan Anda dapat meninggalkannya di pinggir jalan.
Enzim menurunkan energi aktivasi suatu reaksi, yang membantunya berjalan lebih cepat. Beberapa enzim, seperti karbonik anhidrase, yang mengubah karbon dioksida menjadi bikarbonat dalam darah, membuat reaksi berlangsung hampir satu juta kali lebih cepat daripada tanpa enzim hanya dengan menurunkan energi aktivasi. Bagaimana enzim melakukan ini? Jawabannya terletak pada cara enzim berikatan dengan reagen yang bekerja dengannya, yang disebut substrat .
model gembok dan kunci
Enzim dan substrat dianggap bersatu dalam pola yang disebut gembok dan anak kunci . Dalam model ini, enzim dianggap sebagai kunci dan kunci yang sesuai, atau substrat, sangat cocok dengannya. Setiap enzim spesifik hanya untuk satu atau dua substrat, memberikan spesifisitas enzim. Ketika enzim berikatan dengan substrat, terjadi sedikit perubahan bentuk enzim. Ini sedikit bergeser agar lebih pas dengan media. Ini disebut kecocokan yang diinduksi dan dianggap sebagai perpanjangan dari model kunci dan kunci sebelumnya. Gembok dan anak kunci tidak hanya cocok, tetapi saling membutuhkan untuk mencapai tujuan akhir.
Ketika enzim berikatan dengan substrat, ia menahannya dengan cara mengarahkannya untuk reaksi. Misalnya, jika enzim menggabungkan dua molekul, enzim menahannya sehingga bagian yang seharusnya terhubung dapat diakses dengan mudah. Tanpa enzim, reaktan harus mendarat bersama secara acak seperti ini, yang tidak mungkin. Meskipun enzim mempercepat reaksi, mereka tidak mengubahnya. Hasil akhirnya tetap sama apakah Anda menggunakan enzim atau tidak. Satu-satunya perbedaan adalah seberapa cepat hal itu dilakukan.
katalisis ion logam
Ada beberapa cara enzim dapat mengkatalisis substrat menjadi produk. Kita hanya akan melihat satu contoh di mana enzim menggunakan logam untuk membantu mempercepat reaksi.
Carbonic anhydrase adalah enzim yang menggunakan katalisis ion logam. Ini mengubah karbon dioksida dan air menjadi ion bikarbonat dan hidrogen, dan juga dapat mengkatalisasi reaksi sebaliknya bila diperlukan. Reaksi ini terjadi di dalam darah dan diperlukan untuk memindahkan karbon dioksida dari darah kita ke paru-paru kita, di mana kita dapat menghembuskannya dengan aman.
Di dalam situs aktif, atau tempat pengikatan substrat, karbonat anhidrase memiliki ion seng. Ion seng di dalam situs aktif mengambil atom hidrogen dari air, memungkinkan air menjadi negatif. Ion air negatif, yang disebut gugus hidroksida, menyerang karbon dioksida. Karbon dioksida mengambil gugus hidroksil dari seng, diubah menjadi bikarbonat, dan meninggalkan ion hidrogen. Pada akhirnya, seng dibiarkan seperti yang kami temukan, yang berlaku untuk semua enzim. Enzim tidak pernah digunakan dalam suatu reaksi; kami mendaur ulangnya untuk membuat reaksi lagi.
Pikirkan proses ini seperti permainan catur. Seng memulai permainan, menyerang oksigen seperti kesatria yang menuju pion. Kemudian pion memiliki rencananya sendiri dan bergerak lagi, seperti air menyerang karbon dioksida. Karbon dioksida memiliki gerakannya sendiri, yaitu mengambil bidak. Enzim bergerak melalui serangkaian langkah, seperti dalam permainan catur, untuk mendapatkan hasil akhir.
Ringkasan Pelajaran
Mari kita periksa. Enzim adalah katalis protein yang mempercepat reaksi kimia . Ini dilakukan dengan menurunkan energi aktivasi suatu reaksi . Reaksi dapat dipercepat lebih dari satu juta kali oleh enzim seperti karbonat anhidrase, yang menggunakan ion seng untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi ion hidrogen dan bikarbonat. Enzim menggunakan model gembok dan anak kunci , di mana substrat pas di dalam enzim. Setelah menempel, substrat menyebabkan kecocokan yang diinduksi pada enzim, di mana enzim berubah bentuk agar lebih pas. Enzim mengarahkan reaktan dengan cara yang lebih baik relatif satu sama lain dan menggunakan molekul seperti logam untuk mempercepat reaksi.