ENERGI METABOLISME

A.Pengertian Metabolisme

      Metabolisme sel adalah proses-proses pengubahan biokamis yang terjadi di dalam sel dan dapat di bedakan menjadi anabolisme atau penyusunan dan katabolisme atau penguraian. Penyusunan pada sel-sel hewan tidak seperti yang dalam sel tumbuhan, akan tetapi katabolismenya mempunyai kesamaan dengan sel tumbuhan meliputi peristiwa respirasi, yaitu pembokaran zat-zat makanan menjadi energi.

      Tanaman dan binatang mengambil makanan yang terdiri atas protoplasma yang dibuat dari bahan protein, karbohidrat, dan lemak bersama-sama vitamin-vitamin, garam-garam dan air. Air dan garam anorganik diserap dari saluran pncernaan tanpa perubahan tetapi material protoplasmatis harus diubah sebelum dipergunakan. Sistim pencernaan ini merupakan suatu laboratorium.

      Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. Metabolism total merupakan semua proses biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup. Metabolisme terbagi dua menjadi katabolisme dan anabolisme. Katabolisme adalah reaksi enzimatik yang mengkonversi energi dari senyawa pakan dalam sel ini dan menghasilkan energi. Sebaliknya anabolisme adalah sintesis molekul kompleks seperti pati, glikogen, lemak dan protein dari molekul sederhana dengan menggunakan ATP sebagai sumber energi. Anggaran energi adalah suatu perhitungan mengenai pemanfaatan energi yang diperoleh dari pakan yang dikonsumsi oleh hewan. Energi tersebut dipergunakan untuk aktivitas metabolik, pertumbuhan, dan sebagian hilang dalam bentuk feses dan sampah metabolik yang diekskresikan.

Tiap hari kita membutuhkan paling sedikit 5000-6000 kalori yang diperinci sebagai berikut: 8 jam tidur membutuhkan 568 kal, 8 jam bangun membutuhkan 736 kkal, 8 jam badan aktif membutuhkan 1568 kkal (minimum). Kebanyakan hanya 15% energi yang diambil dai makanan yang dipakai sebagai sumber energi mekanik. Kebutuhan kalori tergantung dari umur, sex, pekerjaan, akifitasnya.

2.1 Pembagian Metabolisme

2.1.1 Anabolisme

Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis. Selain itu juga. anabolisme adalah proses sintesis molekul kompleks dari senyawa-senyawa kimia yang sederhana secara bertahap. Proses ini membutuhkan energi dari luar. Energi yang digunakan dalam reaksi ini dapat berupa energi cahaya ataupun energi kimia. Energi tersebut, selanjutnya digunakan untuk mengikat senyawa-senyawa sederhana tersebut menjadi senyawa yang lebih kompleks. Jadi, dalam proses ini energi yang diperlukan tersebut tidak hilang, tetapi tersimpan dalam bentuk ikatan-ikatan kimia pada senyawa kompleks yang terbentuk.

Selain dua macam energi diatas, reaksi anabolisme juga menggunakan energi dari hasil reaksi katabolisme, yang berupa ATP. Agar asam amino dapat disusun menjadi protein, asam amino tersebut harus diaktifkan terlebih dahulu. Energi untuk aktivasi asam amino tersebut berasal dari ATP. Agar molekul glukosa dapat disusun dalam pati atau selulosa, maka molekul itu juga harus diaktifkan terlebih dahulu, dan energi yang diperlukan juga didapat dari ATP. Proses sintesis lemak juga memerlukan ATP.

Anabolisme meliputi tiga tahapan dasar. Pertama, produksi prekursor seperti asam amino, monosakarida, dan nukleotida. Kedua, pengaktivasian senyawa-senyawa tersebut menjadi bentuk reaktif menggunakan energi dari ATP. Ketiga, penggabungan prekursor tersebut menjadi molekul kompleks, seperti protein, polisakarida, lemak, dan asam nukleat. Anabolisme yang menggunakan energi cahaya dikenal dengan fotosintesis, sedangkan anabolisme yang menggunakan energi kimia dikenal dengan kemosintesis.

Senyawa kompleks yang disintesis organisme tersebut adalah senyawa organik atau senyawa hidrokarbon. Autotrof, seperti tumbuhan, dapat membentuk molekul organik kompleks di sel seperti polisakarida dan protein dari molekul sederhana seperti karbon dioksida dan air. Di lain pihak, heterotrof, seperti manusia dan hewan, tidak dapat menyusun senyawa organik sendiri. Jika organisme yang menyintesis senyawa organik menggunakan energi cahaya disebut fotoautotrof, sementara itu organisme yang menyintesis senyawa organik menggunakan energi kimia disebut kemoautotrof.

Reaksi anabolisme menghasilkan senyawa-senyawa yang sangat dibutuhkan oleh banyak organisme, baik organisme produsen (tumbuhan) maupun organisme konsumen (hewan, manusia). Beberapa contoh hasil anabolisme adalah glikogen, lemak, dan protein berguna sebagai bahan bakar cadangan untuk katabolisme, serta molekul protein, protein-karbohidrat, dan protein lipid yang merupakan komponen struktural yang esensial dari organisme, baik ekstrasel maupun intrasel.

Beberapa macam proses anabolisme yang terjadi pada hewan diantaranya:

1.      Kemosintesis

adalah proses asimilasi karbon yang energinya berasal dari reaksi-reaksi kimia, dan tidak diperlukan klorofil. Umumnya dilakukan oleh mikroorganisme, misalnya bakteri. Organisme disebut kemoautotrof. Bakteri kemoautotrof ini akan mengoksidasi senyawa-senyawa tertentu dan energi yang timbul digunakan untuk asimilasi karbon.

Beberapa macam bakteri yang tidak mempunyai klorofil dapat mengadakan asimilasi C dengan menggunakan energi yang berasal dan reaksi-reaksi kimia, misalnya bakteri sulfur, bakteri nitrat, bakteri nitrit, bakteri besi dan lain-lain. Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari hasil oksidasi senyawa-senyawa tertentu.
Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe2+ (ferro) menjadi Fe3+ (ferri). Bakteri Nitrosomonas danNitrosococcus memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH3, tepatnya Amonium Karbonat menjadi asam nitrit dengan reaksi:

Contoh, bakteri nitrit : Nitrosomonas, Nitrosococcus

 2NH₃ + 3O₂ 2 HNO₂ + 2H₂ O  +Energi

contoh, Bakteri nitrat : Nitrobacter

 2 HNO₂ +  O₂ 2HNO₃ + Energi

contoh, Bakteri belerang : Thiobacillus, Bagiatoa

 2S + 2H₂ O + 3O₂ 2H2 SO₄ +  284, 4 kal.

Nitrosomonas
(NH4)2CO3 + 3 O2 ———-> 2 HNO2 + CO2 + 3 H20 + Energi
Nitrosococcus

2.      Sintesis Lemak

Lemak dapat disintesis dari karbohidrat dan protein, karena dalam metabolisme, ketiga zat tersebut bertemu di dalarn daur Krebs. Sebagian besar pertemuannya berlangsung melalui pintu gerbang utama siklus (daur) Krebs, yaitu Asetil Ko-enzim A. Akibatnya ketiga macam senyawa tadi dapat saling mengisi sebagai bahan pembentuk semua zat tersebut. Lemak dapat dibentuk dari protein dan karbohidrat, karbohidrat dapat dibentuk dari lemak dan protein dan seterusnya.

Sintesis Lemak dari Karbohidrat:

Glukosa diurai menjadi piruvat  —>   gliserol

Glukosa diubah  —> gula fosfat  —> asetilKo-A —>   asam lemak.

Gliserol+ asam lemak .—> lemak.

Sintesis Lemak dari Protein:

Protein——–>  Asam Amino protease

Sebelum terbentuk lemak asam amino mengalami deaminasi lebih dabulu, setelah itu memasuki daur Krebs. Banyak jenis asam amino yang langsung ke asam piravat —> Asetil Ko-A. Asam amino Serin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin dapat terurai menjadi Asam pirovat, selanjutnya asam piruvat –> gliserol –> fosfogliseroldehid Fosfogliseraldehid dengan asam lemak akan mengalami esterifkasi membentuk lemak. Lemak berperan sebagai sumber tenaga (kalori) cadangan. Nilai kalorinya lebih tinggi daripada karbohidrat. 1 gram lemak menghasilkan 9,3 kalori, sedangkan 1 gram karbohidrat hanya menghasilkan 4,1 kalori saja.

3.      Sintesis Protein

Sintesis protein yang berlangsung di dalam sel, melibatkan DNA, RNA dan Ribosom. Penggabungan molekul-molekul asam amino dalam jumlah besar akan membentuk molekul polipeptida. Pada dasarnya protein adalah suatu polipeptida. Setiap sel dari organisme mampu untuk mensintesis protein-protein tertentu yang sesuai dengan keperluannya. Sintesis protein dalam sel dapat terjadi karena pada inti sel terdapat suatu zat (substansi) yang berperan penting sebagai “pengatur sintesis protein”. Substansi-substansi tersebut adalah DNA dan RNA.

2.1.2 Katabolisme

Katabolisme adalah serangkaian reaksi yang merupakan proses pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dengan membebaskan energi, yang dapat digunakan organisme untuk melakukan aktivitasnya. Termasuk didalamnya reaksi pemecahan dan oksidasi molekul makanan seperti reaksi yang menangkap energi dari cahaya matahari. Fungsi reaksi katabolisme adalah untuk menyediakan energi dan komponen yang dibutuhkan oleh reaksi anabolisme.

Sifat dasar yang pasti dari reaksi katabolisme berbeda pada setiap organisme, dimana molekul organik digunakan sebagai sumber energi pada organotrof, sementara litotrof menggunakan substrat anorganik dan fototrof menangkap cahaya matahari sebagai energi kimia. Tetapi, bentuk reaksi katabolisme yang berbeda-beda ini tergantung dari reaksi redoks yang meliputi transfer elektron dari donor tereduksi seperti molekul organik, air, amonia, hidrogen sulfida, atau ion besi ke molekul akseptor seperti oksigen, nitrat, atau sulfat. Pada hewan reaksi katabolisme meliputi molekul organik kompleks yang dipecah menjadi molekul yang lebih sederhana, seperti karbon dioksida dan air. Pada organisme fotosintetik seperti tumbuhan dan sianobakteria, reaksi transfer elektron ini tidak menghasilkan energi, tetapi digunakan sebagai tempat menyimpan energi yang diserap dari cahaya matahari.

Urutan yang paling umum dari reaksi katabolik pada hewan dapat dibedakan menjadi tiga tahapan utama. Pertama, molekul organik besar seperti protein, polisakarida, atau lemak dicerna menjadi molekul yang lebih kecil di luar sel. Kemudian, molekul-molekul yang lebih kecil ini diambil oleh sel-sel dan masih diubah menjadi molekul yang lebih kecil, biasanya asetil koenzim A (Asetil KoA), yang melepaskan energi. Akhirnya, kelompok asetil pada KoA dioksidasi menjadi air dan karbon dioksida pada siklus asam sitrat dan rantai transpor elektron, dan melepaskan energi yang disimpan dengan cara mereduksi koenzim Nikotinamid Adenin Dinukleotida (NAD⁺) menjadi NADH.

Pada setiap organisme, untuk menghasilkan energi tersebut dapat dibagi dalam dua cara, yaitu sebagai berikut.

1. Respirasi seluler atau respirasi aerob, yaitu reaksi yang menggunakan oksigen sebagai bahan bakar organik. Secara umum keseluruhan proses pada respirasi seluler berlangsung sebagai berikut.
>> Senyawa organik + Oksigen -> Karbon dioksida + Air + Energi
Termasuk ke dalam reaksi seluler adalah reaksi glikolisis, siklus Krebs, dan transpor elektron, dimana diantara glikolisis dan siklus Krebs terdapat sebuah reaksi antara yang disebut dekarboksilasi oksidatif.

2. Fermentasi, atau respirasi anaerob, yaitu proses pemecahan molekul yang berlangsung tanpa bantuan oksigen. Termasuk ke dalam fermentasi adalah fermentasi asam laktat, fermentasi alkohol, dan fermentasi asam cuka.

Pada hakikatnya, respirasi adalah pemanfaatan energi bebas dalam makanan menjadi energi bebas yang ditimbun dalam bentuk ATP. Dalam sel, ATP digunakan sebagai sumber energi bagi seluruh aktivitas hidup yang memerlukan energi. Aktivitas hidup yang memerlukan energi, antara lain sebagai berikut.

1.      Kerja mekanis:

Salah satu bentuk kerja mekanis adalah lokomosi. Kerja mekanis selalu terjadi jika sel otot berkontraksi.

2.      Transpor Aktif:

Dalam transpor aktif, sel-sel harus mengeluarkan energi untuk mengangkut molekul zat atau ion yang melawan gradien konsentrasi zat.

3.      Produksi Panas

Energi panas penting bagi tubuh burung dan hewan menyusui. Energi panas ini, umumnya timbul sebagai hasil sampingan transformasi energi dalam sel. Misalnya, pada proses kontraksi otot, terjadi pemecahan ATP. Disamping timbul energi mekanik, timbul juga energi panas.

Contoh katabolisme adalah proses pernapasan sel atau respirasi.

B. Energi dalam proses metabolisme

       Semua mahkluk hidup memerlukan energi. Energi itu digunakan untuk tumbuh, bergerak, mencari makanan, mengeluarkan sisa-sisa makanan, menanggapi rangsangan, dan reproduksi. Tanpa energi, semua proses kehidupan akan terhenti. Sumber energi utama bagi makhluk hidup di bumi adalah matahari. Energi matahari dimanfaatkan tumbuhan hijau untuk fotosintesis, kemudian energi itu diubah ke dalam bentuk persenyawaan kimia, yaitu dalam bentuk gula. Gula diubah menjadi amilum, protein, lemak, dan berbagai bentuk persenyawaan organik. Persenyawaan kimia ini menjadi bahan makanan bagi mahkluk hidup lain yang heterotrof. Semua mahkluk hidup, baik tumbuhan atau hewan memanfaatkan karbohidrat untuk dioksidasi menjadi energi, karbon dioksida, dan air. Jadi, energi matahari ditangkap oleh tumbuhan dan diubah menjadi persenyawaan kimia. Selanjutnya, energi kimia yang tersimpan dalam tumbuhan berpindah ke makhluk hidup yang lain pada saat tumbuhan dimakan oleh makhluk hidup tersebut. Di dalam tubuh makhluk hidup terjadi perombakan berbagai senyawa kimia untuk berbagai keperluan hidupnya. 

      Menurut hukum termodinamika, energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dilenyapkan. Akan tetapi, energi dapat diubah dari bentuk satu ke bentuk yang lain, yang disebut transformasi energi. Dalam proses transformasi energi pada makhluk hidup, sebagian energi diubah menjadi energi panas, misalnya panas tubuh hewan atau manusia. Sebagian energi diubah ke dalam bentuk senyawa kimia yang lain. Jika makhluk hidup mati, maka semua energi panas dibebaskan ke lingkungan. Makhluk hidup mampu melakukan transformasi energi melalui proses metabolisme yang berlangsung di dalam sel tubuh.

      Energi yang terbanyak kita pakai ialah energi matahari, terutama yang ditangkap oleh tumbuhan hijau. Penangkapan energi matahari itu terjadi dalam proses fotosintesis.

Dalam proses ini energi matahari diubah menjadi energi kimia yang tersimpan dalam molekul gula glukose. Molekul gula itu terbentuk dalam proses fotosintesis dari air dan gas CO₂ yang terdapat dalam udara. Gula selanjutnya diubah menjadi karbohidrat yang tersimpan dalam tubuh dan digunakan sebagai bahan untuk membentuk tubuh tumbuhan, misalnya akar, batang dan daun.

Energi yang terkandung dalam tubuh tumbuhan itu menjadi sumber energi makhluk hidup lain. Kalau kita makan nasi, misalnya, sebenarnya kita mendapatkan energi dari matahari. Juga kalau kita membakar kayu untuk memasak, sebenarnya kita menggunakan energi matahari.

Makanan yang kita makan mengalami ‘pembakaran’ dalam tubuh kita. Pembakaran ini tidak menggunakan api, melainkan melalui reaksi imia tertentu dalam tubuh yang merupakan bagian metabolisme. Dalam metabolisme itu energi dalam makanan diubah menjadi bentuk yang dapat digunakan untuk melakukan kerja, seperti gerak otot. Karena metabolisme itu terjadi di dalam tubuh kita, metabolisme ini disebut metabolisme intern.

Energi yang kita perlukan dapat dibagi dalam dua golongan besar. Pertama, energi yang dipakai untuk dan di dalam tubuh kita sendiri. Energi ini terdapat di dalam makanan yang kita makan sehari-hari. Makanan tersebut kita ‘bakar di dalam tubuh dalam proses yang disebut metabolisme. Pembakaran itu tidak terjadi dengan api, melainkan melalui proses kimia yang kompleks. Dalam pembakaran itu terbentuk molekul ATP. Energi kimia dalam mulekul ATP inilah yang dapat dipakai untuk melakukan kerja, misalnya mengunyah makanan dan mengangkat barang. Karena pembakaran itu terjadi di dalam tubuh, pembakaran itu disebut metabolisme intern.

Untuk dapat menghasilkan energi, proses metabolisme glukosa akan berlangsung melalui 2 mekanisme utama yaitu melalui proses anaerobik dan proses aerobik. Proses metabolisme secara anaerobikakan berlangsung di dalam sitoplasma (cytoplasm) sedangkan proses metabolisme anaerobik akan berjalan dengan mengunakan enzim ysebagai katalis di dalam mitochondria dengan kehadiran Oksigen (O ).

       Secara keseluruhan proses metabolisme Glukosa akan menghasilkan produk samping berupa karbondioksida (CO ) dan air (H O). Karbon dioksida dihasilkan dari siklus Asam Sitrat sedangkan air (H O) dihasilkan dari proses rantai transport elektron. Melalui proses metabolisme, energi kemudian akan dihasilkan dalam bentuk ATP dan kalor panas. Terbentuknya ATP dan kalor panas inilah yang merupakan inti dari proses metabolisme energi. Melalui proses Glikolisis, Siklus Asam Sitrat dan proses Rantai Transpor Elektron, sel-sel yang tedapat di dalam tubuh akan mampu untuk mengunakan dan menyimpan energi yang dikandung dalam bahan makanan sebagai energi ATP. Secara umum proses metabolisme secara aerobik akan mampu untuk menghasilkan energi yang lebih besar dibandingkan dengan proses secara anaerobik. Dalam proses metabolisme secara aerobik, ATP akan terbentuk sebanyak 36 buah sedangkan proses anaerobik hanya akan menghasilkan 2 buah ATP. Ikatan yang terdapat dalam molekul ATP ini akan mampu untuk menghasilkan energi sebesar 7.3 kilokalor per molnya.

      Proses metabolisme yang terjadi di dalam sel makhluk hidup seperti pada tumbuhan dan manusia, melibatkan sebagian besar enzim (katalisator) baik berlangsung secara sintesis (anabolisme) dan respirasi (katabolisme). Apa peran enzim di dalam reaksi kimia yang terjadi di dalam sel? Pada saat berlangsungnya peristiwa reaksi biokimia di dalam sel, enzim bekerja secara spesifik. Enzim mempercepat reaksi kimia yang menghasilkan senyawa ATP dan senyawa-senyawa lain yang berenergi tinggi seperti pada proses respirasi, fotosintesis, kemosintesis, sintesis protein, dan lemak.

      Senyawa Adenosin Trifosfat (ATP) merupakan molekul kimia berenergi tinggi. Berasal dari manakah energi itu? Molekul Adenosin Trifosfat (ATP) berasal dari perubahan glukosa melalui serangkaian reaksi kimia yang panjang dan kompleks. Energi yang terkandung dalam glukosa tersebut berupa energi ikatan kimia yang berasal dari proses transformasi energi sinar matahari. Transformasi energi tersebut dalam biologi dapat digambarkan melalui Gambar 2.2 sebagai berikut.

Bagan transformasi energi dalam biologi

Bagan itu dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. Selama proses fotosintesis, energi matahari yaitu dalam bentuk radiasi atau pancaran cahaya matahari matahari berubah menjadi energi kimia dalam ikatan senyawa organik. Lambang f merupakan frekuensi cahaya dan lambang h merupakan konstanta Planch, yang berkaitan dengan energi dan frekuensi.

2. Pada waktu dalam respirasi sel, energi kimia dalam senyawa kimia berubah menjadi persenyawaan yang berupa ATP.

3. Dalam sel, energi kimia ikatan fosfat yang kaya akan energi (ATP) dapat difungsikan untuk kerja mekanis, listrik, dan kimia.

4. Pada akhirnya energi mengalir ke sekeliling sel dan hilang sebagai energi panas dalam bentuk “entropi”.

C.  Faktor Penentu Terhadap Kecepatan Reaksi Biokimia

      Salah satu contoh reaksi biokimia adalah fotosintesis. Proses fotosintesis dipengaruhi beberapa faktor yaitu faktor yang dapat memengaruhi secara langsung seperti kondisi lingkungan maupun faktor yang tidak memengaruhi secara langsung seperti terganggunya beberapa fungsi organ yang penting bagi proses fotosintesis. Proses fotosintesis sebenarnya peka terhadap beberapa kondisi lingkungan meliputi kehadiran cahaya matahari,suhu lingkungan, konsentrasi karbondioksida (CO₂). Faktor lingkungan tersebut dikenal juga sebagai faktor pembatas dan berpengaruh secara langsung bagi laju fotosintesis.

Faktor pembatas tersebut dapat mencegah laju fotosintesis mencapai kondisi optimum meskipun kondisi lain untuk fotosintesis telah ditingkatkan, inilah sebabnya faktor-faktor pembatas tersebut sangat memengaruhi laju fotosintesis yaitu dengan mengendalikan laju optimum fotosintesis. Selain itu, faktor-faktor seperti translokasi karbohidrat, umur daun, serta ketersediaan nutrisi memengaruhi fungsi organ yang penting pada fotosintesis sehingga secara tidak langsung ikut memengaruhi laju fotosintesis.

Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis :

1.                  Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.

2.                  Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.

3.                  Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.

4.                  Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.

5.                  Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.

6.                  Tahap pertumbuhan

7.                  Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.

Contoh lain adalah enzim.

Enzim merupakan katalisator protein yang mengatur kecepatan berlangsungnya berbagai proses fisiologis. Sebagai katalisator, enzim ikut serta dalam reaksi dan kembali ke keadaan semula bila reeaksi telah selesai.

Perubahan suhu dan pH mempunyai pengaruh besar terhadap kerja enzim. Kecepatan reaksi enzim juga dipengaruhi oleh konsentrasi enzim dan konsentrasi substrat. Pengruh aktivator, inhibitor, koenzim dan konsentrasi elektrolit dalam beberapa keadaan juga merupakan faktor-faktor yang penting. Hasil rekasi enzim juga dapat menghambat kecepatan reaksi.

1. PENGARUH SUHU.

Suhu rendah yang memdekati titik beku biasanya tidak merusak enzim. Pada suhu dimana enzim masih aktif, kenaikan suhu sebanyak 10^OC, menyebabkan keaktifan menjadi 2 kali lebih besar (Q₁₀ = 2). Pada suhu optimum reaksi berlangsung paling cepat. Bila suhu dinaikan terus, maka jumlah enzim yang aktif akan berkurang karena mengalami denaturasi. Enzim didalam tubuh manusia memiliki suhu optimum sekitar 37^oC. Enzim organismemikro yang hidup dalam lingkungan dengan suhu tinggi mempunyai suhu optimum yang tinggi.

Sebagian besar enzim menjadi tidak aktif pada pemanasan sampai + 60^oC. Ini disebabkan karena proses denaturasi enzim. Dalam beberapa keadaan, jika pemanaasan dihentikan dan enzim didinginkan kembali aktivitasnya akan pulih. Hal ini disebabkan oleh karena proses denaturasi masih reversible. pH dan zat-zat pelindung dapat mempengaruhi denaturasi pada pemanasan ini.

2. PENGARUH pH

Bila aktivitas enzim diukur pada pH yang berlainan, maka sebagian besar enzim didalam tubuh akan menunjukan aktivitas optimum antara pH 5,0 - 9,0, kecuali beberapa enzim misalnya pepsin(pH optimum = 2). Ini disesbabkan oleh :

a. Pada pH rendah atau tingi, enzim akan mengalami denaturasi.

b. Pada pH rendah atau tinggi, enzim maupun substrat dapat mengalami perubahan muatan listrik dengan akibat perubahan aktivitas enzim.

Misalnya suatu reaksi enzim dapat berjalan bila enzim tadi bermuatan negatif (Enz^-) dan substratnya bermuatan positif (SH⁺) :

Enz^- + SH⁺ EnzSH

Pada pH rendah Enz^- akan bereaksi dengan H⁺ menjadi enzim yang tidak bermuatan.

Enz^- + H⁺ Enz-H

Demikian pula pada pH tinggi, SH⁺ yang dapat bereaksi dengan Enz^-, maka pada pH yang extrem rendah atau tiggikonsentrasi efektif SH⁺ dan enz akan berkurang, karena itu kecepatan reaksinya juga berkurang. Seperti pada gambar berikut.

3. PENGARUH KONSENTRASI ENZIM

Kecepatan rekasi enzim (v) berbanding lurus dengan konsentrasi enzim (Enz). Makin besar jumlah enzim makin cepat reaksinya. Lihat pada gambar.

Dalam reaksinya Enz akan mengadakan ikatan dengan substrat S dan membentuk kompleks enzim-substrat, Enzs. EnzS ini akan dipecah menjadi hasil reaksi P dan enzim bebas Enz.

Enz + S EnzS Enz + P

Enz + S Enz + P

Makin banyak Enz terbentuk, makin cepat reaksi ini berlangsung. Ini terjadi sampai batas tertentu.

4. PENGARUH KONSENTRASI SUBSTRT

Bila konsentrasi substrat (S) bertambah, sedangkan keadaan lainya tetap sama, kecepatan reaksi juga akan meningkat sampai suatu batas maksimum V. Pada titik maksimum ini enzim telah jenuh dengan subtrat. Seperti pada gambar.

Pada titik-titik A dan B belum semua enzim bereaksi dengan subtrat, maka pada A dan B penambahan subtrat S akan menyebabkan jumlah EnzS bertambah dan kecepatan reaksi v akan bertambah, sesuai dengan penambahan S.

Pada titik C semua enzim telah bereaksi denagn subtrat, sehingga penambahan S tidak akan menambah kecepatan reaksi, karena tidak ada lagi enzim bebas.

Pada titik B kecepatan reaksi tepat setengah kecepatan maksimum. Konsentrasi subtrat yang menghasilkan setengah kecepatan maksimum dinamakan harga K_m atau konstanta Michaelis.

5. PENGARUH FAKTOR-FAKTOR LAIN

Enzim dapat dirusak dengan pengocokan, penyinaran ultraviolet dan sinar-x, sinar-β dan sinar-γ. Untuk sebagian ini disebabkan karena oxidasi oleh peroxida yang dibentuk pada penyinaran tersebut. Kerja enzim juga dipengaruhi oleh adanya inhibitor seperti obata-obatan dan sebagainya

D. ATP dan transfer energi

      Adenosin-5′-trifosfat (ATP) adalah multifungsi nukleotida yang memainkan peran penting dalam biologi sel sebagai koenzim, yaitu “molekul unit mata uang” intraselular energi transfer. Ini adalah sumber energi yang dihasilkan selama fotosintesis dan respirasi sel dan dikonsumsi oleh banyak enzim dan berbagai proses selular, termasuk reaksi biosintetik, motilitas, dan pembelahan sel. ATP terdiri dari adenosin difosfat (ADP) atau adenosin monofosfat (AMP ) dan penggunaannya dalam metabolisme mengubahnya kembali ke prekursor ini in ATP each day.  Oleh karena itu ATP didaur ulang terus-menerus dalam organisme, dengan membalik tubuh manusia beratnya sendiri dalam ATP setiap hari.

 ATP digunakan sebagai substrat dalam transduksi sinyal jalur oleh kinase yang memfosforilasi protein dan lipid, maupun oleh adenilat siklase, yang menggunakan ATP untuk menghasilkan pembawa pesan kedua molekul siklik AMP.. Rasio antara ATP dan AMP digunakan sebagai cara untuk sel merasakan betapa besar energi yang tersedia dan mengontrol jalur-jalur metabolisme yang menghasilkan dan mengkonsumsi ATP. Terlepas dari peran dalam metabolisme energi dan sinyal, ATP juga dimasukkan ke dalam asam nukleat oleh polimerase dalam proses replikasi DNA dan transkripsi.
Struktur molekul ini terdiri dari purin basa (adenin) terikat pada 1 ‘karbon atom dari sebuah. Ini adalah penambahan dan penghapusan gugus fosfat ini yang mengkonversi antar ATP, ADP dan AMP. . Ketika ATP digunakan dalam sintesis DNA, maka gula ribosa pertama dikonversi menjadi deoksiribosa oleh ribonukleotida reduktase.
ATP ini ditemukan pada tahun 1929 oleh Karl Lohmann, namun struktur yang benar tidak ditentukan sampai beberapa tahun kemudian. Saat itu diusulkan untuk menjadi energi utama. Ini buatan pertama kali disintesis oleh Alexander Todd pada tahun 1948.

Sifat fisik dan kimia

ATP terdiri dari adenosin – terdiri dari adenin cincin dan ribosa gula – dan tiga fosfat kelompok (trifosfat).. Kelompok yang phosphoryl, dimulai dengan kelompok paling dekat dengan ribosa, yang disebut sebagai alpha (α), beta (β), dan gamma (γ) fosfat. ATP sangat larut dalam air dan sangat stabil dalam larutan pH antara 6,8-7,4, tetapi cepat dihidrolisis pada pH yang ekstrim. Akibatnya, ATP paling baik disimpan sebagai garam anhidrat. [8]
ATP adalah molekul yang tidak stabil di unbuffered air, yang hydrolyses untuk ADP dan fosfat.. Hal ini karena kekuatan ikatan antara residu fosfat dalam ATP kurang dari kekuatan dari “hidrasi” ikatan antara produk-produknya (ADP + fosfat), dan air.. Jadi, jika ATP dan ADP berada dalam kesetimbangan kimia dalam air, hampir semua ATP pada akhirnya akan dikonversi ke ADP. Sebuah sistem yang jauh dari kesetimbangan mengandung energi bebas Gibbs, dan mampu melakukan pekerjaan.. Sel hidup menjaga rasio ATP menjadi ADP pada suatu titik sepuluh lipat dari kesetimbangan, dengan konsentrasi ATP ribuan kali lipat lebih tinggi daripada konsentrasi ADP. Perpindahan dari kesetimbangan berarti bahwa hidrolisis ATP dalam sel melepaskan energi dalam jumlah besar.

Isi energi molekul yang terisolasi ATP adalah suatu konsekuensi dari anhidrida berdekatan obligasi yang menghubungkan fosfat. Anhidrida menunjukkan peningkatan reaktifitas dibandingkan dengan asam yang sesuai. Hal ini karena obligasi yang merupakan separoh anhidrida kurang stabil (sehingga dalam energi yang lebih tinggi) dibandingkan dengan obligasi yang dapat dibentuk dari substitusi nukleofilik. [Rujukan?] Dalam kasus ATP, obligasi terbentuk dari hidrolisis, atau fosforilasi residu oleh ATP, energi lebih rendah daripada obligasi Setelah ditengahi enzim hidrolisis ATP atau fosforilasi oleh ATP, energi ini bisa dimanfaatkan oleh sistem hidup untuk melakukan kerja.

Setiap sistem tidak stabil berpotensi reaktif molekul dapat berpotensi digunakan sebagai cara untuk menyimpan energi bebas, jika sel mempertahankan konsentrasi mereka jauh dari titik ekuilibrium reaksi. [9] Namun, sebagaimana halnya dengan polimer biomolekul, hancurnya RNA, DNA, dan ATP ke monomer sederhana didorong oleh energi-release dan meningkatkan entropi-pertimbangan, dalam kedua standar konsentrasi, dan juga mereka konsentrasi ditemui di dalam sel.

Standar jumlah energi yang dilepaskan dari hidrolisis ATP dapat dihitung dari perubahan energi di bawah non-alami (standar) kondisi, kemudian memperbaiki konsentrasi biologis. Perubahan total energi panas (entalpi) pada suhu dan tekanan standar dari dekomposisi terhidrasi ATP menjadi ADP dan fosfat anorganik terhidrasi adalah -20,5 kJ / mol, dengan perubahan energi bebas 3,4 kJ / mol. Energi dirilis oleh berlayar padanya baik fosfat (P i) atau pirofosfat (PP i) unit dari ATP pada keadaan standar dari 1 M adalah: Biosintesis.

ATP konsentrasi di dalam sel biasanya 1-10 mM. ATP dapat diproduksi oleh redoks reaksi sederhana dan kompleks menggunakan gula (karbohidrat) atau lipid sebagai sumber energi. Untuk ATP dapat disintesis dari kompleks bahan bakar, pertama-tama mereka harus dipecah menjadi komponen dasar mereka . Karbohidrat adalah dihidrolisis menjadi gula sederhana, seperti glukosa dan fruktosa.. Lemak (trigliserida) adalah metabolised untuk memberikan asam lemak dan gliserol.
Proses keseluruhan dari oksidasi glukosa untuk karbon dioksida yang dikenal sebagai respirasi sel dan dapat menghasilkan sekitar 30 molekul ATP dari satu molekul glukosa. [19] ATP dapat dihasilkan oleh sejumlah proses seluler yang berbeda; tiga jalur utama yang digunakan untuk menghasilkan energi dalam eukariotik organisme glikolisis dan siklus asam sitrat / oksidatif fosforilasi, baik komponen respirasi sel, dan beta-oksidasi. Mayoritas produksi ATP ini oleh non-fotosintetik aerobik eukariota berlangsung di mitokondria, yang dapat membuat hampir 25% dari total volume sel biasa. 
Glikolisis :
Dalam glikolisis, glukosa dan gliserol yang dimetabolisme untuk piruvat melalui jalur glikolitik. . Dalam kebanyakan organisme, proses ini terjadi di dalam sitosol, tetapi dalam beberapa protozoa seperti kinetoplastids, ini dilaksanakan secara khusus organel yang disebut glycosome. Glikolisis bersih menghasilkan dua molekul ATP melalui fosforilasi substrat dikatalisis oleh dua enzim : Dua molekul NADH juga diproduksi, yang dapat dioksidasi melalui rantai transpor elektron dan menghasilkan generasi tambahan ATP oleh ATP sintase.. The piruvat yang dihasilkan sebagai produk akhir dari glikolisis adalah untuk substrat Siklus Krebs. Dalam mitokondria, piruvat dioksidasi oleh piruvat dehidrogenase kompleks untuk asetil KoA, yang sepenuhnya teroksidasi menjadi karbon dioksida oleh siklus asam sitrat (juga dikenal sebagai Krebs Cycle . Setiap “giliran” dari siklus asam sitrat menghasilkan dua molekul karbon dioksida, satu molekul ATP setara guanosin trifosfat (GTP) melalui tingkat substrat fosforilasi dikatalisis oleh KoA suksinil sintetase, tiga molekul berkurangnya koenzim NADH, dan satu molekul koenzim pengurangan FADH 2. . Kedua molekul terakhir ini didaur ulang untuk mereka negara teroksidasi (NAD + dan FAD, masing-masing) melalui rantai transpor elektron, yang menghasilkan ATP tambahan oleh fosforilasi oksidatif.. Oksidasi dari molekul NADH hasil dalam sintesis 2-3 molekul ATP, dan oksidasi satu FADH 2 menghasilkan antara 1-2 molekul ATP. [19] Sebagian besar ATP sel dihasilkan oleh proses ini.. Meskipun siklus asam sitrat itu sendiri tidak melibatkan molekul oksigen, ia adalah sebuah obligately aerobik proses karena O 2 yang diperlukan untuk mendaur ulang dikurangi NADH dan FADH 2 teroksidasi negara mereka.. [ 20 ] Dalam ketiadaan oksigen siklus asam sitrat akan berhenti berfungsi karena kurangnya tersedia NAD + dan FAD. [20]
Generasi ATP oleh mitokondria dari NADH cytosolic bergantung pada-aspartat malat shuttle (dan sampai batas tertentu, yang gliserol-fosfat antar-jemput) karena bagian dalam membran mitokondria impermeabel terhadap NADH dan NAD. Daripada yang dihasilkan NADH mentransfer, sebuah malat dehidrogenase enzim mengkonversi oksaloasetat untuk malat, yang translokasi ke matriks mitokondria. Malat dehidrogenase lain-reaksi dikatalisis terjadi dalam arah yang berlawanan, menghasilkan oksaloasetat dan NADH dari baru diangkut malat dan toko interior mitokondria NAD. [ 20 ] Sebuah transaminase mengubah oksaloasetat untuk aspartat untuk transportasi kembali melintasi membran dan ke rohangan antarmémbran.

Hal ini menciptakan sebuah kekuatan pendorong proton yang merupakan efek bersih dari pH gradien dan potensial listrik gradien melintasi membran dalam mitokondria. Aliran proton bawah gradien potensial ini – yaitu, dari rohangan antarmémbran ke matriks – memberikan kekuatan pendorong untuk sintesis ATP oleh ATP sintase. [ 23 ] Ini enzim berisi subunit rotor yang berputar secara fisik relatif terhadap bagian statis dari protein selama sintesis ATP.

Sebagian besar ATP disintesis dalam mitokondria akan digunakan untuk proses-proses seluler di sitosol; sehingga harus diekspor dari situs sintesis dalam matriks mitokondria. Membran berisi antiporter, yang ADP / ATP translokase, yang merupakan bagian integral membran protein yang digunakan untuk pertukaran baru-ATP disintesis dalam matriks untuk ADP di rohangan antarmémbran. [24] translokase ini didorong oleh potensial membran, seperti hasil dalam pergerakan sekitar 4 tuduhan negatif keluar dari membran mitokondria dalam pertukaran selama 3 bergerak dalam biaya negatif. Namun, juga diperlukan untuk mengangkut fosfat ke dalam mitokondria; pembawa fosfat bergerak proton dengan setiap fosfat, sebagian menghamburkan gradien proton..

 Asam lemak juga dapat dipecah menjadi asetil-KoA oleh beta-oksidasi.. Setiap putaran siklus ini mengurangi panjang rantai asil oleh dua atom karbon dan menghasilkan satu NADH dan satu molekul FADH 2, yang digunakan untuk menghasilkan ATP oleh fosforilasi oksidatif.. Karena NADH dan FADH 2 adalah molekul yang kaya energi, puluhan molekul ATP dapat dihasilkan oleh beta-oksidasi satu rantai asil panjang.. [ 25 ] Menghasilkan energi yang tinggi dari proses ini dan penyimpanan lemak kompak menjelaskan mengapa ini adalah yang paling sumber makanan padat kalori. [25] most eukaryotes, glucose is used as both.

Respirasi anaerobik atau fermentasi memerlukan generasi energi melalui proses oksidasi dengan tidak adanya O 2 sebagai penerima elektron. Pada kebanyakan eukariota, glukosa digunakan sebagai energi baik toko dan donor elektron.

 Daur Energi di dalam Sel

      Molekul kimia organik yang kompleks, seperti glukosa, mempunyai energi potensial  yang besar karena keteraturan strukturnya. Ketidakteraturannya ataupun entropinya relatif rendah. Bila glukosa dioksidasi oleh oksigen dihasilkan 6 molekul CO₂dan 6 H₂O, serta energi yang dilepaskan dalam bentuk panas dan atom karbonnya mengalami ketidakteraturan. Dalam hal ini atom karbon tersebut terpisah-pisah dalam bentuk CO₂ sehingga menghasilkan bertambahnya posisi yang berbeda dari molekul yang satu terhadap yang lainnya. Hal ini menyebabkan naiknya entropi dan turunnya energi bebas.

Dalam sistem biologi, khususnya dalam sel hidup, panas yang dihasilkan oleh proses oksidasi tersebut tidak dapat dipakai sebagai sumber energi. Proses pembakaran dalam sistem biologi berlangsung tanpa nyala atau pada suhu yang rendah. Energi  bebas yang terkandung di dalam molekul organik diubah dan disimpan dalam nentuk energi kimia, yaitu dalam struktur ikatan kovalen dari gugus fosfat dalam molekul adenosin triphosfat (ATP), yang terbentuk dengan perantaraan enzim dari adenosin diphosfat (ADP) dan senyawa  phosfat anorganik (Pi). Reaksi ini merupakan reaksi perpindahan gugus phosfat yang secara kimia dikaitkan dengan tahap reaksi oksidasi khas yang berlangsung dalam katabolisme. ATP yang terbentuk kemudian diangkut ke setiap bagian dalam sel yang memerlukan energi. Dalam hal ini ATP berperan sebagai alat pangankut energi bebas. Sebagian dari energi kimia yang terkandung dalam ATP itu dipindahkan bersama dengan gugus phosfat ujungnya, ke molekul penerima energi lain yang khas, sehingga molekul ini menjadi senyawa berenergi kimia dan dapat berperan sebagai sumber energi untuk proses biokimia yang lainnya.

Proses pengangkutan energi kimia lainnya di dalam sel berlangsung dengan proses pengangkutan elektron dengan perantaraan enzim, dari reaksi penghasil energi (kabolisme) ke reaksi pemakai energi (anabolisme) melalui suatu senyawa koenzim pembawa elektron. Nikotinamida adenin dinukleotida (NAD) dan nikotinamida adenin dinukleotida phosfat (NADP) adalah dua koenzim terpenting yang berperan sebagai molekul pengankut elektron berenergi tinggi dari reaksi katabolisme ke reaksi anabolisme yang membutuhkan elektron.

Daur ATP

Peranan ATP sebagai sumber energi untuk metabolisme di dalam sel berlangsung dengan suatu mekanisme mendaur.  ATP berperan sebagai alat angkut energi kimia dalam reaksi katabolisme keberbagai proses reaksi dalam sel ayng membutuhkan energi seperti proses biosintesis, proses pengangkutan proses kontraksi otot, proses pengaliran listrik dalam sistem syaraf, dan proses pemancaran sinar (bioluminesensi) yang terjadi pada organisme tertentu, seperti kunang-kunang.

ATP terbentuk dari ADP dan Pi dengan suatu reaksi phosforilasi yang dirangkaikan dengan proses oksidasi molekul penghasil energi. Selanjutnay ATP yang terbentuk ini dialirkan ke proses reaksi yang membutuhkan energi dan dihidrolisis menjadi ADP dan phosfat anorganik (Pi). Demikian seterusnya sehingga terjadilah suatu mekanisme daur ATP-ADP secara continue dan berkeseimbangan.

Dalam hal ini gugus phosfat ujung pada molekul ATP secara kontinu dipindahkan ke molekul penerima gugus phosfat dan secara kontinu pula diganti oleh gugus phosfat lainnya selama katabolisme.

Proses pemindahan gugus phosfat dengan perantara enzim

Pada umumnya, senyawa phosfat  di dalam sel dapat dibagi menjadi dua golongan senyawa berenergi, senyawa phosfat berenergi tinggi dan senyawa phosfat berenergi rendah. Hal ini tergantung dari besarnya harga negatif   nya yang dibandingkan dengan  _ATP. Senyawa phosfat berenergi tinggi seperti gliseroil phosfat dan fosfoenolpiruvat (senyawa antara dari glikolisis), mempunyai  dihidrolisis lebih negatip daripada _ATP. Sedangkan senyawa phosfat berenergi rendah seperti glukosa 1-phosfat dan fruktosa 1-phosfat, mempunyai  hidrolisis kurang negatif dari pada _ATP.

Di samping itu ada satu golongan lainnya yang termasuk senyawa berenergi tinggi dan berperan sebagai cadangan energi kimia dalam sel otot, yaitu fosfokreatin dan fosfoarginin. Kedua senyawa phosfat berenergi tinggi ini terbentuk langsung dengan perantara enzim dari ATP bila kosentrasi ATP di dalam sel cukup besar (berlebih). Dalam hal ini meskipun  hidrolisis fosfokreatin dan fosfoarginin lebih negatif dari pada _ATP reaksi berlangsung ke kanan karena terdapatnya konsentrasi ATP yang berlebih di dalam sel. Reaksi akan berlangsung ke kiri bila proses metabolisme dalam sel memerlukan ATP.

E. Penyediaan enzim

Tanpa adanya enzim, kehidupan yang kita kenal tidak mungkin ada. Sebagai biokatalisator yang mengatur semua kecepatan semua proses fisiologis, enzim memegang peranan utama dalam kesehatan dan penyakit. Meskipun dalam keadaan sehat semua proses fisiologis akan berlangsung dengan cara yang tersusun serta teratur sementara homeostasis akan dipertahankan, namun keadaan homeostasis dapat mengalami gangguan yang berat dalam keadaan patologis.

Enzim adalah protein yang berfungsi sebagai katalisator untuk reaksi-reaksi kimia didalam sistem biologi. Katalisator mempercepat reaksi kimia. Walaupun katalisator ikut serta dalam reaksi, ia kembali ke keadaan semula bila reeaksi telah selesai. Enzim adalah katalisator protein untuk reaksi-reaksi kimia pasa sistem biologi. sebagian besar reaksi tersebut tidak dikatalis oleh enzim.

Berbeda dengan katalisator nonprotein (H⁺, OH^-, atau ion-ion logam), tiap-tiap enzim mengkatalisis sejumlah kecil reaksi, kerapkali hanya satu. Jadi enzim adalah katalisator yang reaksi-spesifik karena semua reaksi biokimia perlu dikatalis oleh enzim, harus terdapat banyak jenis enzim. Sebenarnya untuk hampir setiap senyawa organik, terdapat satu enzim pada beberapa organisme hidup yang mampu bereaksi dengan dan mengkatalisis beberapa perubahan kimia.

Walaupun aktivitas katalik enzim dahulu diduga hanya diperlihatkan oleh sel-sel yang utuh (karena itu istilah en-zyme, yaitu, “dalam ragi”), sebagian besar enzim dapat diekstraksi dari sel tanpa kehilangan aktivitas biologik (katalik)nya. Oleh karena itu, enzim dapt diselidiki diluar sel hidup. Ekstrak yang mengandung enzim dipakai pada penyelidikan reaksi-reaksi metabolik dan pengaturanya, struktur dan mekanisme kerja enzim dan malahan sebagai katalisator dalam industri pada sintetis senyawa-senyawa yang biologis aktif seperti hormon dan obat-obatan. Karena kadar enzim serum manusia pada keadaan patologik tertentu dapat mengalami perubahan yang nyata, pemerikasaan kadar enzim serum merupakan suatu alay diagnostik yang penting bagi dokter.

Reaksi-reaksi seperti hidrolisa dan oxidasi berlangsung sangat cepat didalam sel-sel hidup pada pH kira-kira netral dan pada suhu tubuh. Ini dapat terjadi karena adanya enzim. Enzim disintesa di dalam sel, tetapi setelah diextraksi diluar sel masih mempunyai aktivitas.

Enzim bekerja sangat sfesifik. Suatu enzim hanya dapat mengatalisa beberapa reaksi, malahan seringkali hanya satu reaksi saja. Ini merupakan salah satu sifat penting enzim.

Molekul Yang Terlibat Dalam Metabolisme

1.   Enzim
      Enzim merupakan biokatalisator / katalisator organik yang dihasilkan oleh sel. Struktur enzim terdiri dari:

a.Apoenzim, yaitu bagian enzim yang tersusun dari protein, yang akan rusak bila suhu terlampau panas(termolabil).

b.Gugus Prostetik (Kofaktor), yaitu bagian enzim yang tidak tersusun
dari protein, tetapi dari ion-ion logam atau molekul-molekul organik yang disebut KOENZIM. Molekul gugus prostetik lebih kecil dan tahan panas (termostabil), ion-ion logam yang menjadi kofaktor berperan sebagai stabilisator agarenzim tetap aktif. Koenzim yang terkenal pada rantai pengangkutan elektron (respirasi sel), yaitu NAD (Nikotinamid Adenin Dinukleotida), FAD (Flavin Adenin Dinukleotida), SITOKROM.

      Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Walaupun enzim dibuat di dalam sel, tetapi untuk bertindak sebagai katalis tidak harus berada di dalam sel. Reaksi yang dikendalikan oleh enzim antara lain ialah respirasi, pertumbuhan dan perkembangan, kontraksi otot, fotosintesis, fiksasi, nitrogen, dan pencernaan.

Sifat-sifat enzim

Enzim mempunyai sifat-siat sebagai berikut:

1.  Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.

2.  Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena enzim tersusun dari  protein yang mempunyai sifat thermolabil.

3.  Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim.

4.  Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang.

5.  Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim), contoh ektoenzim: amilase,maltase.

6.  Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, meng-katalisis pembentukan dan penguraian lemak.

                         lipase
Lemak + H2O —————————> Asam lemak + Gliserol

7.  Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif (permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan substrat tertentu.

8.  Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor.

   

DAFTAR PUSTAKA

Berg, J. Dan Stryer, L.2002. Biokimia. Jakarta: Erlangga

Wirahardikusumah, Muhamad. 1985. Biokimia: Metabolisme Energi, karbohidrat, dan  Lipid.Bandung: ITB