Isi
- Apa itu Enzim, Tepatnya?
- Bagaimana Enzim Bekerja?
- Model Kunci dan Kunci
- Apa yang Mempengaruhi Fungsi Enzim?
- Apa itu Koenzim dan Kofaktor?
Setiap saat, tanpa ada pemikiran sadar dari Anda, triliunan sel dalam tubuh Anda mengalami sejumlah besar reaksi kimia yang membuat Anda tetap hidup dan seimbang. Walaupun reaksi-reaksi ini dapat terjadi dengan waktu yang diberikan sendiri, laju ini tidak akan cukup cepat untuk kebutuhan tubuh manusia.
Akibatnya, hampir semua reaksi biokimia dibantu oleh protein khusus yang disebut enzim, yang bersifat biologis katalis yang dapat membuat reaksi lebih dari satu juta kali lebih cepat.
Penjahitan enzim sangat tinggi; sebagian besar dari ratusan enzim yang dikenal dapat mengkatalisasi hanya satu reaksi, dan sebagian besar reaksi hanya dapat dikatalisis oleh satu enzim tertentu.
Apa itu Enzim, Tepatnya?
walaupun asam nukleat molekul RNA (asam ribonukleat) kadang-kadang dapat bertindak sebagai katalis non-enzim, enzim yang sebenarnya protein, artinya mereka terdiri dari rantai panjang asam amino yang dilipat menjadi bentuk tertentu. Ada 20 asam amino di alam, yang semuanya dibutuhkan oleh tubuh Anda dalam jumlah tertentu.
Tubuh Anda bisa menghasilkan sekitar setengahnya, sedangkan yang lain harus dicerna dalam makanan. Yang harus kamu makan dipanggil asam amino esensial.
Asam amino semuanya memiliki atom karbon pusat yang tergabung dalam gugus asam karboksilat (-COOH), suatu amino (-NH2) grup, dan rantai samping, biasanya disebut "-R" dalam diagram kimia.
Rantai samping menentukan perilaku unik asam amino. Urutan asam amino dalam protein disebut struktur primer. Serangkaian asam amino disebut a polipeptida; biasanya ketika molekul disebut seperti itu, itu bukan protein fungsional lengkap, tetapi bagian dari satu.
Tali asam amino dapat menyusun diri menjadi formasi seperti spiral atau lembaran; ini disebut sebagai protein struktur sekunder. Bagaimana molekul akhirnya mengatur dirinya sendiri dalam tiga dimensi, sebagian besar sebagai akibat interaksi listrik antara asam amino di berbagai bagian molekul, disebut struktur tersier.
Seperti halnya banyak hal di dunia alami, bentuk pas berfungsi; yaitu, bentuk enzim menentukan perilaku yang tepat, termasuk seberapa kuat enzim itu "mencari" suatu hal substrat (Yaitu, molekul tempat enzim bekerja).
Bagaimana Enzim Bekerja?
Bagaimana enzim melakukan aktivitas katalitik? Pertanyaan ini dapat dipisahkan menjadi dua pertanyaan terkait.
Satu: bagaimana, dalam hal dasar bergerak di sekitar atom, apakah enzim mempercepat reaksi? Dan dua: fitur khusus apa tentang struktur enzim yang memungkinkan ini terjadi?
Cara enzim mempercepat laju reaksi adalah dengan menghaluskan jalur antara awal dan akhir reaksi. Dalam reaksi semacam ini, reaksi produk (molekul yang tersisa setelah reaksi selesai) memiliki energi total yang lebih rendah daripada reaktan (Molekul yang diubah menjadi produk selama reaksi).
Untuk mendapatkan reaksi bergulir, bagaimanapun, produk harus mengatasi energi "punuk," disebut energi aktivasi (ESebuah).
Bayangkan berada di sepeda setengah mil dari rumah Anda, titik yang 100 kaki vertikal di atas jalan masuk Anda. Jika jalan pertama kali menanjak 50 kaki sebelum turun dengan cepat 150 kaki untuk sampai ke jalan masuk, Anda jelas harus mengayuh pedal sebentar sebelum mulai meluncur. Tetapi jika hamparan jalan hanya terdiri dari downgrade lembut setengah mil panjang seragam, Anda dapat meluncur sepanjang jalan.
Enzim, pada dasarnya, mengubah skenario pertama menjadi skenario kedua; perbedaan ketinggian masih 100 kaki, tetapi tata letak keseluruhan tidak sama.
Model Kunci dan Kunci
Pada tingkat kerja sama molekuler, kompleks enzim-substrat sering digambarkan dalam hubungan "kunci dan kunci": Bagian dari molekul enzim yang berikatan dengan substrat, yang disebut situs aktif, Berbentuk sehingga hampir sempurna masuk ke dalam molekul substrat.
Sama seperti menggeser kunci ke kunci dan memutarnya menyebabkan perubahan pada kunci (seperti pergerakan deadbolt), katalis mencapai aktivitas enzimatik dengan menyebabkan molekul substrat berubah bentuk.
Perubahan-perubahan ini dapat mengakibatkan melemahnya ikatan kimia dalam substrat melalui distorsi mekanis, memberikan molekul cukup "dorongan" atau "putaran" untuk bergerak ke arah bentuk produk akhirnya.
Seringkali, calon produk ada di a keadaan transisi sementara itu, yang terlihat agak seperti reaktan dan agak seperti produk.
Model terkait adalah cocok diinduksi konsep. Dalam skenario ini, enzim dan substrat pada awalnya tidak membuat penguncian dan penguncian yang sempurna, tetapi fakta bahwa mereka bersentuhan menyebabkan perubahan bentuk substrat yang mengoptimalkan interaksi enzim-substrat fisik.
Perubahan substrat membuatnya lebih mirip molekul keadaan transisi, yang kemudian diubah menjadi produk akhir saat reaksi bergerak maju.
Apa yang Mempengaruhi Fungsi Enzim?
Meskipun mereka kuat, enzim, seperti semua molekul biologis, tidak terkalahkan. Banyak dari kondisi yang sama yang merusak atau menghancurkan molekul lain, serta seluruh sel dan jaringan, dapat memperlambat aktivitas enzim atau menghentikan mereka dari bekerja sama sekali.
Seperti yang mungkin Anda ketahui, suhu tubuh Anda harus tetap dalam kisaran yang sempit (biasanya sekitar 97,5 hingga 98,8 derajat Fahrenheit) agar Anda tetap sehat. Salah satu alasan untuk ini adalah bahwa enzim berhenti bekerja dengan baik jika suhu tubuh naik di atas tingkat ini - apa yang Anda anggap demam.
Juga, kondisi yang sangat asam dapat mengganggu ikatan kimia enzim. Kerusakan terkait suhu dan pH seperti itu disebut denaturasi enzim.
Selain itu, seperti yang Anda duga, peningkatan jumlah enzim cenderung mempercepat reaksi bahkan lebih, sementara penurunan konsentrasi enzim memperlambatnya.
Demikian pula, menambahkan lebih banyak substrat sambil menjaga jumlah enzim yang sama mempercepat reaksi sampai enzim "dimaksimalkan" dan tidak dapat hadir untuk semua substrat yang ada.
Apa itu Koenzim dan Kofaktor?
Katakanlah Anda melakukan perjalanan sepeda penggalangan dana lintas negara dan didukung di sepanjang jalan oleh teman-teman memberi Anda minuman dan pakaian segar dari sebuah van.
Teman-teman Anda akan membutuhkan dukungan mereka sendiri selama perjalanan, seperti bensin untuk kendaraan dan makanan untuk kru.
Jika perjalanan Anda dapat dianggap sebagai "reaksi" dan kru van adalah "enzim" yang "mengkatalisasi" perjalanan Anda, maka toko makanan di rute tersebut dapat dianggap sebagai koenzim - dalam biokimia, zat yang bukan enzim, tetapi dibutuhkan agar enzim melakukan pekerjaannya dengan baik.
Seperti substrat, koenzim mengikat ke situs aktif enzim, di mana substrat mengikat, tetapi mereka tidak dianggap substrat itu sendiri.
Koenzim sering berfungsi sebagai pembawa elektron, atau lokasi docking sementara untuk atom atau kelompok fungsional yang ditransfer antar molekul dalam reaksi keseluruhan. Kofaktor adalah molekul anorganik seperti seng yang membantu enzim dalam organisme hidup, tetapi tidak seperti koenzim, mereka tidak mengikat ke situs aktif enzim.
Contoh-contoh koenzim umum meliputi: