Enzim

Enzim Enzim ialah sejenis protein yang bertindak sebagai mangkin organik yang dapat mengawal atur serta mempercepatkan tindak balas biokimia dalam sel. Substrat ialah bahan yang ditindak balas oleh enzim. Kofaktor ialah bahan bukan protein dalam bentuk ion logam (contoh: magnesium dan kalium) atau molekul organik (contoh: koenzim A) yang diperlukan bagi pengaktfan enzim tertentu. Perencat ialah bahan kimia yang melambatkan atau menghentikan suatu tindak balas atau proses kawalan enzim. Bahan kimia yang mengambil bahagian dalam metabolisme sel dikenali sebagai metabolit. Setiap proses biokimia terdiri daripada satu siri tindak balas biokimia.

Penamaan enzim Enzim dinamakan mengikut substrat yang ditindakkan olehnya dengan akhiran -ase. Contohnya enzim sukrase menguraikan sukrosa kepada glukosa dan fruktosa. Nama-nama enzim yang telah lama wujud tetap dikekalkan, misalnya renin, tripsin dan pepsin. Papain (EC 3.4.22.2) merupakan enzim proteolitik yang terkandung dalam tanaman tanaman pepaya. Walaupun bermacam-macam bahan sintetik serta protease dari bakteri dan jamur, papain masih tetap populer dan dimanfaatkan dalam pengolahan bahan makanan/minuman karena diyakini sebagai produk alami. Papain digunakan sebagai pelunak daging, pembuatan protein hidrolisat, penggumpal susu pada pembuatan keju dan pengembang kue dan roti. Manfaat lain dari papain adalah sebagai bahan campuran kosmetik, penghalus barang-barang dari kulit, penghalus kain/tekstil, bahan penghilang gum pada benang sutera dan bahan pencuci lensa kontak Papain merupakan enzim yang menarik, di samping aktivitasnya sebagai protease yang menghidrolisis substrat alami protein, juga mempunyai aktivitas mengkatalis hidrolisis amida, ester karboksilat, transamidasi, transpeptidasi dan esterifikasi dengan substrat sintetik. (Muhidin, 1999; CPAS, 2003). Tanaman pepaya (Carica pepaya L) merupakan tanaman buah yang mudah tumbuh di daerah tropis, sehingga tanaman ini dapat dijumpai di seluruh Indonesia. Sentra produksi pepaya antara lain : Jawa Timur, Jawa Barat, Jawa Tengah, DI Yogyakarta, Sulawesi Selatan, Bali dan Nusa Tenggara Barat. Luasnya lahan tanaman pepaya di Indonesia menunjukkan bahwa Indonesia

berpotensi sebagai negara produsen papain dunia. Berdasarkan latar belakang di atas maka pada mata kuliah Enzimologi disisipkan materi tentang Prospek Getah Pepaya Sebagai Sumber Enzim Proteolitik Untuk Berbagai Industri. Materi ini merupakan pengembangan dari pokok bahasan : Jenis-jenis enzim dan aplikasinya di industri pada materi kuliah enzimologi. Informasi yang berkaitan dengan papain, pengolahan getah pepaya dan pemanfaatannya, diambil dan berbagai sumber informasi dan hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Modul ini dapat membekali/ menambah wawasan mahasiswa kimia dalam berwiraswasta setelah lulus kuliah. Kelak jika lapangan pekerjaan sulit diperoleh, mahasiswa yang telah lulus tersebut mampu berkreasi menciptakan lapangan pekerjaan, minimal bagi dirinya sendiri. Mengingat bahwa saat ini lapangan pekerjaan yang tersedia sangat terbatas, tidak sebanding dengan jumlah pencari kerja. Pada kegiatan ini juga dihasilkan bahan ajar untuk mata kuliah Enzimologi, yang disusun berdasarkan silabi yang telah ada dan ditambah dengan informasi terbaru yang berkaitan dengan materi perkuliahan. Bahan ajar yang dihasilkan nantinya dapat digunakan untuk membantu mahasiswa dalam mempelajari materi kuliah Enzimologi. Ciri umum enzim 1. Enzim terbina daripada protein yang dihasilkan oleh sel hidup. 2. Tindakan enzim spesifik. Setiap jenis enzim hanya bertindak balas dengan substrat tertentu sahaja. Contoh: enzim sukrase hanya boleh berindak balas dengan sukrosa tetapi tidak boleh bertindak balas dengan maltosa walaupun kedua-duanya adalah gula. 3. Tindak balas enzim boleh berbalik. Arah tindak balas bergantung kepada jumlah substrat dan hasil yang ada. Tindak balas penguraian lemak akan berlaku dari kiri ke kanan atau dari kanan ke kiri sehingga keseimbangan tercapai antara kedua-dua substrat. 4. Enzim diperlukan dalam kuantiti yang kecil. Sedikit enzim akan memangkinkan satu bilangan besar tindak balas biokimia yang sama. 5. Enzim tidak boleh dimusnahkan selepas tindak balas biokimia selesai. Oleh itu, enzim boleh digunakan berulang kali. 6. Suhu optimum bagi tindak balas enzim ialah pada 37 C. Tapak sintesis enzim 1. Maklumat bagi sintesis enzim terdapat di DNA. 2. Heliks ganda dua DNA membuka dan satu bebenang tunggal molekul RNA yang mengandungi maklumat sintesis enzim dibentuk.Proses ini dikenali sebagai proses transkipsi. 3. Bebenang RNA meninggalkan nukleus dan bercantum dengan ribosom di dalam sitoplasma.

4. Ribosom merupakan tapak di mana maklumat yang dibawa oleh RNA digunakan untuk membentuk molekul enzim. Proses ini dikenali sebagai proses penterjemahan. Faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim Suhu enzim Enzim tidak aktif pada suhu kurang daripada 0 C. Kadar tindak balas enzim meningkat dua kali ganda bagi setiap kenaikan suhu 10 C. Kadar tindak balas enzim paling optimum pada suhu 37 C. Enzim ternyahasli pada suhu tinggi iaitu lebih dari 50 C. Nilai pH Setiap enzim bertindak paling cekap pada nilai pH tertentu yang disebut sebagai pH optimum. pH optimum bagi kebanyakan enzim ialah pH 7. Terdapat beberapa pengecualian, misalnya enzim pepsin di dalam perut bertindak balas paling cekap pada pH 2, sementara enzim tripsin di dalam usus kecil bertindak paling cekap pada pH 8. Kepekatan substrat Pada kepekatan substrat rendah, bilangan molekul enzim melebihi bilangan molekul substrat. Oleh itu,cuma sebilangan kecil molekul enzim bertindak balas dengan molekul substrat. Apabila kepekatan substrat bertambah, lebih molekul enzim dapat bertindak balas dengan molekul substrat sehingga ke satu kadar maksimum. Penambahan kepekatan substrat selanjutnya tidak akan menambahkan kadar tindak balas kerana kepekatan enzim menjadi faktor pengehad. Kepekatan enzim Pada kepekatan enzim rendah, bilangan molekul substrat melebihi bilangan molekul enzim. Oleh itu, cuma sebilangan kecil molekul substrat ditindak balas dengan molekul enzim. Apabila kepekatan enzim bertambah, lebih molekul substrat dapat bertindak balas dengan molekul enzim sehingga ke satu kadar maksimum. Penambahan kepekatan enzim selanjutnya tidak akan menambahkan kadar tindak balas kerana kepekatan substrat menjadi faktor pengehad. Mekanisme tindakan enzim 1.Tindakan enzim boleh dijelaskan melalui hipotesis mangga dan kunci kerana penggabungan substrat kepada enzim menyerupai pemasangan kunci kepada mangga. 2.Substrat dianggap sebagai kunci dan enzim sebagai mangga. 3.Hipotesis ini dapat menerangkan mengapa tindakan enzim adalah spesifik. 4.Semasa proses tindak balas biokimia berlaku, enzim bergabung dengan substrat secara sementara untuk membentuk

suatu kompleks enzim-substrat di tapak aktif enzim. 5.Substrat menjadi hasil di dalam kompleks enzim-substrat. 6.Kemudian hasil yang terbentuk akan meninggalkan tapak aktif enzim. Enzim tidak berubah dan bebas digunakan semula. ENZIM + SUBSTRAT --> KOMPLEKS ENZIM-SUBSTRAT --> ENZIM + HASIL Penggunaan enzim dalam kehidupan seharian Amilase - Terdapat dalam detergen untuk menyingkirkan kotoran seperti coklat, kari dan telur daripada pakaian. -Ditambah dalam proses pencairan kanji sebelum penambahan malt dalam industri alkohol. Protease - Melembutkan daging. -Membantu menanggalkan kulit ikan dalam industri pengetinan ikan. Selulase - Melembutkan sayur-sayuran yang tinggi kandungan serabutnya. -Mengeluarkan kulit daripada bijirin seperti gandum. -Mengasingkan agar-agar daripada rumpai laut dengan menguraikan dinding sel daun rumpai dan membebaskan agar-agar yang terkandung dalamnya. Papain - Enzim yang diperoleh daripada betik untuk melembutkan daging. Zimase - Dihasilkan oleh yis untuk memecahkan gula kepada etanol. Renin - Mendadihkan susu. Lipase - Mengurangkan lemak dalam makanan seperti daging. -Bertindak balas terhadap lemak susu dalam penyediaan keju. Eksperimen Pernyataan masalah : Apakah kesan pH ke atas aktiviti enzim? Pembolehubah dimanipulasikan : pH larutan Pembolehubah dimalarkan : Suhu larutan Pembolehubah bergerak balas : Penguraian substrat oleh enzim. Hipotesis: Pepsin bertindak balas paling berkesan dalam keadaan berasid. Radas dan bahan : Tabung uji, picagari, corong turas, termometer, jam randik, bikar, penunu bunsen, ketas pH, tungku kaki tiga, kasa dawai, ampaian albumen, larutan pepsin 1 %, asid hidroklorik 0.1 M dan larutan natrium hidroksida 0.1 M. Prosedur : 1.Tiga tabung uji dilabelkan P,Q,R 2.Bahan seperti yang ditunjukkan dalam jadual di bawah dimasukkan ke dalam setiap tabung uji yang berlabel itu. 3. pH larutan campuran di dalam setiap tabung uji ditentukan dengan menggunakan kertas pH. 4.Kesemua tabung uji direndamkan di dalam kukus air pada suhu 37 C selama 20 minit. 5. Isi kandungan tabung uji itu diperhatikan. Keputusan: Perbincangan:

1. Tabung uji P,Q dan R direndaman di dalam kukus air pada suhu 37 C kerana suhu ini merupakan suhu optimum bagi enzim untuk bertindak balas dengan substrat. 2. Pada akhir eksperimen, isi kandungan dalam tabung uji P menjadi jernih kerana albumen telah diuraikan oleh protein. 3.Pepsin menguraikan albumen dalam keadaan berasid. Kesimpulan : Aktiviti enzim dipengaruhi oleh pH. Pada tahun 1958, Daniel Koshland telah mencadangkan hipotesis kunci dan mangga. Enzim merupakan struktur yang fleksibel. Tapak aktif enzim boleh diubahsuai semasa substrat bertindak balas dengan enzim. Tapak aktif yang dibina oleh asid amino molded into a precise shape which enables the enzyme to perform its catalytic function. In some cases the substrate molecule changes shape slightly as it enters the active site. Papain (EC 3.4.22.2) merupakan enzim proteolitik yang terkandung dalam tanaman tanaman pepaya. Walaupun bermacam-macam bahan sintetik serta protease dari bakteri dan jamur, papain masih tetap populer dan dimanfaatkan dalam pengolahan bahan makanan/minuman karena diyakini sebagai produk alami. Papain digunakan sebagai pelunak daging, pembuatan protein hidrolisat, penggumpal susu pada pembuatan keju dan pengembang kue dan roti. Manfaat lain dari papain adalah sebagai bahan campuran kosmetik, penghalus barang-barang dari kulit, penghalus kain/tekstil, bahan penghilang gum pada benang sutera dan bahan pencuci lensa kontak Papain merupakan enzim yang menarik, di samping aktivitasnya sebagai protease yang menghidrolisis substrat alami protein, juga mempunyai aktivitas mengkatalis hidrolisis amida, ester karboksilat, transamidasi, transpeptidasi dan esterifikasi dengan substrat sintetik. (Muhidin, 1999; CPAS, 2003). Tanaman pepaya (Carica pepaya L) merupakan tanaman buah yang mudah tumbuh di daerah tropis, sehingga tanaman ini dapat dijumpai di seluruh Indonesia. Sentra produksi pepaya antara lain : Jawa Timur, Jawa Barat, Jawa Tengah, DI Yogyakarta, Sulawesi Selatan, Bali dan Nusa Tenggara Barat. Luasnya lahan tanaman pepaya di Indonesia menunjukkan bahwa Indonesia berpotensi sebagai negara produsen papain dunia. Berdasarkan latar belakang di atas maka pada mata kuliah Enzimologi disisipkan materi tentang Prospek Getah Pepaya Sebagai Sumber Enzim Proteolitik Untuk Berbagai Industri. Materi ini merupakan pengembangan dari pokok bahasan : Jenis-jenis enzim dan aplikasinya di industri pada materi kuliah enzimologi. Informasi yang berkaitan dengan papain, pengolahan getah pepaya dan pemanfaatannya, diambil dan berbagai sumber informasi dan hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Modul ini dapat membekali/ menambah wawasan mahasiswa kimia dalam berwiraswasta setelah lulus kuliah. Kelak jika lapangan pekerjaan sulit diperoleh, mahasiswa yang telah lulus tersebut mampu berkreasi menciptakan lapangan pekerjaan, minimal bagi dirinya sendiri. Mengingat bahwa saat ini lapangan pekerjaan yang tersedia sangat terbatas, tidak sebanding dengan jumlah pencari kerja. Pada kegiatan ini juga dihasilkan bahan ajar untuk mata kuliah Enzimologi, yang disusun berdasarkan silabi yang telah ada dan ditambah dengan informasi terbaru yang berkaitan

dengan materi perkuliahan. Bahan ajar yang dihasilkan nantinya dapat digunakan untuk membantu mahasiswa dalam mempelajari materi kuliah Enzimologi.