From Wikipedia, the free encyclopedia
Enzim ialah sejenis protein yang bertindak sebagai pemangkin organik yang dapat mengawal atur serta mempercepatkan tindak balas biokimia dalam sel.[1]
 | Nada atau gaya rencana ini mungkin tidak mencerminkan nada ensiklopedia yang digunakan di Wikipedia. |
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 adalah seperti acuan getah; mampu mengembang dan menguncup mengikut bentuk substratnya. Kadang kala, molekul substrat pula yang berubah sedikit apabila membuat ikatan dengan tapak aktif enzim.
Enzim dinamakan mengikut substrat yang ditindakkan olehnya dengan akhiran -ase.[2] Sebagai contoh, enzim sukrase menguraikan sukrosa kepada glukosa dan fruktosa. Nama-nama enzim yang telah lama wujud tetap dikekalkan, misalnya renin, tripsin dan pepsin. Sebuah pengelasan piawai enzim telah diterbitkan oleh Kesatuan Biokimia dan Biologi Molekul Antarabangsa, iaitiu nombor EC (Enzyme Commision, 'Suruhanjaya Enzim'). Pengelasan tahap teratas adalah seperti yang berikut:
Pengelasan tahap-tahap bawahan pula berdasarkan substrat, hasil dan mekanisme khusus sesebuah enzim.
Enzim merupakan sejenis protein yang dihasilkan oleh sel hidup. Kewujudan enzim adalah penting dalam pelbagai proses biokimia di dalam organisma hidup. Salah satu ciri penting enzim ialah kebolehannya bertindak secara spesifik, di mana setiap jenis enzim hanya berinteraksi dengan substrat tertentu. Sebagai contoh, enzim sukrase hanya bertindak balas dengan sukrosa dan tidak dengan maltosa, walaupun keduanya adalah jenis gula.
Tindak balas enzim juga boleh berbalik bergantung kepada kehadiran substrat dan hasil. Contohnya, tindak balas penguraian lemak boleh berlaku dari kiri ke kanan atau sebaliknya sehingga mencapai keseimbangan antara kedua-dua substrat. Ini menunjukkan fleksibiliti enzim dalam menyesuaikan arah tindak balas mengikut keperluan biokimia.
Walaupun diperlukan dalam kuantiti yang kecil, enzim memainkan peranan yang besar dalam memungkinkan bilangan besar tindak balas biokimia berlaku. Keunikan enzim juga terletak pada kebolehannya untuk digunakan berulang kali tanpa dimusnahkan selepas tindak balas selesai. Ini menjadikan enzim ekonomikal dan efisien dalam proses biokimia.
Suhu juga memainkan peranan penting dalam aktiviti enzim, di mana suhu optimum bagi tindak balas enzim adalah pada suhu badan manusia iaitu 37 °C. Pada suhu ini, enzim mencapai aktiviti maksimumnya. Walau bagaimanapun, suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah boleh mengganggu struktur enzim dan mengurangkan aktivitinya.
DNA, atau deoksiribonukleik asid, merupakan penyimpan maklumat genetik dalam sel hidup. Maklumat yang diperlukan untuk sintesis enzim terkandung dalam struktur DNA. Proses sintesis enzim bermula dengan transkripsi, di mana heliks ganda DNA terbuka dan satu untai tunggal molekul RNA dibentuk. Proses ini dikenali sebagai transkripsi.
Selepas itu, molekul RNA yang terhasil meninggalkan nukleus dan bergerak ke sitoplasma, tempat ribosom berada. Di sinilah proses penting penterjemahan berlaku. Ribosom bertindak sebagai tapak di mana maklumat yang dibawa oleh RNA digunakan untuk membentuk molekul enzim yang diperlukan oleh sel. Proses ini membolehkan sel untuk menterjemahkan maklumat genetik yang disandikan dalam DNA menjadi produk protein yang aktif.
Jadi, DNA memainkan peranan penting dalam penyediaan maklumat yang diperlukan untuk sintesis enzim melalui proses transkripsi dan penterjemahan. Tanpa DNA yang betul, sel tidak dapat menghasilkan enzim yang diperlukan untuk pelbagai fungsi biokimia dan proses metabolik dalam organisma hidup. Ini menunjukkan betapa pentingnya peranan DNA dalam kehidupan sel dan kesinambungan proses biologi.
ENZIM + SUBSTRAT --> KOMPLEKS ENZIM-SUBSTRAT --> ENZIM + HASIL terdapat 3 tindakan enzim: 1) koenzim 2) perencatan tidak bertanding 3) perencatan organofosfat
Selama bertahun-tahun, saintis berpendapat bahawa pengikatan enzim-substrat berlaku dalam fesyen "mangga-dan-kunci" yang mudah. Model ini menegaskan bahawa enzim dan substrat sesuai dengan sempurna dalam satu langkah serta-merta. Walau bagaimanapun, penyelidikan semasa menyokong pandangan yang lebih halus tentang saintis yang memanggil kesesuaian teraruh (Rajah 1). Model ini mengembangkan model kunci dan kunci dengan menerangkan interaksi yang lebih dinamik antara enzim dan substrat. Apabila enzim dan substrat bersatu, interaksi mereka menyebabkan perubahan sederhana dalam struktur enzim yang mengesahkan susunan pengikatan yang ideal antara enzim dan keadaan peralihan substrat. Pengikatan yang ideal ini memaksimumkan keupayaan enzim untuk memangkinkan tindak balasnya.
Apabila enzim mengikat substratnya, ia membentuk kompleks enzim-substrat. Kompleks ini menggalakkan perkembangan pesat tindak balas dalam satu daripada banyak cara. Pada peringkat asas, enzim menggalakkan tindak balas kimia yang melibatkan lebih daripada satu substrat dengan membawa substrat bersama dalam orientasi yang optimum. Kawasan yang sesuai (atom dan ikatan) bagi satu molekul disandingkan dengan kawasan yang sesuai bagi molekul lain yang mana ia mesti bertindak balas. Satu lagi cara enzim menggalakkan tindak balas substrat adalah dengan mewujudkan persekitaran optimum dalam tapak aktif untuk tindak balas berlaku. Tindak balas kimia tertentu mungkin berjalan dengan baik dalam persekitaran yang sedikit berasid atau bukan kutub. Sifat kimia yang muncul daripada susunan tertentu sisa asid amino dalam tapak aktif mewujudkan persekitaran yang sempurna untuk substrat khusus enzim bertindak balas.
Kompleks enzim-substrat juga boleh memudahkan tindak balas dengan membengkokkan molekul substrat sedemikian rupa untuk memudahkan pemecahan ikatan, membantu mencapai tindak balas untuk meneruskan. Akhirnya, enzim juga boleh memudahkan tindak balas dengan mengambil bahagian dalam tindak balas kimia itu sendiri. Sisa asid amino boleh menyediakan ion atau kumpulan kimia tertentu yang sebenarnya membentuk ikatan kovalen dengan molekul substrat sebagai langkah yang perlu dalam proses tindak balas. Dalam kes ini, adalah penting untuk diingat bahawa enzim akan sentiasa kembali ke keadaan asalnya apabila tindak balas selesai. Salah satu ciri ciri enzim ialah ia kekal pada akhirnya tidak berubah oleh tindak balas yang dimangkinkannya. Selepas enzim memangkinkan tindak balas, ia mengeluarkan produknya.
Enzim digunakan dalam industri kimia serta pengunaan industri lain apabila pemangkin tertentu diperlukan untuk dalam sesuatu prosedur tertentu. Ia biasanya terhad kepada bilangan tindak balas yang perlu dimangkinkan serta kestabilan yang sedia ada apabila bercampur dengan larutan organik atau didedahkan kepada suhu yang tinggi. Oleh sebab itu, suatu bidang khas telah diwujudkan bagi menjuruterakan protein-protein tertentu bagi menghasilkan enzim yang bercirikan baru dan dikehendaki sama ada melalui reka bentuk yang rasional mahupun evolusi secara in vitro.[3][4] Usaha-usaha ini kini mula membuahkan hasil, dan terdapat enzim-enzim yang diperoleh secara rekaan daripada kajian yang dilakukan untuk memangkinkan tindak balas yang tidak berlaku secara semulajadi.[5]
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.
Sesetengah enzim tidak memerlukan komponen tambahan untuk menunjukkan aktiviti penuh. Yang lain memerlukan molekul bukan protein yang dipanggil kofaktor untuk terikat untuk aktiviti. Kofaktor boleh sama ada bukan organik (cth., ion logam dan gugusan besi-sulfur) atau sebatian organik (cth., flavin dan heme). Kofaktor ini mempunyai banyak tujuan; sebagai contoh, ion logam boleh membantu dalam menstabilkan spesies nukleofilik dalam tapak aktif. Kofaktor organik boleh sama ada koenzim, yang dibebaskan daripada tapak aktif enzim semasa tindak balas, atau kumpulan prostetik, yang terikat rapat dengan enzim. Kumpulan prostetik organik boleh terikat secara kovalen (cth., biotin dalam enzim seperti piruvat karboksilase).
Kadangkala kadar tindak balas enzim juga boleh terencat oleh beberapa perencat enzim;
Perencat dan substrat yang kompetitif tidak boleh mengikat enzim pada masa yang sama[6]. Selalunya perencat kompetitif sangat menyerupai substrat sebenar enzim. Sebagai contoh, ubat methotrexate adalah perencat kompetitif enzim dihydrofolate reductase, yang memangkinkan pengurangan dihydrofolate kepada tetrahydrofolate[7]. Persamaan antara struktur dihidrofolat dan ubat ini ditunjukkan dalam angka yang disertakan. Perencatan jenis ini boleh diatasi dengan kepekatan substrat yang tinggi. Dalam sesetengah kes, perencat boleh mengikat tapak selain daripada tapak mengikat substrat biasa dan memberikan kesan alosterik untuk menukar bentuk tapak mengikat biasa.[8]
Perencat bukan kompetitif mengikat ke tapak selain daripada tempat substrat mengikat. Substrat masih terikat dengan pertalian biasa dan oleh itu Km kekal sama. Walau bagaimanapun perencat mengurangkan kecekapan pemangkin enzim supaya Vmax dikurangkan. Berbeza dengan perencatan kompetitif, perencatan bukan kompetitif tidak dapat diatasi dengan kepekatan substrat yang tinggi.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
