Énzim mangrupa protéin, atawa kompléks protéin, nu ngatalisanréaksi kimiawi dina awak organisme. Na jero sél biologis téh lumangsung loba pisan réaksi kimiawi, nu mun tanpa énzim bakal lambat pisan sahingga moal ngadukung kahirupan. Énzim ngagancangkeun réaksi nepi ka rébuan kali lipet. Énzim ogé hiji hal anu sakuduna aya dina kuantitas anu loba sarta kualitas anu pas dina awak mahluk hirup, henteu kacuali manusa, sangkan awak sok cageur sarta kajaga ti sagala macem serangan panyakit.[1]
Énzim RNA atawa "ribozim" dijieunna tina RNA, lain protéin. Umumna ribozim ukur ngatalisan RNA splicing.
Struktur
Hiji énzim bisa mangrupa protéin badag nu diwangun ku sababaraha ratus asam amino, atawa sababaraha protéin nu polah babarengan salaku hiji unit.
Unggal bagéan énzim biasana mibanda tujuan/pungsi pangatur atawa struktural.
Enzim kisaran ukuranana ngan ukur 62 asam amino (4-oxalocrotonate tautomerase monomer), dugi ka 2.500 (sintétis asam lemak). Énzim umumna jauh langkung ageung tibatan substratna, sareng ngan ukur sakedik bagian (sakitar 3-4 asam amino) tina sakabéh struktur énzim anu langsung aub dina katalisis, bagian ieu disebat situs katalitik.
Di caket situs katalitik aya hiji atanapi langkung situs anu asam amino ngarahkeun orientasi molekul substrat. Kombinasi situs katalitik sareng situs disebut situs aktip. Bagéan sésana tina énzim dianggo pikeun ngajaga orientasi pertahanan sareng dinamika situs aktip [2]
Pungsi
Énzim ngatalisan réaksi kimiawi.
Peran énzim dina réaksi kimiawi
Énzim bisa ngagabungkeun dua atawa leuwih réaksi sahingga réaksi nu sacara térmodinamis nguntungkeun bisa dipaké pikeun "nyetir" réaksi séjénna nu sacara térmodinamis teu nguntungkeun. salah sahiji conto nu pangilaharna nyaéta énzim nu ngamangpaatkeun défosforilasi ATP pikeun réaksi kimiawi séjén nu teu patali.
Diagram réaksi katalitis, nunjukkeun énergi nu dipikabutuh (E) ngalawan waktu (t).
Substrat (A jeung B) perlu énergi nu badag (E1) pikeun ngahontal kaayaan transisi A...B, nu saterusna jadi produk ahir (AB). Énzimna (E) nyiptakeun microenvironment sahingga A jeung B bisa ngahontal kaayaan transisi (A...E...B) kalawan leuwih gampang, ngurangan jumlah énergi nu dipikabutuh (E2). Hasilna, réaksina leuwih gampang sahingga ningkatkeun laju réaksi.
Kaspésifikan
Énzim biasana spésifik dina réaksi nu dikatalisanana sarta substrat nu aub dina réaksina. Sipat struktur kompleméntér antara énzim jeung substrat mangrupa hal nu penting dina hal ieu (Gbr. 2).
Gambar 2: Hiji énzim (E) ngatalisan réaksi dua substrat (S1 jeung S2) pikeun ngabentuk hiji hasil (P). Énzim bisa migawé nepi ka sababaraha yuta réaksi katalitik unggal detikna. Pikeun nangtukeun laju maximum réaksi énzimatik, konsentrasi substrat dironjatkeun nepi ka kabentukna hasil aya dina laju nu tetep (Gbr. 3). Ieu mangrupa laju maximum (Vmax, tina velocity) énzim. Dina kaayaan kieu, sadaya loka aktif énzim pinuh/jenuh ku substrat. Hal ieu diajengkeun taun 1913 ku Leonor Michaelis jeung Maud Menten. Kusabab konsentrasi substrat nalika Vmax teu bisa diukur sacara tepat, énzim dicirikeun ku konsentrasi substrat nalika laju réaksina satengah ti maximumna. Konsentrasi substrat ieu disebut konstanta Michaelis-Menten (KM). Lolobana énzim nuturkeun kinetika Michaelis-Menten.
Jalur métabolis
Sababaraha énzim bisa gawé bareng ngawangun hiji susunan husus, nyiptakeun jalur métabolis. Dina hiji jalur métabolis, hiji énzim nyokot produk énzim séjén salaku substrat. Satutasna réaksi katalitis, produkna dibikeun ka énzim séjénna. Produk ahir jalur sarupa kitu kadang jadi inhibitor pikeun salah sahiji énzim-énzim na awal jalur (biasana léngkah kahiji nu teu bisa balik, disebut committed step), sahingga ngatur jumlah produk ahir nu dijieun ku jalur éta.
The basic feedback inhibition mechanism, where the product (P) inhibits the committed step (A->B).
Sequential feedback inhibition. The end products P1 and P2 inhibit the first committed step of their individual pathway (C->D or C->F). If both products are present in abundance, all pathways fron C are blocked. This léads to a buildup of C, which in turn inhibits the first common committed step A->B.
Enzyme multiplicity. éach end product inhibits both the first individual committed step and one of the enzymes performing the first common committed step.
Concerted feedback inhibition. éach end product inhibits the first individual committed step. Together, they inhibit the first common committed step.
Cumulative feedback inhibition. éach end product inhibits the first individual committed step. Also, éach end product partially inhibits the first common committed step.
Modél mékanis-kuantum katalisis énzim
Kuliah "Quantum Theory of some Biochemical Reactions" nu didugikeun na Kongrés Biofisis Internasional IV (Moscow, 1972) ku R.R. Dogonadze jeung Z.D. Urushadze ngarumuskeun modél mékanis kuantum munggaran ngeunaan bentuk pangbasajanna katalisis énzim. Taun 1972-1973, hasil gawé M.V. Volkenshtein, R.R. Dogonadze, A.K. Madumarov, Z.D. Urushadze, jeung Yu.I. Kharkats ngarumuskeun modél (fisik) mekanis-kuantum katalisis énzim. Karya ieu ngabuktikeun peran transformasi konformasional dina réaksi katalitis.
Énzim jeung kaséhatan
Énzim dipikabutuh ku organisme hirup, gangguan na hiji énzim ti kira 2.000 nu aya na awak urang bisa ngakibatkeun kasakit parna nu bisa nepi ka tiwasna. Hiji conto kasakit nu disababkeun ku gangguan fungsi hiji énzim nyaéta fénilketonuria (PKU). Énzim fénilalanin hidroxilase, nu kuduna ngarobah asam amino ésénsil fénilalanin jadi tirosin teu bisa meta, sahingga fénilalanin numpuk nu ngakibatkeun rétardasi méntal.
Énzim na awak manusa bisa ogé dipangaruhan ku inhibitor. Aspirin, misalna, nyegah énzim nu ngahasilkeun prostaglandin (messengerinflamasi), sahingga suppressing pain and inflammation. Énzim ogé dimangpaatkeun dina produk sapopoé kayaning deterjén, nu nyepetkeun réaksi kimia méré sihan papakéan (misalna, méré sihan noda getih).
Énzim cerna jeung métabolik
Gizi pikeun sato gumantung ka énzim cerna kayaning amilase, tripsin, jeung kimotripsin na ciduh. Peran utamana nyéta pikeun nyerna dahareun sahingga zat gizina sadia pikeun prosés na bagian awak nu mikabutuhna.
Golongan énzim séjénna nyaéta énzim métabolik, nu peranna pikeun ngatalisan réaksi kimia dina unggal prosés na jero awak. lolobana sél urang (iwal ti éritrosit), bakal hanaang ku oxigén najan oxigénna ngalayah lamun énzimna, sitokrom oxidase teu meta. Énzim ogé dipikabutuh pikeun kontraksi jeung rélaxasi otot. Mémang nyatana, tanpa dua golongan énzim ieu, kahirupan (cerna jeung métabolik) moal aya.
ku sabab énzim mangrupa protéin, purifikasi énzim dimimitian ku purifikasi protéin. Unggal hambalan na prosedur purifikasi diponcorong kaaktifan énzimna.
Koshland D. The Enzymes, v. I, ch. 7, Acad. Press, New York, 1959
Perutz M. Proc.Roy.Soc., B 167, 448, 1967
M.V. Volkenshtein, R.R. Dogonadze, A.K. Madumarov, Z.D. Urushadze, Yu.I. Kharkats. Théory of Enzyme Catalysis.- Molekuliarnaya Biologia, Moscow, 6, 1972, pp. 431–439 (Basa RusiaI, ihtisar dina basa Inggris)
M.V. Volkenshtein, R.R. Dogonadze, A.K. Madumarov, Z.D. Urushadze, Yu.I. Kharkats. Electronic and Conformational Interactions in Enzyme Catalysis.- In: E.L. Andronikashvili (Ed.), Konformatsionnie Izmenenia Biopolimerov v Rastvorakh, Publishing House "Nauka", Moscow, 1973, pp. 153–157 (Basa Rusia, ihtisar dina basa Inggris)
R.R. Dogonadze, Z.D. Urushadze, V.K. Khidureli. Calculation of Kinetic Paraméters of réactions with the Conformational Transformations.- In: E.L. Andronikashvili (Ed.), Konformatsionnie Izmenenia Biopolimerov v Rastvorakh, Publishing House "Metsniereba", Tbilisi, 1975, pp. 368–375 (Basa Rusia)
