Faktor Enzim: Substrat, Konsentrasi & Inhibitor
Setelah ini kamu bisa menjelaskan pengaruh konsentrasi substrat serta inhibitor kompetitif dan nonkompetitif pada kerja enzim.
Banyak obat bekerja dengan menghentikan enzim tertentu. Obat aspirin menghambat enzim yang membuat zat peradangan. Banyak obat AIDS menghentikan enzim yang memperbanyak virus. Cara kerjanya bermacam-macam: ada yang menyerang langsung di pintu masuk enzim (situs aktif), ada yang menyerang dari sisi lain. Inilah yang disebut inhibitor — zat yang menghambat kerja enzim. Memahami jenis inhibitor penting untuk merancang obat yang tepat. Coba pilah jenisnya di bawah.
Konsentrasi substrat dan saturasi
Bila konsentrasi substrat ditambah, laju reaksi enzim mula-mula naik cepat — semakin banyak substrat, semakin banyak tumbukan. Tetapi pada titik tertentu, laju berhenti naik dan mendatar. Ini disebut saturasi: semua situs aktif enzim sudah penuh bekerja, sehingga menambah substrat lagi tidak mempercepat. Laju maksimum ini disebut Vmax. Setengah dari Vmax dicapai pada konsentrasi substrat tertentu yang disebut Km (konstanta Michaelis) — semakin kecil Km, semakin efisien enzim.
Saturasi enzim adalah keadaan ketika semua situs aktif enzim telah terisi substrat sehingga laju reaksi mencapai maksimum dan tidak bisa naik lagi meskipun substrat ditambah.
Pasangkan kondisi dengan efeknya.
Inhibitor kompetitif dan nonkompetitif
Inhibitor kompetitif adalah zat yang bentuknya mirip substrat, sehingga bersaing memperebutkan situs aktif enzim. Inhibitor ini menempati situs aktif, sehingga substrat asli tidak bisa masuk. Karena bersaing, efek inhibitor kompetitif bisa diatasi dengan menambah konsentrasi substrat — substrat akan mengalahkan inhibitor dalam persaingan. Inhibitor nonkompetitif berbeda: ia menempel di tempat lain (bukan situs aktif), tetapi menyebabkan enzim berubah bentuk sehingga situs aktif tidak lagi cocok dengan substrat. Karena tidak bersaing dengan substrat, efeknya tidak bisa diatasi dengan menambah substrat.
Bagi ciri saturasi enzim.
Lihat kurva laju enzim terhadap substrat sebagai plot interaktif.
Bayangkan enzim sebagai kasir toko dan substrat sebagai pelanggan. Bila pelanggan sedikit, kasir menganggur — tambah pelanggan akan mempercepat antrian diselesaikan (laju naik). Tetapi bila pelanggan sudah berjejal dan kasir penuh bekerja, tambah pelanggan lagi hanya memperpanjang antrean — kasir sudah jenuh (saturasi). Inhibitor kompetitif seperti penipu yang menyamar jadi pelanggan dan menempati kasir; bisa diusir dengan pelanggan asli yang lebih banyak. Inhibitor nonkompetitif seperti orang yang merusak mesin kasir dari belakang — berapa pun pelanggan, kasir tetap rusak.
Coba dulu di kertas, baru buka.
Soal. Suatu obat bersaing dengan substrat asli untuk menempati situs aktif enzim. Termasuk jenis inhibitor apa? Bagaimana cara mengatasinya?
Obat yang menempati situs aktif dan bersaing dengan substrat = inhibitor kompetitif.
Inhibitor kompetitif bentuknya mirip substrat dan menempel pada situs aktif.
Efek inhibitor kompetitif dapat diatasi dengan menambah konsentrasi substrat — substrat akan mengalahkan inhibitor dalam persaingan memperebutkan situs aktif.
Jebakan: mengira semua inhibitor bisa diatasi dengan menambah substrat. Yang benar: hanya inhibitor kompetitif yang bisa diatasi dengan menambah substrat (karena bersaing). Inhibitor nonkompetitif menempel di tempat lain dan mengubah bentuk enzim — tambah substrat apa pun tidak menolong.
Jebakan: menganggap tambah substrat selalu mempercepat reaksi. Yang benar: hanya sampai titik saturasi. Setelah semua situs aktif enzim penuh, tambah substrat tidak lagi mempercepat — laju mendatar di Vmax. Enzim menjadi faktor pembatas, bukan substrat.
- Konsentrasi substrat menaikkan laju enzim sampai saturasi (Vmax).
- Pada saturasi semua situs aktif enzim penuh.
- Inhibitor kompetitif: mirip substrat, di situs aktif, bisa diatasi substrat.
- Inhibitor nonkompetitif: di tempat lain, mengubah bentuk, tak bisa diatasi substrat.
- Km = konsentrasi substrat saat laju setengah Vmax.