Faktor yang Mempengaruhi Enzim: Suhu & pH
Setelah ini kamu bisa menjelaskan pengaruh suhu dan pH pada aktivitas enzim (titik optimum dan denaturasi).
Coba letakkan satu tetes enzim pencerna ke dalam air es, air suam, dan air mendidih. Pada air es, reaksi nyaris berhenti. Pada air suam, reaksi berjalan cepat. Tetapi pada air mendidih, reaksi juga berhenti total — bukan dipercepat, melainkan enzimnya rusak. Inilah inti pengaruh suhu pada enzim: ada satu suhu terbaik (optimum), tetapi suhu terlalu tinggi justru menghancurkan enzim. Hal serupa berlaku untuk pH. Coba pilah pengaruhnya di bawah.
Suhu dan kurva lonceng enzim
Pengaruh suhu pada enzim membentuk kurva lonceng khas. Pada suhu rendah, molekul bergerak lambat sehingga tumbukan antara enzim dan substrat jarang — aktivitas enzim rendah. Saat suhu naik, molekul bergerak lebih cepat, tumbukan lebih sering, aktivitas enzim meningkat. Puncak kurva disebut suhu optimum — suhu saat enzim bekerja paling cepat. Untuk enzim tubuh manusia, suhu optimum sekitar 37 derajat Celsius. Tetapi di atas suhu optimum, struktur protein enzim mulai rusak (denaturasi) — situs aktif berubah bentuk, substrat tak lagi cocok, dan aktivitas jatuh tajam.
Suhu optimum adalah suhu saat enzim bekerja paling cepat. Denaturasi adalah kerusakan struktur protein enzim akibat suhu terlalu tinggi atau pH ekstrem, sehingga situs aktif berubah dan enzim kehilangan aktivitas.
Pasangkan enzim dengan pH optimumnya.
pH dan spesifisitas enzim
Tiap enzim memiliki pH optimum tersendiri — pH saat aktivitasnya paling tinggi. pH jauh dari optimum dapat merusak bentuk enzim dan menurunkan aktivitas. Hal ini menjelaskan mengapa enzim di lambung (pepsin) bekerja pada pH sangat asam (pH 2), karena lingkungan lambung memang asam. Sebaliknya enzim di usus (tripsin) bekerja pada pH sedikit basa (pH 8), karena lingkungan usus basa. Tiap enzim beradaptasi dengan lingkungan tempat ia bekerja.
Lihat kurva aktivitas enzim terhadap suhu sebagai plot interaktif.
Bagi ciri denaturasi enzim.
Bayangkan enzim seperti balon karet yang dibentuk menjadi sarung tangan dengan lima jari. Suhu optimum seperti udara yang mengembangkannya dengan pas — jari-jari terbentuk baik, sarung cocok dengan tangan. Tetapi kalau dipanaskan terlalu lama (suhu ekstrem), karet balon meleleh — jari-jari menyatu, bentuk hancur, sarung tak bisa lagi dipakai. Inilah denaturasi: kerusakan struktur yang membuat enzim kehilangan fungsi.
Coba dulu di kertas, baru buka.
Soal. Enzim pepsin di lambung bekerja optimal pada pH 2. Apa yang terjadi jika pepsin dipindahkan ke usus yang ber-pH 8?
Lambung pH 2 (sangat asam), usus pH 8 (basa). Selisihnya sangat besar.
pH 8 jauh dari optimum pepsin (pH 2), sehingga bentuk situs aktif pepsin berubah — enzim mengalami denaturasi parsial.
Pepsin menjadi tidak aktif di usus. Itulah sebabnya tubuh menghasilkan enzim usus yang berbeda (tripsin) yang optimum pada pH 8 — tiap enzim bekerja pada lingkungannya sendiri.
Jebakan: mengira suhu selalu mempercepat enzim. Yang benar: suhu mempercepat enzim hanya sampai suhu optimum. Di atas suhu optimum, enzim rusak (denaturasi) dan aktivitas jatuh tajam. Hubungan suhu-enzim berbentuk kurva lonceng, bukan garis naik terus.
Jebakan: menganggap semua enzim optimum pH 7. Yang benar: tiap enzim punya pH optimum sendiri, sesuai lingkungannya. Pepsin optimum pH 2 (lambung asam), tripsin pH 8 (usus basa). Mencampur enzim dengan pH yang salah akan menonaktifkannya.
- Pengaruh suhu berbentuk kurva lonceng: ada suhu optimum.
- Enzim tubuh manusia optimum sekitar 37 derajat Celsius.
- Suhu terlalu tinggi atau pH ekstrem menyebabkan denaturasi.
- Denaturasi = kerusakan struktur protein enzim.
- Tiap enzim punya pH optimum sendiri (pepsin pH 2, tripsin pH 8).