ENZIM HIDROLITIK: KARAKTERISTIK, KLASIFIKASI, FUNGSI - ANATOMI DAN FISIOLOGI - 2025

The enzim hidrolitik atau hidrolase, adalah molekul yang reaksi mengkatalisis hidrolisis (hidro = air; lisis = pecah), yaitu katalisasi reaksi kimia antara molekul air dan molekul lainnya.

Hidrolase, seperti kebanyakan enzim, adalah protein di alam, artinya mereka terdiri dari satu atau lebih polipeptida atau rantai asam amino.

Diagram pita enzim hidrolitik alfa-amilase pankreas manusia. Diambil dan diedit dari Karya sendiri. , melalui Wikimedia Commons.

Enzim hadir di hampir semua reaksi biokimia pada organisme hidup. Mereka bertanggung jawab untuk mempercepat reaksi ini dengan mengurangi tingkat energi reaksi.

Misalnya, sebagian besar enzim pencernaan bersifat hidrolitik. Ini bertanggung jawab untuk mempercepat pemecahan molekul kompleks di bolus.

Hasil dekomposisi dalam bentuk yang lebih sederhana yang mudah diserap oleh organisme. Enzim tidak hanya memenuhi fungsi vital dalam organisme tetapi juga penting secara medis dan ekonomi.

karakteristik

Enzim umumnya adalah molekul protein besar dengan aktivitas yang diatur. Semuanya memiliki bentuk 3D tertentu. Ini bekerja pada konsentrasi rendah.

Mereka tidak dimodifikasi selama reaksi, sehingga dapat dipulihkan tanpa perubahan struktur molekul atau proteinnya. Mereka dapat memproses substrat dengan kecepatan variabel yang dapat melibatkan ribuan molekul per menit.

Mereka spesifik dan dapat didenaturasi dan / atau dipengaruhi oleh perubahan suhu, pH, konsentrasi substrat, dan lain-lain.

Untuk bagiannya, enzim hidrolitik adalah kelompok enzim terbesar yang diketahui. Ada lebih dari 200 hidrolase yang mengkatalisis reaksi yang memutus ikatan Karbon - Oksigen, Karbon - Nitrogen, Karbon - Karbon, Fosfor - Oksigen (Anhidrida Fosfor), bahkan ikatan Fosfor - Nitrogen.

Karakteristik penting lainnya dari enzim hidrolitik adalah kekhususan substratnya yang luas dan bersifat stereoselektif.

Klasifikasi

Klasifikasi enzim hidrolitik didasarkan terutama pada sifat ikatan terhidrolisis, dan substrat. Istilah taksonomi menyebut jenis enzim hidrolase atau enzim hidrolitik.

Di sisi lain, nama umum enzim terdiri dari sufiks -ase, misalnya kolinesterase, esterase dan protease.

Akhirnya, menurut Persatuan Internasional Biokimia dan Biologi Molekuler, enzim diklasifikasikan berdasarkan angka yang disebut EC (komisi enzim).

Hidrolase termasuk dalam kelompok 3 (EC3). Ini pada gilirannya dibagi lagi sesuai dengan jenis ikatan yang dihidrolisisnya. Misalnya, jika enzim menghidrolisis amida linier, jumlahnya adalah EC3.5.1, dan jika enzim menghidrolisis serin, jumlahnya adalah EC3.4.16.21.

Fungsinya di tubuh manusia

Kolinesterase

Cholinesterase adalah salah satu enzim hidrolitik terpenting yang diketahui. Ini menghidrolisis asetilkolin dan mengubahnya menjadi kolin dan asam asetat.

Reaksi spesifik ini bekerja setelah transmisi impuls saraf, menghentikan aksi molekul neurotransmitter (asetilkolin).

Enzim pencernaan

Salah satu reaksi enzimatik yang paling banyak dipelajari adalah degradasi makanan pada organisme. Diketahui bahwa selama pencernaan enzim lipase bertanggung jawab untuk menghidrolisis lipid dan protease menyebabkan pemecahan protein untuk mendapatkan asam amino.

Enzim hidrolitik bertanggung jawab untuk memecah atau membagi molekul besar dan mengubahnya menjadi bentuk yang lebih sederhana. Molekul-molekul yang diperoleh ini akan digunakan dalam sintesis, ekskresi limbah atau sebagai sumber karbon untuk mendapatkan energi.

Karakteristik luar biasa dari enzim hidrolitik pencernaan adalah enzim ekstraseluler dan bercampur dengan makanan saat melewati saluran pencernaan.

Enzim ini diproduksi oleh sel-sel yang melapisi lambung, usus, dan organ lain seperti pankreas.

Pencernaan seluler

Lisosom adalah protagonis utama pencernaan seluler. Ada lebih dari 50 enzim hidrolitik spesifik yang terkandung dalam struktur seluler ini.

Enzim ini memenuhi fungsi mencerna bahan organik kompleks, mengubahnya menjadi molekul yang lebih sederhana, misalnya sebagai: monosakarida atau asam amino.

Aplikasi

-Industri

Farmasi

Kemajuan teknologi dan ilmu pengetahuan selama 20 tahun terakhir telah menghasilkan penemuan-penemuan penting di bidang molekuler tentang mekanisme kerja senyawa.

Dari enam jenis enzim yang diketahui, enzim hidrolitik adalah yang paling banyak digunakan (60%) dalam proses biokatalitik industri farmasi.

Lipase adalah enzim hidrolitik yang mengubah triasilgliserol menjadi gliserol dan asam lemak bebas. Enzim ini digunakan, dalam industri farmasi, untuk mengembangkan profen (obat anti-inflamasi) yang bekerja melawan penyakit reumatoid, artritis, nyeri punggung bawah, dll.

Lipase lain digunakan untuk mengembangkan senyawa seperti sinton kiral (antijamur) dan lotrafiban, yang merupakan obat yang digunakan untuk mencegah episode trombotik.

Makanan

Saat ini, hidrolase adalah enzim penting dalam produksi berbagai produk makanan, karena berbagai aplikasi yang mereka miliki di hampir semua proses industri saat ini.

Bidang minat yang terkait dengan penggunaan enzim hidrolitik adalah sintesis atau produksi biomassa lignoselulosa. Biomassa ini memiliki potensi besar di industri untuk mendapatkan biofuel.

Di sisi lain, protease, enzim yang mengkatalisis hidrolisis senyawa peptida, memiliki aplikasi yang tinggi dalam industri pangan, terutama dalam pembuatan hidrolisat protein kedelai.

Mereka juga berfungsi untuk meningkatkan kualitas roti, dalam pemanis, mengurangi rasa pahit dari berbagai makanan, bahkan sebagai pelunak daging.

Industri pertanian menggunakan pektinase. Ini adalah sekelompok enzim yang mampu memecah asam bercabang tinggi dan polimer netral (kelompok pektin) yang ditemukan di dinding sel tumbuhan.

Pektinase yang paling banyak digunakan di tingkat pertanian industri berasal dari mikroorganisme yang disebut Aspergillus niger dan digunakan untuk fermentasi dalam kultur terendam dan fermentasi substrat padat.

Pektinase juga digunakan dalam produksi jus atau jus buah dan berfungsi untuk menurunkan kekeruhan atau memperjelas, meningkatkan kualitasnya. Mereka juga menggunakannya untuk produksi selai dan bubur buah.

Mikroorganisme spesies Aspergillus niger digunakan untuk mendapatkan pektinase. Diambil dan diedit dari: Mogana Das Murtey dan Patchamuthu Ramasamy, melalui Wikimedia Commons.

Deterjen

Protease pencernaan telah dikenal untuk membersihkan pakaian sejak awal abad terakhir. Pada akhir abad terakhir, kebanyakan deterjen mengandung enzim pencernaan seperti amilase dan lipase.

Diketahui bahwa penggunaan enzim ini dalam industri deterjen membuat proses pencucian lebih efisien. Mereka mengurangi konsumsi air, dapat terurai secara hayati dan memastikan pembersihan total.

Bacillus licheniformis dan Aspergillus flavus menghasilkan protease yang digunakan untuk produksi deterjen. Produk yang diperoleh digunakan untuk menghilangkan noda asal protein seperti darah misalnya.

Jamur menghasilkan selulase. Selulase berfungsi sebagai deterjen untuk menghilangkan noda tanah atau kotoran tanaman. Enzim lain seperti lipase digunakan untuk menghilangkan noda yang berasal dari oleat seperti minyak atau lipstik. Jamur Aspergillus oryzae digunakan secara industri untuk menghasilkan enzim ini.

Referensi

1. Enzim. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
2. Enzim, Biokimia. Dipulihkan dari britannica.com.
3. Pengantar Enzim Kelas 3: Hidrolase. Dipulihkan dari chem.uwec.edu.
4. Hidrolase Dipulihkan dari chemistryexplained.com.
5. T. McKee & JR McKee (2003). Biokimia, edisi ke-3. Boston: McGraw-Hill.
6. Enzim pencernaan. Dipulihkan dari sciencelearn.org.nz
7. M. Hernaís. Biokatalisis diterapkan untuk memperoleh obat dan produk dengan nilai tambah tinggi. Bab VI. Dipulihkan dari analesranf.com.
8. Enzim dalam sabun cuci. Dipulihkan dari argenbio.org