Cara Kerja Enzim: Teori Gembok dengan Anak Kuncinya, dan Teori Kecocokan Terinduksi

Enzim memiliki sisi aktif (berbentuk celah atau kantung) yang berfungsi sebagai katalis. Enzim meningkatkan laju reaksi kimia dengan cara menurunkan energi aktivasi (EA). Energi aktivasi adalah energi minimum yang dibutuhkan agar reaksi kimia tertentu dapat terjadi. Energi aktivasi (EA) yang sangat besar merupakan rintangan terjadinya reaksi sehingga energi aktivasi tersebut perlu diturunkan. Pada beberapa reaksi metabolisme, memerlukan energi aktivasi yang terlalu besar sehingga diperlukan suhu yang tinggi. Namun, suhu yang tinggi akan merusak atau bahkan mematikan sel. Dengan adanya enzim, reaksi dapat berlangsung tanpa merusak atau mematikan sel.

Gambar. Perbandingan energi aktivasi (EA) pada reaksi tanpa enzim dan jika ada enzim

Enzim berbentuk tiga dimensi dengan sisi aktif yang sangat spesifik sehingga hanya molekul substrat tertentu yang dapat berikatan. Dengan kata lain, enzim tertentu dapat bekerja hanya pada substrat tertentu. Mula-mula enzim akan berikatan dengan substrat. Setelah berbentuk produk, enzim akan terlepas kembali. Ada dua teori yang dapat menerangkan kerja enzim terhadap substrat, yaitu teori gembok dengan anak kuncinya (lock and key theory) dan teori kecocokan terinduksi (induced fut theory).

Teori gembok dengan anak kuncinya (lock and key theory)

Bentuk sisi aktif enzim sangat spesifik sehingga substrat harus memiliki bentuk molekul tertentu yang sesuai. Enzim akan bergabung dengan substrat membentuk ikatan kompleks bagaikan gembok dengan anak kuncinya. Namun, jika bentuk sisi aktif enzim dengan substrat tidak cocok, tidak akan terjadi ikatan kompleks. Dalam ikatan kompleks, substrat akan bereaksi dengan energi aktivasi (EA) yang rendah. Setelah terjadi reaksi dan terbentuk pruduk, enzim akan terbebaskan. Ketika sisi aktif enzim sudah kosong kembali tetapi masih tersedia molekul substrat lainnya, akan terjadi ikatan dan reaksi kembali, dan seterusnya.

Teori kecocokan terinduksi (induced fit theory)

Enzim mempunyai bentuk sisi aktif yang fleksibel (bukan bentuk yang kaku). Pada saat substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif enzim akan termodifikasi melindungi substrat sehingga terbentuk ikatan kompleks antara enzim dengan substrat. Setelah produk terlepas, sisi aktif enzim akan kembali seperti semula. Jika masih ada substrat yang lain, akan terjadi ikatan kompleks kembali dan seterusnya.

Gambar. Skema kerja enzim dalam reaksi katabolisme