Reaksi Kimia dan Enzim: Mata Kuliah Biokimia Tanaman

Reaksi Kimia

Editor: Silverius

Apa itu Atom?

Atom adalah suatu partikel yang tidak dapat dibagi lagi. Sedangkan atom dapat dibagi atas inti atom dan kulit atom. Perhatikan gambar berikut:

Gambar Ilustrasi Kulit dan Inti Atom Serta Muatannya

Elektron yang mengelilingi inti memiliki tingkatan energi semakin besar, maka jarak kandungan energi semakin tinggi. Jika suatu elektron menerima tambahan elektron lebih tinggi maka ia akan pindah ke kulit luar. Ini dinamakan atom tereksitasi. Ketika elektron tidak stabil, dan ingin kembali pada posisi semula, elektron akan melepas kembali energi yang diterimanya. Beberapa istilah yang harus diketahui adalah: Senyawa adalah gabungan antara atom atau senyawa. Molekul adalah bagian terkecil dari suatu senyawa.

Atom-atom sebuah molekul dipersatukan oleh gaya tarik tenaga listrik yang berikatan. Semua molekul itu selalu bergerak dan pergerakan itu dengan arah acak. Gerakan yang paling kecil terjadi pada benda padat, dan yang paling besar adalah gas, dan medium adalah benda cair.

Akibat dari fenomena gerakan dengan arah yang acak, maka akan  terjadi benturan itu yang akan terjadi penggabungan maka terjadi reaksi kimia. Reaksi kimia terjadi tumbukan antar partikel. Tumbukan yang efektif akan menghasilkan reaksi kimia. 

Tipe reaksi kimia

• Sintesis atau penggabungan; Contoh sederhana = A + B --> (menjadi) AB
• Penguraian; Kebalikan dari pembentukan; Contoh sederhana = AB --> A + B
• Tipe Pertukaran; Contoh sederhana; AB+CD --> AC+BD
• Tipe penyusunan ulang; reaksi hanya mengalami perubahan susunan atomnya. Setiap reaksi kimia, selalu diikuti oleh perubahan energi. Contoh sederhana = A + B + Energi --> AB (dalam reaksi sintesis dibutuhkan energi), Sedangkan = AB --> A + B + Energi (dalam rekasi penguraian dilepaskan energi). Reaksi yang membutuhkan energi disebut Endergenik, sedangkan reaksi yang melepaskan energi disebut Eksergonik.

Reaksi kimia tidak berjalan spontan, tetapi perlu energi yang disebut sebagai energi aktivasi. Berikut diperlihatkan gambar ilustrasi tingkatan energi.

Gambar Tingkatan Energi

Usaha mereaksikan O2 dengan kayu --> pada suhu 100 - 200 derajat selsius terbakar. Ketika O2 mulai berkurang maka kayu yang terbakar akan mati.

Katalisis

Kecepatan reaksi dapat ditingkatkan dengan menaikan suhu. Tetapi kecepatan reaksi dapat ditingkatkan juga dengan katalisator dengan proses katalis. Berikut diuraikan cara kerja dari katalis: 

Katalis bekerja dengan cara menurunkan tingkat energi aktivasi. Perhatikan grafik contoh berikut:

Gambar Grafik Kerja Katalisator

Katalisator bekerja menurunkan  energi. Katalisator ini pada akhir reaksi katalisator dilepas kembali. 

Contoh:

A + X ----> AX

AX ----> B + C + X

A----------> B+C

Katalisator adalah zat yang mempercepat reaksi kimia dengan cara menurunkan energi aktivasi dan keluar dari energi. Penambahan katalisator tidak merubah energi. 

Enzim

Enzim adalah katalisator biologi yang mempercepat energi. Enzim juga merupakan Protein yang memiliki sifat-sifat katalisator. Makromolekul protein yang berfungsi sebagai katalisator organik dan sintesis enzim dalam tubuh organisme membutuhkan energi yang besar. Organel-organel dalam sel memiliki jenis enzim sendiri-sendiri. Perhatikan gambar struktur enzim berikut:

Enzim

Pola hubungan antara enzim dan kofaktor sangatlah erat dan menyatu yang bisa disebut sebagai prostetik, juga mempunyai pola hubungan yang tidak erat atau gampang lepas yang disebut dengan Koenzim. Keunikan dari enzim adalah mempunyai sisi aktif yang khasi. Mekanisme enzim biasa diistilahkan gembok kunci (key Lock) atas dasar struktur ini, enzim memiliki sifat-sifat tertentu.

Sifat-sifat Enzim adalah sebagai berikut:

1. Enzim meningkatkan reaksi kimia dengan cara menurunkan energi aktivasi 
2. Enzim tidak mengalami perubahan yang tetap, Sebab pada akhir reaksi enzim, akan terbentuk kembali maka ada yang diistilahkan dengan Turn Over Number. Perbandingan jumlah molekul substrat dengan jumlah molekul enzim. Umumnya berkisar dari 1000 sampai 1000000. Satu molekul enzim cukup untuk membantu 1.000.000 molekul substrat.
3. Hanya sedikit enzim yang dibutuhkan untuk membantu pengaruh yang besar pada proses, mengkatalisis substrat
4. Enzim bersifat sangat selektif artinya hanya substrat tertentu saja yang dikatalis. Berbeda urutan, bentuk berbeda.
5. Enzim bersifat termolabil dan dipengaruhi oleh pH atau mudah rusak oleh panas. Karena pada pH dan suhu tertentu Enzim mudah rusak.

Tugas: Buatlah ringkasan mengenai Kecepatan Reaksi Enzimatis dan tata nama Enzim serta Hambatan Enzim!