Mengenal Sifat dan Cara Kerja Enzim Katalase

Tubuh manusia diciptakan dengan begitu sistemik. Masing-masing unsur atau bagian-bagian dalam tubuh memiliki peran, fugsi, dan cara kerjanya tersendiri. Salah satu unsur yang tak kalah penting di dalam manusia adalah enzim. Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis yang mempercepat atau memperlambat reaksi untuk nantinya dilepaskan kembali seperti semula. Ada banyak jenis enzim di dalam tubuh, salah satunya enzim katalase.

Jika tidak terdapat keberadaan enzim, maka dalam suatu reaksi dirasa akan sangat sulit terjadi. Berbeda lagi jika terdapat keberadaan enzim, maka kecepatan reaksi pada enzim akan bisa mengalami peningkatan pesat dari awalnya 107 sampai 1013 kali.

Enzim katalase adalah molekul yang terbentuk dari protein yang fungsi utamanya sebagai katalisator. Katalisator adalah proses untuk mempercepat reaksi dalam berbagai proses kimia di dalam tubuh. Enzim katalase yang mempunyai kandungan ion besi (Fe) dan mampu melakukan penguraian sebanyak 5 juta molekul khususnya hidrogen peroksida (H2O2) setiap menitnya pada 00C.

Hidrogen peroksida hanya bisa mengalami proses penguraian oleh atom besi, tetapi waktu yang diperlukan oleh satu atom besi untuk menguraikan beberapa molekul hydrogen peroksida adalah selama sekitar 300 tahun. Kemudian satu molekul katalase yang terdapat kandungan satu atom besi akan mengalami proses penguraian dalam kurun waktu satu detik.

Enzim katalase ini dapat ditemukan pada hampir semua makhluk hidup di muka bumi, baik itu hewan, tumbuhan, dan manusia. Pada manusia, enzim ini ditemukan di hati.

  • Cara Kerja Enzim Katalase

Cara kerja enzim cenderung lebih spesifik, maksudnya suatu enzim hanya bisa melakukan proses pengubahan terhadap zat–zat tertentu saja. Dengan kata lain, ternyata enzim hanya bisa ikut andil dalam mempengaruhi satu reaksi saja dan tidak bisa memberi pengaruh terhadap reaksi lain yang bukan termasuk bidangnya. Satu enzim yang bersifat khusus untuk satu substrat, contohnya pada enzim katalase yang hanya bisa melakukan hidrolisis terhadap H2O2 sehingga menghasilkan  H2O dan juga O2.

Enzim katalase bekerja dengan cara mengurai hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen. Enzim ini mencegah penumpukkan hidrogen peroksida dalam tubuh serta melindungi organel dan jaringan seluler dari radikal bebas.

Hidrogen peroksida adalah senyawa kimia yang terus diproduksi oleh berbagai reaksi metabolisme di dalam tubuh. Penumpukkan hidrogen peroksida dapat menyebabkan kerusakan dalam tubuh karena senyawa kimia ini dapat menyerang biokimia penting seperti protein dan DNA.

Reaksi katalase berjalan dalam 2 tahap. Pertama, hidrogen peroksida masuk ke sisi aktif katalase dan berinteraksi dengan asam amino Asn147 (asparagine di posisi ke-147) dan His74 (histidine di posisi ke-74) menyebabkan pembentukan oksigen yang berikatan dengan besi (O=Fe(IV)). Sisa reaksi dilepaskan sebagai air. Selanjutnya, hidrogen peroksida kedua bereaksi dengan O=Fe(IV) untuk membentuk Fe(III)-E dan melepaskan air dan oksigen.

Beberapa katalase memiliki fungsi ganda, sebagai katalase dan sebagai peroksidase. Pada katalase-peroksidase ini, berbagai bahan organik dapat digunakan sebagai donor hidrogen, seperti alkohol, yang bisa dioksidasi di liver (hati).

  • Sifat Enzim Katalase

Masing-masing enzim memiliki sifatnya tersendiri. Hal ini berkaitan dengan cara kerja dan fungsi mereka bagi kelangsungan mekanisme di dalam tubuh makhluk hidup. Sifat enzim-enzim tersebut amat unik. Nah, berikut ini adalah beberapa sifat dari enzim katalase yang perlu untuk diketahui:

  • Berat molekul: 232-240 kDa.
  • pH optimal: netral (7) pada manusia dan beragam (pH 4-11) pada berbagai spesies.
  • Suhu optimal: 25° C dan beragam pada berbagai spesies.
  • Titik isoelektrik: 5.4.
  • Struktur katalase yang kaku dan stabil membuatnya resisten terhadap unfolding sehingga lebih tahan terhadap perubahan pH serta denaturasi dan proteolisis karena suhu tinggi, bila dibandingkan dengan kebanyakan enzim lainnya.
  • Diproduksi selama fase stationer ketika jumlah protein tinggi dan ketika terjadi keseimbangan antara sintesis dan degradasi protein (protein turnover).
  • Gen yang mengkode katalase adalah CAT, yang terletak di kromosom 15, misalnya pada Bos Taurus (sapi).
  • Gen tersebut juga ditemukan antara lain pada manusia, simpanse, anjing, tikus, kucing, ikan, lalat buah, nyamuk, dan mikroorganisme seperti Saccromyces cerevisiae (khamir), dan Neurospora crassa (jamur).

***

Itulah beberapa hal penting yang dapat diketahui mengenai sifat dan cara kerja enzim katalase di dalam serangkaian mekanisme tubuh makhluk hidup, utamanya manusia. Sama seperti unsur-unsur lain, keberadaan enzim tak boleh kurang atau bahkan hilang sama sekali demi menjaga keseimbangan tubuh manusia itu sendiri.

Tinggalkan Balasan

Comment
Name*
Mail*
Website*