: Penentuan Aktivitas Enzim Amilase

Protein sebagai salah satu kelompok makromolekul adalah katalis yang sangat efektif untuk banyak reaksi kimia yang beragam karena kemampuan mereka untuk terikat secara spesifik pada banyak molekul. Dengan memanfaatkan gaya intermolekular, enzim membawa substrat pada orientasi optimal yang mana hal ini merupakan tahap stabilisasi keadaan transisi, yang merupakan bagian dengan tingkat energi yang paling tinggi dalam suatu reaksi kimia.

            Melalui stabilisasi keadaan transisi secara selektif, enzim menentukan satu dari beberapa reaksi kimia yang mungkin berlangsung.  Spesifisitas enzim berkaitan dengan interaksi yang tepat dari substrat dengan enzim, ini merupakan hasil dari struktur tiga dimensi dari protein enzim yang berbelit-belit.  Aktivitas katalitik enzim bergantung juga pada kehadiran molekul-molekul kecil yang disebut sebagai kofaktor.  Bila kofaktornya berupa molekul organik, maka secara khusus disebut sebagai koenzim.

            Dalam setiap reaksi kimia, terdapat tahapan-tahapan tertentu yang harus dilewati oleh suatu molekul hingga ia berubah menjadi produk.  Mulai dari tahap awal, di mana ia belum berubah, kemudian ada satu tahap di mana seluruh bagian atau fraksi molekul tersebut berada dalam keadaan energi paling tinggi dan tahap di mana zat awal telah berubah menjadi produk.

Suatu reaksi kimia, dimungkinkan untuk terjadi bila reaktannya mengandung energy dalam  yang mampu membawa semua fraksi molekul reaktan untuk mele

wati batasan energi sehingga semua bagian molekulnya bisa berada pada keadaan transisi.  Pada tahap ini, molekul mempunyai peluang yang sama apakah ia akan berubah menjadi produk atau kembali lagi membentuk reaktan.  Kecepatan reaksi tergantung pada banyaknya fraksi molekul yang berada pada keadaan transisi ini.  Semakin banyak, semakin cepat reaksi terjadi.  Untuk mencapai hal ini, dapat dilakukan antara lain dengan menaikkan temperatur reaksi sehingga energi kinetik molekul-molekul pereaksi meningkat dan semakin banyak yang dapat melewati batasan energi keadaan transisi.  Cara lain yaitu dengan menggunakan katalis yang akan menurunkan energi aktivasi sehingga semakin banyak molekul yang dapat mencapai keadaan transisi.

Enzim mempercepat reaksi dengan memfasilitasi pembentukan keadaan transisi, tanpa mengubah energi bebas reaksi, dan karenanya keadaan energi bebas produk dan substrat adalah sama.  Energi bebas untuk pencapaian keadaan transisi tidak ikut dihitung dalam penentuan energi bebas reaksi, karena energi bebas saat keadaan transisi atau energi aktivasi yang diperlukan, akan diperoleh kembali saat keadaan transisi berubah menjadi produk. Alhasil, energi bebas produk dan substrat atau reaktan adalah tetap, sedangkan laju reaksi dapat meningkat. Enzim mempercepat reaksi dengan mengurangi energi aktivasi.  Kombinasi enzim-substrat menghasilkan suatu jalur reaksi yang energi transisinya lebih rendah daripada yang dimiliki oleh reaksi yang tanpa dikatalisis.  Esensi dari katalisis adalah pengikatan yang khusus pada keadaan transisi. (Berg JM, dkk  . 2002).

            Konsentrasi substrat mempengaruhi dengan nyata kecepatan reaksi yang dikatalisis oleh enzim.  Pada konsentrasi substrat yang amat rendah, kecepatan maksimum amat rendah, tetapi, kecepatan ini akan meningkat dengan meningkatnya konsentrasi substrat.  Peningkatan laju reaksi akan semakin kecil seiring dengan terus bertambahnya konsentrasi substrat, hingga akhirnya akan dicapai suatu suatu titik batas, dan setelah titik ini dilampaui, kecepatan reaksi hanya akan meningkat sedemikian kecil dengan bertambahnya konsentrasi substrat.  Bagaimanapun tingginya konsentrasi substrat setelah titik ini dicapai, kecepatan reaksi akan mendekati tetapi tidak pernah mencapai garis maksimum.  Pada batas ini, yang disebut kecepatan maksimum (V_maks), enzim menjadi jenuh oleh substratnya, dan tidak dapat berfungsi lebih cepat.

            Pengaruh kejenuhan ini diperlihatkan oleh hampir semua enzim.  Selanjutnya, dari pengamatan akan hal ini, diperolehlah suatu teori umum mengenai kerja enzim, bahwa : enzim E pertama-tama bergabung dengan substratnya S dalam reaksi dapat balik, membentuk kompleks enzim-substrat ES.  Reaksi ini berlangsung relative cepat.  Kompleks ES lalu terurai dalam reaksi dapat balik kedua, yang lebih lambat, menghasilkan produk P, dan enzim bebas E.  Reaksi kedua merupakan tahap yang membatasi kecepatan.  Kecepatan reaksi katalitik menjadi maksimum jika semua enzim terdapat sebagai ES dan konsentrasi enzim bebas menjadi sangat kecil.  Keadaan ini tercapai pada konsentrasi substrat tinggi.  Jika konsentrasi S ditingkatkan maka, dapat dikatakan bahwa semua enzim bebas E berubah ke bentuk ES.  Pada reaksi yang kedua dalam siklus katalitik, kompleks ES terus-menerus, dan dengan cepat terurai menjadi P dan enzim bebas E.  Tetapi, bila konsentrasi substrat S cukup tinggi, enzim bebas E akan segera berikatan dengan molekul S yang lain.  Pada keadaan ini tercapai suatu keadaan kesetimbangan dengan enzim yang senantiasa jenuh oleh substratnya dan tercapai kecepatan maksimum.  Michaelis-Menten menurunkan suatu persamaan yang menghubungkan laju awal dengan konsentrasi substrat.

Dalam persamaan ini, v_o adalah kecepatan awal pada konsentrasi substrat [S], V_maks adalah kecepatan maksimum dan K_M adalah tetapan Michaelis-Menten enzim bagi substrat tertentu.  K_M bersifat khas bagi enzim tertentu, dengan substrat spesifik pada kondisi pH dan suhu tertentu. (Lehninger : 1982).

            Enzim amylase merupakan enzim yang menguraikan pati.  Enzim ini terdistribusi secara luas pada mikroba, tumbuhan dan hewan.  Mereka bertindak dengan menghidrolisis ikatan di antara unit-unit glukosa yang berikatan menghasilkan produk yang khas dengan enzim tertentu yang terlibat. (Prasanna, V.  Aiyer . 2005). 

Amilase merupakan enzim yang banyak dipelajari dan diaplikasikan pada berbagai keperluan industri bioteknologi.  Enzim ini diperjualbelikan sebanyak 25% dari total enzim yang lainnya.  Sumber enzim amylase didapatkan dari berbagai organisme termasuk tanaman, hewan dan mikroorganisme. 

Amilase mencerna karbohidrat (polisakarida) menjadi disakarida yang lebih sederhana, bahkan mengkonversi mereka menjadi monosakarida seperti glukosa.  Orang – orang yang tidak dapat mencerna lemak, seringkali mengkonsumsi gula dan karbohidrat untuk mengatasi kekurangan lemak dalam makanan mereka.  Amilase tidak hanya mencerna karbohidrat, tetapi juga mencerna sel darah putih yang mati (pus).  Amilase juga terlibat dalam reaksi antiinflamasi seperti yang disebabkan oleh pelepasan histamine dan zat-zat lain yang serupa.  Respon inflamasi biasanya terjadi pada organ yang berhubungan dengan lingkungan luar. (Anonim . 2012).

Terdapat beberapa macam enzim amilase.  Enzim α-amilase bertindak pada lokasi yang acak di sepanjang rantai polisakarida, memecah rantai panjang karbohidrat, terutama menghasilkan maltotriosa dan maltosa dari amilosa atau maltose.  Karena dia dapat bertindak di mana pun pada substrat, α-amilase cenderung bertindak lebih cepat dibanding β-amilase.  Pada manusia, baik saliva maupun amylase dari kelenjar pankreas adalah α-amilase.  Enzim ini bekerja optimal pada pH 6,7-7.  Selain α-amilase, ada juga β-amilase.  Enzim ini bekerja pada ujung non pereduksi.  Selama proses pematangan buah, enzim ini memecah pati menjadi  maltose, manghasilkan rasa manis pada buah yang matang.  Enzi mini bekerja pada pH optimum 4-5.   Jenis lainnya dari enzim amylase adalah γ-amilase.  Enzim amylase jenis ini, tidak seperti enzim amylase yang lain, memiliki pH optimum 3. (Anonim . 2010).

Adanya beberapa enzim yang dapat diujikan secara langsung karena diperlukan konsentrasi yang sangat rendah untuk mengkatalisis suatu bagian dari reaksi.  Oleh karena itu, adanya enzim dapat digambarkan dengan hilangnya substrat atau terbentuknya produk-produk reaksi.  Enzim diinkubasi dengan substrat pada kondisi yang sesuai, sehingga sampel akan terurai pada interval waktu tertentu dan kemudian dianalisis. (Maria Bintang . 2010).

ANALISA ASAM LEMAK BEBAS (FFA)

Dalam kimia terutama biokimia,asam lemak adalah asam karboksilat dengan panjang alifatik ekor ( rantai ),yang baik jenuh maupun tak jenuh.  Kebanyakan alami asam lemak rantai telah bahkan jumlah atom karbon dari 4 sampai 28.  Asam lemak biasanya berasal dari trigliserida atau fosfolipid.  Ketika mereka tidak melekat pada molekul lain, mereka dikenal sebagai "bebas" asam lemak.  Asam lemak merupakan sumber penting dari bahan bakar karena, ketika dimetabolisme,mereka menghasilkan sejumlah besar ATP.  Banyak jenis sel dapat menggunakan salah glukosa atau asam lemak untuk tujuan ini.  Secara khusus,jantung dan otot rangka lebih asam lemak.  Otak tidak dapat menggunakan asam lemak sebagai sumber bahan bakar, hal itu bergantung pada glukosa atau badan keton.

Asam lemak esensial

Asam lemak yang dibutuhkan oleh tubuh manusia tetapi tidak dapat dibuat dalam jumlah yang cukup dari substrat lain dan karena itu harus diperoleh dari makanan  yang disebut asam lemak esensial.  Ada dua seri asam lemak esensial: satu memiliki ikatan rangkap atom karbon tiga dihapus dari ujung metil yang lain memiliki ikatan rangkap atom karbon enam dihapus dari ujung metil.  Manusia tidak memiliki kemampuan untuk memperkenalkan ikatan ganda asam lemak melampaui karbon 9 dan 10 seperti yang dihitung dari sisi asam karboksilat.   Dua asam lemak esensial  - 

 

tersebar luas di minyak tumbuhan.  Tubuh manusia memiliki kemampuan yang terbatas untuk mengubah ALA menjadi asam lagi-rantai n -3 lemak asam eicosapentaenoic (EPA) dan docosahexaenoic acid (DHA) yang juga dapat diperoleh dari ikan. (Anonim.2010)   

Lipid adalah biomolekul organic yang tidak larut dalam air.  Beraneka ragam molekul termasuk dalam kelompok lipid ini,yang paling sederhana diantaranya adalah asam-asam lemak,sebagian besar asam lemak adalah senyawa dengan rantai lurus yang mengandung atom C dalam jumlah genap.  Asam lemak seluruhnya dibentuk oleh hidrokarbon,kecuali gugus asam yang berkutub atau polar pada salah satu ujungnya.  Oleh karena salah satu ujung molekulnya bersifat amfipatik.

Berdasarkan fungsi dan strukturnya lipid dibagi menjadi 3 macam,yaitu: trigliserida (asam lemak), fosfolipid dan steroid. Analisa persentase asam lemak bebas (FFA) berprinsip pada titrasi sampel yang dilarutkan dengan alcohol netral dengan NaOH.  Kadar asamlemak bebas dinyatakan sebagai angka asam yaitu jumlah milligram KOH yang diperlukan untuk menetralkan asam lemak bebas yang terdapat dalam satu gram minyak atau lemak.  Angka asam yang besar menunjukkan asam lemak dari hidrolisis minyak yang besar.  Makin tinggi angka asam makin rendah kualitasnya.

            Asam lemak bebas ditentukan sebagai kandungan asam lemak yang terdapat paling banyak dalam minyak tertentu.  Dengan demikian asam lemak bebas sebagai berikut ini dipakai sebagai tolak ukur jenis minyak tertentu

Asam lemak yang paling banyak didistribusikan adalah asam oleat  yang berlimpah di beberapa minyak nabati (misalnya, zaitun, kelapa, kacang tanah, dan biji bunga matahari), dan yang membuat naik sekitar 46 persen dari lemak manusia.

Banyak hewan tidak dapat mensintesis satu atau lebih asam lemak dan harus menelan mereka dalam makanan.  Dua seperti asam lemak turunan yang linoleat dan  ini asam linolenat, dan kadang-kadang asam arakidonat yang dapat disintesis dari linolenat,yang dibutuhkan oleh semua mamalia dan disebut asam lemak esensial.  Sabun adalah natrium dan garam kalium dari asam lemak.  (anonim.2004)

Lipid adalah kelompok beragam senyawa yang dapat diekstraksi dari bahan biologis menggunakan pelarut non-polar.  Mereka tidak larut dalam air dan pelarut polar lainnya.  (Beberapa lipid yang amphipatic,meskipun karena bagian dari molekul yang hidrofobik,sementara bagian lainnya adalah hidrofilik). Seperti yang kita lihat definisi lipid bukanlah konsep structural tapi satu yang fungsional.  Ini menjelaskan bahwa lipid sangat berbeda dari sudut pandang struktural.  Pokoknya karena beberapa dari mereka menunjukkan kesamaan structural ini digunakan untuk membentuk subclass yang berbeda atau senyawa.

            Menurut kesamaan struktural tertentu lipid diklasifikasikan dalam subkelompok berikut:

Asam lemak

Semua dari mereka adalah asam karboksilat dengan rantai hidrokarbon biasanya lineal asam lemak Alam umumnya memiliki bahkan jumlah karbon.   Mereka dapat jenuh atau tak jenuh penting atau tidak penting cis atau trans (Anda dapat menemukan kriteria yang berbeda untuk klasifikasi asam lemak dalam posting ini ).

Asil gliserol atau Lemak Netral

Mereka adalah ester dari asam lemak dengan gliserol.  Tergantung pada jumlah asam lemak yang teresterifikasi dengan gliserol mereka dapat diklasifikasikan sebagai sub monoacylglycerols, diacylglycerols dan trigliserida.

Lilin

Dari sudut pandang struktural mereka adalah ester asam lemak dengan alkohol yang berbeda dari gliserol.  Dari sudut pandang biomedis hanya lilin penting adalah ester kolesterol (tapi tidak ada yang menyebut mereka "lilin"!).

Phosphogliserida

Tulang punggung struktur dari kelompok lipid adalah phosphatidate:ester dari diacylglycerols dengan asam fosfat.  Kelompok ini mencakup lesitin, cephalines, inositols fosfatidilkolin dan senyawa penting lainnya.  (Dalam link ini Anda dapat menemukan penjelasan dari kelas sub berbeda phosphoglycerides dan fungsi mereka).

Sphingolipids

            Lipid milik kelompok ini memiliki kesamaan sphingosin alkohol dalam struktur mereka.  Beberapa sphingolipids seperti sphingomyelin terkait dengan kelompok phosphatated ( sphingomyelin dan phosphoglycerides disebut fosfolipid ).   Sphingolipids lain tidak memiliki fosfat tetapi mereka terkait dengan karbohidrat membentuk glycosphingolipids.  Akumulasi intraseluler dari sphingolipids karena defisit genetik enzim yang berhubungan dengan metabolisme mereka menghasilkan penyakit yang disebut sphingolipidoses.  Kondisi ini termasuk penyakit Tay-Sachs, Niemann-Pick penyakit,Penyakit Fabry, penyakit Gaucher ,dll tergantung pada enzim yang hilang dan atau jenis sphingolipid yang terakumulasi.

Isoprenoid Lipid

            Lipid memiliki kesamaan bahwa mereka dibentuk oleh unit isoprena (metil butadiena).  Dalam beberapa kasus kehadiran isoprena jelas dalam struktur seperti di terpens (Vitamin A, Vitamin E, Coenzyme Q).  Dalam kasus lain unit isoprena yang jelas dalam proses sintesis seperti dalam biosintesis steroid, kelompok penting lainnya dari lipid isoprenoid.

Eicosanoid Lipid

Lipid adalah turunan dari Arachidonic acid,asam lemak tak jenuh dengan karbon 20 (EICO adalah awalan Yunani untuk dua puluh dengan cara yang sama bahwa deca berarti sepuluh dan penta menunjukkan lima).  Kelompok ini mencakup prostaglandin, leukotriens dan thromboxans.  (biochemistry.2008)

Makan makanan rendah lemak tidak berarti kita harus menyerah lemak seluruhnya, tetapi kita perlu mendidik diri kita sendiri tentang apa yang idealnya lemak harus dihindari dan mana yang lebih sehat untuk jantung.  Mari kita perjelas: kita perlu lemak dalam diet kita.  Sebagai sumber kalori yang paling terkonsentrasi (sembilan kalori per gram lemak dibandingkan dengan empat kalori per gram untuk protein dan karbohidrat),hal ini membantu pasokan energi.  Lemak menyediakan asam linoleat, asam lemak esensial untuk pertumbuhan,kesehatan kulit dan metabolisme.  Hal ini juga membantu menyerap vitamin larut lemak (A, D, E dan K). Dan wajah itu,lemak menambah rasa dan memuaskan,membuat kita merasa lebih kenyang,menjaga rasa lapar di teluk.  (Anonim.2006)