1.Enzim sebagai Mangkin Biologi
Metabolisme ialah jumlah semua tindak balas kimia dalam sel, terdiri daripada dua proses berlawanan.
- Anabolisme — membina molekul kompleks daripada molekul ringkas, memerlukan tenaga.
- Katabolisme — memecah molekul kompleks kepada molekul ringkas, membebaskan tenaga.
Enzim ialah mangkin biologi (protein) yang mempercepatkan tindak balas tanpa berubah kekal, dan bersifat spesifik kepada satu substrat (model kunci-dan-mangga). Aktiviti enzim dipengaruhi oleh suhu dan pH; suhu terlalu tinggi menyebabkan enzim ternyahasli (denatured) secara kekal.
2.Mekanisme Enzim & Faktor Kadar Tindak Balas
Tapak aktif ialah bahagian khusus pada permukaan molekul enzim yang bentuknya sepadan dengan bentuk substrat tertentu, tempat substrat terikat dan bertindak balas.
Mekanisme model kunci dan mangga:
- Substrat yang sesuai bentuknya memasuki tapak aktif dan membentuk kompleks enzim-substrat.
- Tindak balas berlaku, lalu hasil dibebaskan dari tapak aktif.
- Enzim tidak berubah dan boleh digunakan berulang kali, maka hanya sedikit enzim diperlukan.
Faktor yang mempengaruhi kadar tindak balas enzim:
- Suhu — kadar meningkat hingga suhu optimum (kira-kira 37 °C bagi kebanyakan enzim manusia). Di atas suhu ini, bentuk tapak aktif berubah dan enzim ternyahasli. Pada suhu rendah enzim kurang aktif tetapi tidak ternyahasli.
- pH — setiap enzim mempunyai pH optimum; contohnya pepsin berfungsi dalam keadaan berasid di perut, manakala tripsin berfungsi dalam keadaan beralkali di usus kecil.
- Kepekatan substrat — kadar meningkat sehingga semua tapak aktif tepu; selepas itu kadar menjadi malar.
- Kepekatan enzim — lebih banyak enzim bermakna lebih banyak tapak aktif, maka kadar meningkat jika substrat berlebihan.
Enzim intrasel bertindak di dalam sel yang menghasilkannya, manakala enzim ekstrasel dirembeskan dan bertindak di luar sel, contohnya enzim pencernaan. Enzim digunakan secara meluas dalam industri, contohnya protease dan lipase dalam serbuk pencuci, dan laktase untuk menghasilkan susu tanpa laktosa.
3.Contoh & Kesilapan Lazim: Graf Aktiviti Enzim
- Enzim tidak mati — enzim ialah protein, bukan benda hidup. Tulis enzim ternyahasli, bukan mati.
- Suhu rendah tidak menyahaslikan enzim — aktiviti menurun tetapi pulih apabila suhu kembali ke optimum.
- Bahagian graf mendatar pada kepekatan substrat tinggi berlaku kerana semua tapak aktif telah diduduki; kepekatan enzim kini menjadi faktor pengehad.
- Sebut tapak aktif — markah biasanya diberi apabila anda mengaitkan penyahaslian dengan perubahan bentuk tapak aktif sehingga substrat tidak lagi dapat terikat.
Contoh 1Graf kadar tindak balas amilase melawan suhu menunjukkan kadar meningkat dari 20 °C hingga 37 °C, kemudian menurun mendadak dan menjadi sifar pada 60 °C. Terangkan bentuk graf ini.Lihat jalan kerjaTutup
Dari 20 °C hingga 37 °C, tenaga kinetik molekul enzim dan substrat meningkat, maka kekerapan perlanggaran dan pembentukan kompleks enzim-substrat bertambah; kadar meningkat. Pada 37 °C (suhu optimum) kadar paling tinggi. Di atas 37 °C, ikatan dalam molekul enzim terputus, bentuk tapak aktif berubah dan enzim mula ternyahasli, maka kadar menurun. Pada 60 °C semua enzim telah ternyahasli dan kadar menjadi sifar.
Contoh 2Mengapakah menambah lebih banyak substrat tidak meningkatkan kadar tindak balas selepas satu titik tertentu? Bagaimanakah kadar itu boleh ditingkatkan lagi?Lihat jalan kerjaTutup
Selepas titik itu, semua tapak aktif enzim telah diduduki oleh substrat (tepu), maka substrat tambahan terpaksa menunggu tapak aktif kosong; kadar menjadi maksimum dan malar. Kepekatan enzim kini menjadi faktor pengehad. Kadar boleh ditingkatkan lagi dengan menambah kepekatan enzim (selagi suhu dan pH berada pada tahap optimum).