Apa itu koenzim? Definisi dan contoh

Koenzim adalah molekul dengan berat molekul rendah yang memainkan peran penting dalam fungsi katalitik enzim; akibatnya, mereka adalah bagian dari sistem enzimatik. Enzim adalah makromolekul yang bersifat protein yang mengkatalisasi reaksi kimia di dalam sel hidup tumbuhan dan hewan, tetapi mampu bertindak di luar sel ini dan tanpa ada hubungannya dengan mereka. Setiap enzim mengkatalisasi satu jenis reaksi, dan hampir selalu bekerja pada satu substrat atau pada kelompok yang sangat kecil. Klasifikasi enzim dibuat berdasarkan reaksi yang dikatalisis. Beberapa enzim adalah protein sederhana dan lainnya adalah protein terkonjugasi, yaitu dibentuk oleh fraksi protein dan gugus non-protein yang disebut kofaktor.

Dalam kebanyakan kasus, enzim itu sendiri tidak dapat melakukan aksi katalitiknya, ia membutuhkan molekul dengan berat molekul rendah lainnya yang bersifat non-protein untuk menjalankan fungsinya sebagai katalis biologis. Molekul-molekul lain yang memainkan peran katalitik dalam enzim disebut koenzim.

Selain koenzim, banyak enzim memerlukan adanya aktivator, yang dapat berupa ion anorganik seperti magnesium (Mg), seng (Zn), tembaga (Cu), mangan (Mn), besi (Fe), kalium (K), dan natrium (Na), elemen yang juga harus dianggap sebagai bagian dari sistem enzimatik.

Ada juga kofaktor yang merupakan molekul organik, seperti beberapa vitamin atau turunannya, dan juga dianggap sebagai koenzim. Agar aktivitas enzim terjadi, asosiasi kompleks protein dengan kofaktor diperlukan.

Beberapa istilah yang perlu diketahui

Ketika koenzim terikat secara longgar dengan protein, bagian penting dari sistem enzim, itu disebut apoenzim . Apoenzim adalah nama yang diberikan untuk enzim tidak aktif yang tidak memiliki koenzim atau kofaktornya.

Penting untuk dicatat bahwa reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim disebut substrat . Meringkas, sistem enzimatik terdiri dari enzim, koenzim dan aktivator dan kelompok yang dibentuk oleh apoenzim dan kofaktor dikenal sebagai holoenzim . Holoenzim adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan enzim yang lengkap dengan koenzim dan kofaktornya.

Jika koenzim secara permanen dan erat terkait dengan holoenzim itu dikenal sebagai kelompok prostetik dan jika koenzim terkait longgar dengan holoenzim itu disebut kosubstrat .

definisi koenzim

Koenzim adalah molekul pembantu yang bekerja dengan protein (enzim) untuk memulai atau membantu mengkatalisasi reaksi biokimia . Koenzim adalah molekul kecil (berat molekul rendah), non-protein yang menyediakan tempat transfer untuk enzim fungsional. Koenzim adalah pembawa perantara untuk atom atau kelompok atom, yang memungkinkan terjadinya reaksi. Mereka juga disebut kosubstrat.

Koenzim tidak dapat berfungsi sendiri dan membutuhkan keberadaan enzim. Untuk bagiannya, beberapa enzim memerlukan beberapa koenzim dan kofaktor.

Contoh koenzim

Koenzim pertama yang ditemukan adalah NAD+ (Nicotinamide adenine dinucleotide) , dalam studi tentang fermentasi alkohol yang dilakukan oleh orang Inggris Arthur Harder dan William Youdin, pada tahun 1906. Mereka mengamati bahwa, dengan menambahkan ekstrak ragi yang direbus dan disaring, fermentasi alkohol dalam ekstrak ragi yang tidak direbus itu dipercepat. Baik NAD+ dan NADP+ (NAD+ fosfat) adalah dua pengangkut redoks penting dalam metabolisme sel. Mereka bertindak terutama sebagai koenzim dehidrogenase. Secara umum, NAD+ secara istimewa berpartisipasi dalam proses yang terkait dengan fermentasi dan respirasi, sedangkan NADP+, dalam bentuk NADPH tereduksi, biasanya memberikan daya pereduksi yang diperlukan untuk biosintesis seluler.

Pada awal abad ke-20, koenzim lain diidentifikasi, seperti tiamin pirofosfat (vitamin B1 ₎ , yang berpartisipasi dalam metabolisme karbohidrat, bertindak dalam sintesis asetilkolin dan melepaskan energi. Ini adalah vitamin yang larut dalam air yang ada dalam sayuran dan daging segar. Itu juga berpartisipasi dalam sintesis zat yang mengatur sistem saraf dan kekurangannya menyebabkan penyakit beri-beri; yang ditandai dengan penumpukan cairan tubuh, nyeri pada tubuh, atrofi otot, koordinasi yang buruk, dan akhirnya kematian.

Tiamin ditemukan oleh Umetaro Suzuki Jepang pada tahun 1910 saat dia mempelajari penyakit beri-beri di Asia Tenggara. Penyakit ini terjadi di banyak negara yang pola makannya didasarkan pada beras. Saat mengirik, mengupas dan menggiling sereal, bagian biji-bijian yang paling kaya tiamin hilang, oleh karena itu kecenderungan untuk memperkaya tepung putih dan nasi putih olahan. Makanan yang paling kaya tiamin adalah daging babi, jeroan (hati, jantung, dan ginjal), ragi pembuat bir, daging tanpa lemak, telur, sayuran berdaun hijau, sereal utuh atau diperkaya, bibit gandum, kacang-kacangan, dan polong-polongan.

Koenzim terkenal lainnya adalah ATP , ditemukan oleh ahli biokimia Jerman Karl Lohmann pada tahun 1929. Ini adalah molekul yang digunakan oleh semua organisme hidup untuk  menyediakan energi dalam reaksi kimia respirasi sel.

Pada tahun 1945, koenzim baru ditemukan oleh ahli biokimia Fritz Albert Lipmann, koenzim A , yang bertanggung jawab untuk mentransfer gugus asil yang berpartisipasi dalam berbagai jalur metabolisme (seperti siklus Krebs) dan memiliki peran mendasar dalam biosintesis dan oksidasi lemak. asam.

Koenzim folinic, yang sesuai dengan asam folat , juga harus diperhatikan, juga dikenal sebagai vitamin B9, folat, folacin. Itu telah diisolasi dari daun bayam (di mana ditemukan dalam konsentrasi tinggi), itu adalah koenzim yang diperlukan untuk pembentukan protein (DNA dan RNA), eritrosit dan leukosit, dan berpartisipasi dalam metabolisme karbohidrat dan asam lemak. Itu diidentifikasi sebagai faktor vitamin yang sangat penting dalam makanan manusia; kekurangannya bertanggung jawab atas munculnya anemia megaloblastik.

Penting untuk menunjukkan S-adenosil metionin (SAM, S-AM) sebagai contoh lain, ini adalah koenzim yang berpartisipasi dalam semua reaksi metilasi yang terjadi di lingkungan biologis, misalnya, dalam DNA (metilasi DNA adalah Itu tidak memiliki karakter vitamin, itu disintesis oleh organisme manusia selama ada pasokan makanan metionin (yang merupakan asam amino esensial). Metionin ditemukan dalam makanan berprotein seperti daging, ikan, susu, dan telur, juga ditemukan dalam buncis, lentil, kenari, almond, dan biji wijen.

Banyak koenzim memiliki struktur kimia kompleks yang tidak dapat disintesis oleh tubuh kita. Secara umum, ini bukan seluruh molekul, tetapi hanya sebagian. Porsi yang tidak dapat disintesis ini harus masuk ke dalam tubuh melalui makanan, dan karena alasan ini merupakan komponen wajib dalam makanan: banyak di antaranya adalah yang kita sebut vitamin. Koenzim, yang seringkali merupakan vitamin atau turunan dari vitamin, karenanya memainkan peran penting dalam sebagian besar aktivitas enzimatik.

Poin-poin penting tentang sistem enzim

Seringkali komponen organik dan anorganik diperlukan agar enzim dapat berfungsi. Beberapa teks menganggap semua molekul pembantu yang berikatan dengan enzim sebagai jenis kofaktor, sementara yang lain membaginya menjadi kelompok-kelompok, yaitu:

• Koenzim  adalah molekul organik non-protein yang secara bebas berikatan dengan enzim. Banyak (tidak semua) adalah vitamin atau berasal dari vitamin. Banyak koenzim mengandung adenosin monofosfat (AMP). Koenzim juga dapat digambarkan sebagai kosubstrat. Mereka adalah senyawa termostabil tidak seperti apoenzim yang termolabil.
• Kofaktor  adalah senyawa anorganik atau senyawa non-protein yang membantu fungsi enzim dengan meningkatkan laju katalisis. Biasanya, kofaktor adalah ion logam. Beberapa elemen jejak berfungsi sebagai kofaktor dalam reaksi biokimia, seperti Besi, Tembaga, Seng, Magnesium, Kobalt, dan Molibdenum. 
• Kosubstrat  adalah koenzim yang berikatan erat dengan protein, tetapi akan terlepas dan berikatan lagi di lain waktu.
• Gugus prostetik  adalah molekul terkait enzim yang terikat erat atau kovalen dengan enzim, sedangkan kosubstrat terikat sementara. Kelompok prostetik melekat secara permanen pada protein dan membantu protein mengikat molekul lain, bertindak sebagai elemen struktural dan sebagai pembawa muatan. Contoh gugus prostetik adalah gugus heme yang merupakan bagian dari berbagai protein di antaranya adalah hemoglobin, mioglobin, dan sitokrom. Besi (Fe) yang ditemukan di tengah kelompok prostetik heme memungkinkannya mengikat dan melepaskan oksigen masing-masing di paru-paru dan jaringan. 

Akhirnya, adalah mungkin untuk mengidentifikasi dominasi koenzim dalam sistem enzimatik dan tentu saja dalam semua reaksi biokimia makhluk hidup, mereka sangat penting dalam metabolisme tubuh manusia dan fungsinya yang tepat.

Sumber

• Battaner Arias, Enrique. (2013). “Ringkasan Enzim”. Universitas Salamanca.
• Peña A., Arroyo A., Gomez, R., Tapia, R. dan Gomez, C. (2004). “Biokimia”. Editorial Limusa.
• Pardo Arquero, VP (2004). “Pentingnya vitamin dalam nutrisi orang yang melakukan aktivitas fisik olahraga”. International Journal of Medicine and Sciences of Physical Activity and Sport vol. 4 (16) hal. 233-242
• Cox, Michael M.; Lehninger, Albert L.; dan Nelson, David L. “Lehninger’s Principles of Biochemistry” (edisi ke-3). Layak untuk editor.
• Farrell, Shawn O. dan Campbell, Mary K. “ Biokimia  “ (edisi ke-6). Brooks Cole.