Enzim merupakan senyawa protein dengan berat molekul sekitar 10.000 sampai dengan 2.000.000 D. Sebagian besar enzim dalam molekulnya memiliki bagian-bagian yang bukan merupakan polipeptida yang biasanya memegang peran penting dalam mekanisme kerja enzim. Bagian bukan enzim ini disebut kofaktor, sedangkan bagian enzim yang merupakan rantai polipeptida disebut apoenzim. Keseluruhan molekul enzim, yaitu meliputi apoenzim dan kofaktor disebut holoenzim.
Kofaktor dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu koenzim, gugus prostetik, dan aktivator ion logam. Koenzim adalah senyawa-senyawa non-protein yang dapat terdialisa, termostabil dan terikat secara “longgar” dengan bagian protein dari enzim (apoenzim). Karena terikat secara longgar dan reversibel, kadang-kadang koenzim disebut juga ko-substrat. Umumnya koenzim merupakan vitamin atau turunannya, antara lain vitamin B1 (tiamin), vitamin B2 (riboflavin), vitamin B5 (asam pantotenat), vitamin B6 (piridoksin), vitamin B12 (sianokobalamina), dan nikotinamida. Dalam mekanisme kerja enzim, koenzim biasanya berperan sebagai pentransfer gugus kimia tertentu dari satu reaktan ke reaktan lainnya. Gugus kimia yang ditransferkan dapat berupa gugus sederhana, misalnya (H+ + 2e–) yang dibawa oleh NAD atau H+ yang dibawa oleh FAD, namun dapat juga berupa gugus kompleks misalnya gugus amin (-NH2) yang dibawa oleh piridoksal fosfat. Beberapa contoh koenzim dengan gugus yang ditransfernya dapat dilihat pada tabel berikut.
Beberapa contoh koenzim
|
Koenzim |
Gugus yang ditransfer |
|
Tiamin pirofosfat |
aldehida |
|
Piridoksal fosfat |
gugus amino |
|
Koenzim B12 (5’-deoksiadenosilkobalamin) |
atom H dan gugus alkil |
|
Biositin |
CO2 |
|
FADH (Flavin adenin dinukleotida |
atom hidrogen |
|
NADH (Nikotinamida adenin dinukleotida) |
ion hidrida (H–) |
|
Koenzim A |
gugus asil |
|
Tetrahidrofolat |
gugus satu karbon lainnya |
Gugus prostetik secara kimiawi hampir sama dengan koenzim, yaitu senyawa non-protein yang dapat terdialisa dan termostabil, namun ikatannya dengan apoenzim cukup kuat, sehingga biasanya tidak bersifat reversibel. Sifat ikatannya dengan apoenzim inilah yang membedakan gugus prostetik dengan koenzim. Tidak seperti koenzim yang dapat terikat, lepas, kemudian diikat lagi oleh apoenzim selama kerja enzim, maka gugus prostetik umumnya berada dalam keadaan terikat terus menerus menjadi satu dengan bagian apoenzim. Hanya saja, dalam mekanisme kerja enzim, ia mengalami perubahan-perubahan bentuk, misalnya dari keadaan tereduksi berubah menjadi keadaan teroksidasi, dan kemudian berubah lagi menjadi keadaan tereduksi, dan seterusnya. Beberapa contoh gugus prostetik adalah molibdopterin, lipoamida dan biotin.
Kofaktor atau aktivator ion logam di antaranya adalah K+, Fe++, Fe+++, Cu++, Co++, Zn++, Mn++, Mg++, Ca++, and Mo+++. Beberapa contoh kofaktor ion logam beserta enzimnya disajikan dalam tabel berikut.
Kofaktor ion logam pada beberapa enzim
|
Kofaktor ion logam |
Enzim |
Peran kofaktor |
|
Fe |
Sitokrom oksidase |
Redoks |
|
Katalase |
|
|
|
Peroksidase |
|
|
|
Cu |
Asam askorbat oksidase |
Redoks |
|
Zn |
Alkohol dehidrogenase |
Mengikat NAD |
|
Karbonik anhidrase |
|
|
|
DNA polimerase |
|
|
|
Mn |
Histidin ammonia liase |
Pengambilan elektron |
|
Arginase |
|
|
|
Mg |
Heksokinase |
|
|
Glukosa-6-fosfatase |
|
|
|
Co |
Glutamat mutase |
|
|
Ni |
Urease |
|
|
Mo |
Xanthin oksidase |
redoks |
|
V |
Nitrat reduktase |
redoks |
|
Se |
Glutation peroksidase |
|
|
K |
Piruvat kinase |
|