Bagaimana Kekurangan Kofaktor untuk Enzim Mempengaruhi Fungsi Enzim?

Enzim adalah protein yang mengkatalisis atau mempercepat reaksi kimia tertentu sehingga berlangsung lebih cepat daripada tanpa katalis. Beberapa enzim memerlukan kehadiran molekul tambahan atau ion logam yang disebut kofaktor sebelum mereka dapat bekerja dengan ajaib. Tanpa kofaktor ini, enzim tidak lagi mampu mengkatalisis reaksi.

Menurut definisi, kofaktor adalah ion atau molekul nonprotein yang dibutuhkan oleh enzim untuk fungsinya. Jika kofaktor dihilangkan, enzim tidak akan dapat melakukan tugasnya dan tidak lagi bekerja sebagai katalis. Darah Anda, misalnya, mengandung enzim yang disebut karbonat anhidrase yang mengkatalisis reaksi antara air dan karbon dioksida untuk membentuk asam karbonat. Karbonat anhidrase membutuhkan ion seng sebagai kofaktor. Jika tidak ada seng, enzim tidak akan bekerja.

Kofaktor mungkin ion logam bermuatan positif, seperti besi, magnesium dan seng, atau mereka mungkin molekul kecil berbasis karbon seperti vitamin B12. Kofaktor molekul kecil kadang-kadang disebut koenzim. Banyak vitamin yang Anda butuhkan dalam diet Anda bertindak sebagai kofaktor enzim atau prekursor untuk kofaktor enzim. Beberapa enzim mengikat kofaktornya dengan sangat erat sehingga kofaktor pada dasarnya adalah bagian dari enzim; dalam kasus ini kofaktor kadang-kadang disebut kelompok prostetik. Untuk enzim lain, kofaktor hanya terikat atau terhubung secara longgar.

Peran yang tepat bahwa kofaktor bermain dalam reaksi enzimatik tergantung pada enzim. Setiap enzim memiliki mekanisme reaksinya sendiri, urutan langkah-langkah kimia di mana reaksi yang dikatalisisnya berlangsung, dan peran kofaktor khusus untuk mekanisme itu. Dengan karbonat anhidrase, misalnya, ion seng terjebak dalam celah di protein yang disebut situs aktif. Karena bermuatan positif dan miskin elektron, ia dapat membentuk ikatan dengan molekul air yang lewat, memungkinkan molekul air kehilangan ion hidrogen sehingga menjadi ion hidroksida, OH-. Ion hidroksida ini sekarang dapat menyerang atom karbon dalam molekul karbon dioksida untuk membentuk asam karbonat. Dengan mengikat molekul air dan memungkinkan untuk kehilangan ion hidrogen, ion seng telah membantu enzim memfasilitasi reaksi.

Menghilangkan enzim dari kofaktornya terkadang merupakan cara yang baik untuk menghentikan enzim mengkatalisis reaksi yang tidak diinginkan. Ketika mahasiswa atau ilmuwan sedang mengekstrak DNA, misalnya, mereka ingin memastikan bahwa DNA tidak dipotong oleh enzim yang disebut DNAses. Menambahkan EDTA ke dalam campuran reaksi mencegah DNAse bekerja karena EDTA menangkap ion magnesium dan mengikatnya dalam larutan; magnesium adalah kofaktor yang dibutuhkan DNA untuk berfungsi.