Enzim Katalase: Fungsi, Sifat, Dan Cara Kerjanya

Di dalam tubuh manusia terdapat berbagai macam enzim yang memiliki tugas dan fungsi masing-masing dalam tubuh. Salah satunya bernama enzim katalese yakni sebuah enzim yang tersusun atas protein dan yang berfungsi sebagai katalisator.

Untuk memahami lebih lanjut apa itu enzim katalase, mari disimak penjelasannya di bawah ini!

Mengenal Enzim Katalase

Dalam sejarah, enzim katalase pertama kali ditemukan oleh seorang kimiawan Prancis, Luis Jacques Thenard. Dia menemukan bahwa terjadi pemecahan hidrogen peroksida yang disebabkan adanya suatu zat atau senyawa yang belum diketahui.

Di tahun 1900, nama katalese diberikan untuk senyawa tersebut oleh kimiawan agrikultur bernama Oscar Loew. Dan pada tahun 1973 enzim katalase yang berasal dari hati sapi berhasil dikristalisasi oleh dua ilmuwan yakni James B. Summer dan Alexander Dounce.

Enzim katalase adalah suatu enzim yang dapat ditemukan pada organ penting manusia seperti ginjal, sel tulang, hati, dan membran mukosa. Tidak hanya itu saja, enzim katalase juga banyak ditemukan pada bakteri, tumbuhan dan hewan.

Enzim katalase terletak pada organel sel bernama peroksisom. Pada sel hewan peroksisom berada di dalam oksidasi asam lemak, sintesis kolesterol, dan asam empedu. Sedangkan hidrogen peroksida merupakan hasil sampingan dari oksidasi asam lemak.

Fungsi Enzim Katalase

Enzim katalase memiliki beberapa fungsi yakni:

Melawan Radikal Bebas

Tubuh manusia sangat mudah terpapar oleh radikal bebas yang berasal dari lingkungan. Terutama bagi yang sering melakukan aktivitas di luar ruangan, sebab radikal bebas banyak berasal asap kendaraan bermotor, asap rokok, sinar matahari, polusi udara, bahkan makanan dan minuman yang kurang bergizi.

Radikal bebas merupakan suatu molekul kimia yang bersifat tidak stabil dan sangat reaktif untuk menyerang molekul lain di dalam tubuh seperti asam nukleat, lipid, dan protein. Jika dibiarkan radikal bebas dapat merusak sel-sel, protein dan DNA.

Enzim katalase akan melawan radikal bebas tersebut dengan mengubah radikal superoksida yang berbahaya menjadi hidrogen peroksida untuk kemudian terurai dalam bentuk oksigen dan air bagi tubuh.

Mencegah Kerusakan Sel Darah Putih

Sel darah putih juga menghasilkan hidrogen peroksida yang berfungsi membunuh bakteri. Sedangkan tugas dari enzim katalase yakni mencegah hidrogen peroksida agar tidak merusak sel darah putih itu sendiri.

Sifat Dari Enzim Katalase

Sifat-sifat dari enzim katalase antara lain:

1. Mempunyai pH yang optimal yakni 7 untuk manusia dan beragam (ph 4 – 11) bagi beberapa spesies.
2. Berat molekul antara 232 – 240 kDa, suhu optimal 25 derajat dan beragam untuk beragam spesies, dan titik isoelektik sebesar 5,4.
3. Struktur katalase kaku dan stabil. Sehingga resisten terhadap unfolding dan membuatnya lebih tahan terhadap perubahan pH serta denaturasi dan proteolisis akibat suhu tinggi.
4. Dihasilkan selama fase stationer saat jumlah protein tinggi dan saat terjadi kesimbangan antara degradasi protein (protein turnover) dan sintesis.
5. Terdapat gen yang mengkode katalase adalah CAT, berada pada kromosom 15.

Cara Kerja Enzim Katalase

Cara kerja dari enzin katalase pada tubuh berawal dari:

1. Hidrogen peroksida masuk pada sisi aktif katalase dan berinterasi dengan asam amino Asn147 atau asparagine di posisi 147 dan His74 (histidine di posisi 74). Interaksi tersebut membentuk oksigen yang berikatan dengan besi (O=Fe(IV)), sedangkan sisa reaksi dilepas dalam bentuk air.
2. Hidrogen peroksida kedua bereaksi dengan O=Fe(IV) membentuk Fe(III)-E dan melepaskan oksigen dan air. Ada beberapa katalase mempunyai fungsi ganda yakni sebagai katalase dan sebagai peroksidase.
   Untuk katalese peroksidase dapat menggunakan bahan-bahan organik sebagai donor hidrogen seperti alkohol yang telah dioksidasi di hati (liver).

Faktor-Faktor Mempengaruhi Enzim Katalase

Faktor-faktor yang mempengaruhi enzim katalase antara lain:

1. Enzim katalase dapat rusak apabila berada pada suhu yang telalu rendah atau sangat tinggi. Protein penyusunnya akan mengalami koagulasi jika berada pada suhu tinggi.
2. Enzim katalase akan menjadi  nonaktif jika berada pada kondisi asam atau basa yang kuat. Di luar dari pH optimalnya, enzim katalase akan mengalami penurunan aktivitas enzimnya dengan cepat.
3. Dalam kondisi normal atau laju reaksi dijaga konstan, maka konsentrasi substrat akan meningkat. Namun apabila pada substrat yang sangat rendah, maka laju reaksi dari enzim katalase akan meningkat sangat cepat. Dan apabila dalam konsentrasi substrat yang tinggi, maka kecepatan laju reaksi akan cepat kemudian mulai mendatar.
4. Enzim katalase memiliki konsentrasi garam tersendiri agar menjadi optimal untuk dapat mengkatalisasi reaksi. Jika enzim katalase berada pada konsentrasi garam yang terlalu tinggi ataupun terlalu rendah, maka sifat dari enzim katalase akan mengalami perubahan.
5. Adanya inhibitor yang beraksi dengan enzim katalase akan menurunkan aktivitas enzim. Inhibitor muncul ketika suatu inhibitor memiliki struktur yang mirip atau sama dengan substrat, sehingga adanya persaingan pada situs aktif dalam molekul enzim katalase.
   Untuk enzim katalase inhibitor nonkompetitif terjadi saat inhibitor mengikat tempat lain selain situs aktif enzim. Sehingga terjadi perubahan bentuk pada molekul enzim dan membuat molekul substrat tidak dapat berikatan dengan sisi aktif.