BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Beberapa jenis molekul dapat mempengaruhi aktivitas enzim. Aktivitas dari
enzim dapat dipengaruhi oleh beberapa jenis molekul, salah satunya adalah
inhibitor. Inhibitor merupakan suatu senyawa yang dapat menghambat atau
menurunkan laju reaksi yang dikatalisis oleh enzim. Inhibitor irreversibel atau
tidak dapat balik, dimana setelah inhibitor mengikat enzim, inhibitor tidak dapat
dipisahkan dari sisi aktif enzim. Keadaan ini menyebabkan enzim tidak dapat
mengikat substrat atau inhibitor merusak beberapa komponen (gugus fungsi) pada
sisi katalitik molekul enzim. Sedangakan inhibitor reversibel atau dapat balik,
bekerja dengan mengikat sisi aktif enzim melalui reaksi reversibel dan inhibitor
ini dapat dipisahkan atau dilepaskan kembali dari ikatannya. Inhibitor dapat balik
terdiri dari tiga jenis, yaitu inhibitor yang bekerja secara kompetitif, non-
kompetitif, dan un-kompetitif.
Sehingga dilakukan percobaan pengaruh inhibitor terhadap aktivitas enzim
dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh inhibitor terhadap aktivitas enzim.
Dimana dalam percobaan pengaruh inhibitor terhadap aktivitas enzim ini,
digunakan inhibitor kompetitif yaitu malonat. Dalam hal ini malonat yang
menginhibisi reaksi yang dikatalisis oleh enzim suksinat dehidrogenase.
Unsur-unsur kimia pada sel hidup mengalami berbagai proses dan reaksi.
Pada setiap reaksi kimia organik dibutuhkan katalisator untuk mempercepat reaksi
kimia. Enzim memiliki fungsi sebagai biokatalisator yaitu mempercepat proses
suatu reaksi kimia tanpa ikut terlibat dalam reaksi tersebut. Maksudnya, enzim
tidak ikut berubah menjadi produk melainkan akan kembali ke bentuk asalnya
setelah reaksi kimia selesai. Enzim mengubah molekul awal zat, substrat, menjadi
hasil reaksi yang molekulnya berbeda dari molekul awal (produk).
Enzim merupakan zat yang paling menarik dan penting di alam. Pertama,
sangat penting untuk menyadari bahwa enzim bukanlah benda hidup. Mereka
1
benda mati, sama seperti mineral. Tapi juga tidak seperti mineral, mereka dibuat
oleh sel hidup. Enzim adalah benda tak hidup yang diproduksi oleh sel hidup.
Hormon adalah zat kimiawi yang dihasilkan tubuh secara alami. Begitu
dikeluakan, hormon akan dialirkan oleh dara menuju berbagai jaringan sel dan
menimbulkan efek tertentu sesuai dengan fungsinya masing-masing.
Oleh karena itu, enzim sudah tidak diragukan memiliki peran yang sangat
penting dalam kehidupan. Tidak hanya dalam kehidupan manusia, tetapi bagi
hewan dan tumbuhan. Bahkan bisa dikatakan bahwa enzim berperan penting
dalam kelangsungan alam ini.
B. RUMUSAN MASALAH
1. Sebutkan dan jelaskan fungsi enzim!
2. Sebutkan dan jelaskan sifat umum enzim!
3. Sebutkan dan jelaskan peranan tiga hal yang diperlukan untuk metabolism
dalam tubuh (bahan makanan, enzim dan hormone)!
4. Jelaskan mekanisme kerja hormone!
5. Jelaskan kelenjar endokrim yang menghasilkan hormone di dalam tubuh!
C. TUJUAN
Memahami dan dapat menjelaskan mengenai enzim dan hormone seperti
fungsi enzim, sifat umum enzim, peranan enzim dan hormone untuk
metabolisme dalam tubuh, mekanisme kerja hormone, dan kelenjar endokrin
yang menghasilkan hormone dalam tubuh.
2
BAB II
ISI
A. FUNGSI ENZIM
Enzim adalah senyawa organic termasuk protein. Banyak enzim yang
mempunyai gugus bukan protein jadi termasuk golongan protein majemuk. Enzim
semacam ini (holoenzim) terdiri atas protein (apoenzim) dan gugus bukan protein
(kofaktor). Gugus bukan protein ini yang terikat kuat disebut gugus prostetik
sedangkan yang mudah dipisahkan disebut koenzim. Enzim merupakan substansi
penting dalams setiap reaksi kimia dalam sel. Orang yang pertama menemukan
enzim adalah Edward dan Hans Buchner. Oleh karena enzim dapat mempercepat
reaksi kimia, berarti enzim merupakan rekasi katalis. Enzim merupakan
katalisator organic dan dibuat dalam sel makhluk hidup sehingga enzim disebut
juga biokatalisator.
Fungsi Enzim yaitu sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi
dalam sel maupun di luar sel makhluk hidup. Enzim berfungsi sebagai katalis
yang sangat efisien dan mempunyai derajat yang tinggi. Fungsi enzim secara
spesifik adalah :
1. Enzim Ptialin
Enzim pencernaan manusia ini berada di dalam rongga mulut, tepatnya
di kelenjar ludah. Enzim ptialin dihasilkan oleh glandula parotis yang
juga berada di sekitar kelenjar ludah. Enzim ptyalin memiliki fungsi
mengubah amilum atau zat tepung menjadi glukosa sebagai bahan
dasar energi manusia.
2. Enzim Pepsin
Enzim pepsin berada di dalam lambung (ventrikulus) manusia. Enzim
pepsin memiliki fungsi merubah protein yang diserap tubuh menjadi
pepton.
3. Enzim Renin
3
Sama seperti enzim peptin, enzim renin juga berada di dalam lambung.
Enzim renin memiliki fungsi untuk mengendapkan kasein yang ada di
dalam susu.
4. Enzim Lipase
Enzim lipase juga dihasilkan melalui dinding lambung yang bersifat
sangat asam. Enzim ini dikeluarkan bersama dengan pepsin da
5. Enzim Amilase
Enzim ini dihasilkan oleh getah pankreas, bersama dengan enzim
lipase dan tripsin. Enzim amilase memiliki kemampuan untuk
mempercepat reaksi perubahan amilum menjadi maltosa.
6. Enzim Tripsin
Enzim tripsin dapat mengubah pepton menjadi senyawa dipeptida,
yang lebih mudah diserap tubuh dan dicerna.
7. Enzim Sakrase
Berperan dalam mengubah atau menguraikan sukrosa menjadi glukosa
dan fruktosa. Enzim sakrase dikeluarkan melalui getah usus halus
manusia.
8. Enzim Maltase
Memasuki usus halus, yang kondisinya sangat berbeda dengan
lambung membuat sifat enzim yang berada di dalamnya juga tidak
sama. Enzim maltase mempunyai kemampuan mengubah maltose
menjadi glukosa, sehingga lebih mudah direaksikan secara kimiawi
oleh tubuh untuk diserap sebagai sumber energi.
9. Enzim Isomaltase
Selain maltase, adapula enzim isomaltase, yang juga dihasilkan
melalui getah usus. Enzim isomaltase mempunyai kelebihan khusus,
yaitu mengubah zat maltosa menjadi komaltosa yang susunannya lebih
sederhana.
10. Enzim Laktase
Enzim mengubah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Kedua zat
yang dihasilkan tersebut, struktur kimianya lebih simpel dan lebih
mudah diterima sebagai nutrisi tubuh manusia.
4
11. Enzim Peptidase
Dikeluarkan bersama getah usus halus (intestinum), peptidase mampu
menguraikan ikatan peptida yang cukup kokoh menjadi asam amino
(protein)
12. Enzim Ribonuklease
Berperan dalam proses replikasi DNA. Enzim ribonuklease dapat
menghidrolisis RNA. Enzim ribonukease juga dapat memisahkan
ikatan fosfat yang saling menghubungkan nukleotida
B. SIFAT UMUM ENZIM
Beberapa sifat umum enzim adalah sebagai berikut.
1. Enzim aktif dalam jumlah yang sangat kecil. Parameter pengukurannya
adalah angka turnover, yaitu banyaknya molekul substrat yang diubah
menjadi produk tiap menit oleh 1 gram mol enzim. Dalam reaksi biokomia
hanya diperlukan sejumlah kecil enzim guna mengubah substrat yang
banyak.
2. Enzim adalah katalis mumi. tidak terpengaruh oleh reaksi yang
dipercepatnya. Karena sifat protein dari enzim, aktivitasnya dipengaruhi
oleh temperatur, pH dan lain - lain. Pada kondisi yang dianggap tidak
optimum, suatu enzim merupakan senyawa relatif tidak stabil dan
dipengaruhi oleh reaksi yang dikaliskan.
3. Meskipun enzim mcmpercepat reaksi, tetapi enzim tidak mempengaruhi
keseimbangan reaksi yang terjadi. Harap diperhatikan bahwa reaksi dalam
sel umumnya bersifat bolak – balik
4. Kerja katalis enzim spesifik. artinya untuk substrat tertentu diperlukan
enzim tertentu pula.
5. Beberapa macam enzim dapat bekerja terhadap substrat tertentu dan
menghasilkan produk yang sama. Kelompok enzim semacam ini disebut
isozim atau isoenzim. Keuntungan adanya isozim adalah masing – masing
jenis enzim dapat memberikan tanggapan yang berbeda dalam lingkungan
yang berbeda. Isozim dapat terdapat pada sel yang berbeda, atau pada sel
yang sama.
5
C. PERANAN BAHAN MAKANAN, ENZIM DAN HORMON DALAM
METABOLISME
a. Peran enzim dalam metabolisme
Reaksi kimia akan berjalan lebih cepat dengan adanya asupan energi dari
luar (umumnya pemanasan), maka seyogyanya reaksi kimia yang terjadi pada di
dalam tubuh manusia harus diikuti dengan pemberian panas dari luar.
Metabolisme merupakan sekumpulan reaksi kimia yang terjadi pada makhluk
hidup untuk menjaga kelangsungan hidup. Reaksi-reaksi ini meliputi sintesis
molekul besar menjadi molekul yang lebih kecil (anabolisme) dan penyusunan
molekul besar dari molekul yang lebih kecil (katabolisme). Enzim berperan dalam
menurunkan energi aktivasi menjadi lebih rendah dari yang semestinya dicapai
dengan pemberian panas dari luar. Kerja enzim dengan cara menurunkan energi
aktivasi sama sekali tidak mengubah ΔG reaksi (selisih antara energi bebas
produk dan reaktan), sehingga dengan demikian kerja enzim tidak berlawanan
dengan Hukum Hess 1 mengenai kekekalan energi. Selain itu, enzim
menimbulkan pengaruh yang besar pada kecepatan reaksi kimia yang berlangsung
dalam organisme. Reaksi-reaksi yang berlangsung selama beberapa minggu atau
bulan di bawah kondisi laboratorium normal dapat terjadi hanya dalam beberapa
detik di bawah pengaruh enzim di dalam tubuh.selain itu enzim juga berperan
dalam diagnosa tubuh antara lain:
1. Enzim sebagai petanda (marker) dari kerusakan suatu jaringan atau organ
akibat penyakit tertentu. Contoh penggunaan enzim sebagai petanda adanya
suatu kerusakan jaringan adalah sebagai berikut:
a. Peningkatan aktivitas enzim renin menunjukkan adanya gangguan perfusi
darah ke glomerulus ginjal, sehingga renin akan menghasilkan angiotensin II
dari suatu protein serum yang berfungsi untuk menaikkan tekanan darah.
b. Peningkatan jumlah Alanin aminotransferase (ALT serum) hingga mencapai
seratus kali lipat (normal 1-23 sampai 55U/L) menunjukkan adanya infeksi
virus hepatitis, peningkatan sampai dua puluh kali dapat terjadi pada penyakit
mononucleosis infeksiosa, sedangkan peningkatan pada kadar yang lebih
rendah terjadi pada keadaan alkoholisme.
6
c. Peningkatan jumlah tripsinogen I (salah satu isozim dari tripsin) hingga empat
ratus kali menunjukkan adanya pankreasitis akut, dan lain-lain.
2. Enzim sebagai suatu reagensia diagnosis
Contoh penggunaan enzim sebagai reagen adalah sebagai berikut:
a. Uricase yang berasal dari jamur Candida utilis dan bakteri Arthobacter
globiformis dapat digunakan untuk mengukur asam urat.
b. Pengukuran kolesterol dapat dilakukan dengan bantuan enzim kolesterol-
oksidase yang dihasilkan bakteri Pseudomonas fluorescens.
c. Pengukuran alcohol, terutama etanol pada penderita alkoholisme dan
keracunan alcohol dapat dilakukan dengan menggunakan enzim alcohol
dehidrogenase yang dihasilkan oleh Saccharomyces cerevisciae, dan lain-lain.
3. Enzim sebagai petanda pembantu dari reagensia.
Contoh penggunaannya adalah sebagai berikut:
a. Pada teknik imunoenzimatik ELISA (Enzim Linked Immuno Sorbent Assay),
antibodi mengikat senyawa yang akan diukur, lalu antibodi kedua yang sudah
ditandai dengan enzim akan mengikat senyawa yang sama. Kompleks antibodi-
senyawa-antibodi ini lalu direaksikan dengan substrat enzim, hasilnya adalah
zat berwarna yang tidak dapat diperoleh dengan cara imunosupresi biasa. Zat
berwarna ini dapat digunakan untuk menghitung jumlah senyawa yang
direaksikan. Enzim yang lazim digunakan dalam teknik ini adalah peroksidase,
fosfatase alkali, glukosa oksidase, amilase, galaktosidase, dan asetil kolin
transferase.
b. Pada teknik EMIT (Enzim Multiplied Immunochemistry Test), molekul kecil
seperti obat atau hormon ditandai oleh enzim tepat di situs katalitiknya,
menyebabkan antibodi tidak dapat berikatan dengan molekul (obat atau
hormon) tersebut. Enzim yang lazim digunakan dalam teknik ini adalah
lisozim, malat dehidrogenase, dan gluksa-6-fosfat dehidrogenase.
7
b. Peran Hormon dalam metabolisme
Hormon merupakan suatu zat kimia yang diproduksi tubuh secara
spesifik dan berperan mengatur berbagai proses fisiologis tubuh yang
menentukan siapa kita, dimulai dari pertumbuhan, reproduksi metabolisme
yang membuat kita tetap hidup. Tidak ada yang tahu berapa banyak hormon
yang diproduksi tubuh, sebagai contoh kelenjar adrenal saja menghasilkan
lebih dari 25 jenis hormon penting.
Hormon yang berperan dalam metabolism adalah hormone Insulin yang
sering dikaitkan sebagai penyebab diabetes, berfungsi mengatur gula darah dan
penyerapannya oleh jaringan sel untuk dijadikan bahan bakar utama. Proses
pembakaran kalori tersebut diatur oleh hormon tiroksin yang dihasilkan oleh
kelenjar tiroid. Keseimbangan kalsium di dalam darah yang fungsinya sangat
penting dalam reaksi kimia tubuh dan kontraksi otot dan jantung dikendalikan
oleh hormon paratiroid (PTH).
c. Peran Bahan Makanan dalam metabolisme
Makanan bergizi adalah makanan yang mengandung zat-zat yang dibutuhkan
oleh tubuh. Zat-zat tersebut meliputi karbohidrat, lemak, protein, vitamin,
mineral, dan air. Setiap zat tersebut memiliki peran yang sangat penting di dalam
tubuh. Karbohidrat dan lemak berfungsi sebagai sumber tenaga. Protein berfungsi
sebagai zat pembangun dan pengganti sel tubuh yang rusak. Air, mineral, dan
vitamin berfungsi sebagi zat pengatur. Setiap hari kita selalu membutuhkan energi
atau tenaga untuk melakukan kegiatan. Oleh karena itu, kita harus cukup makan
untuk mendapatkan energi. Makanan yang kita makan harus bergizi dan
seimbang.
1. Makanan Bergizi
Makanan bergizi sebagai sumber energi, bahan pembangun, pelindung tubuh, dan
pengatur tubuh. Oleh karena itu, untuk memenuhi beberapa fungsi tersebut, kita
harus makan makanan yang bergizi. Makanan yang bergizi yaitu makanan yang
mengandung zat-zat yang diperlukan oleh tubuh. Adapun zat gizi yang diperlukan
tubuh yaitu karbohidrat, lemak, protein, vitamin, mineral, dan air.
8
1. Karbohidrat
Karbohidrat disebut juga hidrat arang. Karbohidrat merupakan sumber tenaga
utama bagi tubuh manusia. Makanan yang merupakan sumber karbohidrat adalah
beras, jagung, gandum, singkong, kentang, ubi, dan sagu. Karbohidrat berguna
untuk menghasilkan kalori sebagai sumber tenaga untuk melakukan aktivitas
sehari-hari.
Fungsi karbohidrat bagi tubuh sebagai berikut :
1). Sebagai sumber tenaga
2). Sebagai makanan cadangan.
3). Untuk mempertahankan suhu tubuh.
2. Lemak
9
Di dalam tubuh, lemak merupakan sumber tenaga selain karbohidrat. Lemak
berfungsi sebagai cadangan makanan. Jika persediaan karbohidrat di dalam tubuh
kita habis maka lemak digunakan sebagai penggantinya. Berdasarkan sumbernya,
lemak dibagi menjadi dua, yaitu lemak nabati dan lemak hewani. Lemak nabati
diperoleh dari tumbuhan, seperti kelapa, kacang tanah, kemiri, dan alpukat.
Sedangkan lemak hewani berasal dari hewan, misalnya daging, telur, susu, keju,
dan mentega.
3. Protein
Protein merupakan zat makanan yang berfungsi sebagai pembangun tubuh. Selain
itu, protein juga berperan dalam penggantian bagian tubuh yang rusak dan
membentuk zat kekebalan tubuh. Sama halnya seperti lemak, protein terdiri dari
dua macam, yaitu protein nabati dan protein hewani. Sumber protein nabati di
antaranya adalah tempe, tahu, kacang-kacangan, dan jamur. Adapun sumber
protein hewani adalah daging, ikan, telur, dan susu.
4. Mineral
10
Mineral merupakan zat pengatur tubuh. Mineral diperlukan oleh tubuh dalam
jumlah sedikit. Walaupun tubuh hanya membutuhkan sedikit, kita harus tetap
memenuhinya. Jika tubuh kekurangan mineral, kesehatan akan terganggu.
Beberapa mineral yang dibutuhkan oleh tubuh adalah sebagai berikut :
a. Yodium berfungsi untuk perkembangan kecerdasan. Terdapat pada makanan
yang merupakan hasil laut dan garam beryodium. Kekurangan yodium
menyebabkan penyakit gondok.
b. Fosfor berfungsi untuk pembentukan tulang dan gigi serta mengatur
keseimbangan asam dan basa dalam tubuh. Terdapat pada : daging, ikan dan telur
c. Kalsium (Ca) berfungsi untuk pembentukan tulang dan gigi. Terdapat pada :
susu, telur dan buah-buahan
d. Zat besi berfungsi untuk pembentukan hemoglobin dalam darah. terdapat pada :
susu, hati, kuning telur dan sayuran berwarna hijau
e. Fluorin berfungsi untuk memperkuat gigi. Terdapat pada kuning telur, otak dan
susu.
f. kalium berfungsi untuk mempengaruhi kerja otot jantung. Terdapat pada
kacang-kacangan, hati, ikan dan kerang.
g. Natrium berfungsi mengatur kelancaran kerja otot terutama otot jantung dan
mengatur keseimbangan cairan dalam tubuh. Terdapat pada : ikan, pisang,
kentang dan sayuran hijau.
5. Vitamin
Vitamin adalah zat makanan yang berfungsi sebagai pengatur dan pelindung
tubuh. Vitamin dapat mencegah timbulnya penyakit. Kekurangan vitamin
(avitaminosis) dapat mengganggu kesehatan.
Macam - macam vitamin dan kegunaannya bagi tubuh :
a. Vitamin A berfungsi untuk mencegah penyakit mata, seperti rabun senja.
Vitamin A terdapat pada : hati, minyak ikan, daging, susu, sayuran dan buah
berwarna orange.
b. Vitamin B berfungsi untuk mencegah penyakit beri-beri. Vitamin B terdapat
pada : kacang hijau, daging, kulit beras dan sayuran.
11
c. Vitamin C berfungsi untuk mencegah penyakit sariawan. Vitamin C terdapat
pada buah-buahan : jeruk, tomat, pepaya dan sayuran hijau.
d. Vitamin D berfungsi untuk mencegah penyakit rakhitis (tulang). Vitamin D
terdapat pada : susu, minyak ikan, kuning telur.
e. Vitamin E berfungsi untuk mencegah kanker paru-paru dan perawatan kulit .
Vitamin E terdapat pada biji-bijian, sayuran, telur, mentega dan susu.
f. Vitamin K berfungsi untuk pembekuan darah. Vitamin K terdapat pada : bayam,
tomat, dan wortel.
D. MEKANISME KERJA HORMON
Earl Sutherland memulai penelitiannya tentang mekanisme kerja
enzim pada tahun 1950. Mula-mula ia bertujuan untuk mengetahui bagaimana
epinefrin dan glukagon bekerja pada reaksi pemecahan glikogen dan
pembentukan glukosa oleh hati. Yang diamati pertama kali ialah bahwa reaksi
pemecahan glikogen menjadi glukosa dipercepat oleh hormon-hormon
tersebut. Epinefrin dan glukagon dapat bekerja pada reaksi tersebut. Pada
penelitian lebih lanjut Sutherland menemukan bahwa adanya epinefrin dan
glukagon pada reaksi pemecahan glikogen telah menimbulkan terbentuknya
suatu zat yang tahan panas sebagai zat antara. Dari analisis kimia ternyata zat
tersebut ialah AMP siklik, atau adenosin 3’, 5’ monofosfat.
Selanjutnya diketahui bahwa AMP siklik ini terbentuk dari ATP oleh
enzim adenil siklase. AMP siklik dapat dihidrolisis oleh enzim fosfodiesterase
menjadi AMP.
Reaksi ini bersifat sangat eksergonik dan bila tidak ada fosfodiesterase,
AMP siklik merupakan senyawa yang sangat stabil. Hasil penelitian
Sutherland lebih lanjut dapat menjelaskan konsep tentang mekanisme kerja
hormon. Hal-hal penting pada konsep tersebut adalah:
1. Sel mengandung reseptor bagi hormon dalam membran plasma.
12
2. Penggabungan hormon dengan reseptornya dalam membran plasma dapat
merangsang siklase adenil yang juga terdapat dalam membran plasma.
3. Peningkatan aktivitas siklase adenil menyebabkan meningkatnya jumlah
AMP siklik dalam sel.
4. AMP siklik bekerja dalam sel untuk mengubah kecepatan satu atau
beberapa proses.
Adanya rangsangan dari luar maupun dari dalam menyebabkan kelenjar
endokrin memproduksi dan mengeluarkan hormon ke dalam plasma darah.
Setelah sampai pada sel yang menjadi tujuan, hormon bergabung dengan
reseptor dan meningkatkan aktivitas adenil siklase yang terdapat pada
membran.
Aktivitas adenil siklase yang meningkat ini menyebabkan peningkatan
pembentukan AMP siklik yang terdapat dalam plasma sel yang dapat
mengubah proses di dalam sel tersebut, misalnya aktivitas enzim ,
permeabilitas membran dan sebagainya. Keseluruhan proses yang berubah ini
dapat terwujud dalam tindakan sebagai jawaban fisiologik atau usaha yang
dilakukan oleh manusia. Proses yang bersifat hormonal ini terdiri atas dua
tahap, yaitu tahap pertama pembentukan hormon sampai tiba pada dinding sel
atau plasma, sedangkan tahap kedua ialah peningkatan jumlah AMP siklik
hingga terjadinya pertumbuhan atas proses dalam sel. ( Poedjiadi, anna.2009:)
Mekanisme Siklase Adenilat
Enzim siklase adenilat mengubah ATP menjadi 3,5-adenosin
monofosfat siklik, disingkat sebagai cAMP. siklase adenilat berlokasi pada
membran sel, mungkin didekat reseptor pengikat hormon. Dengan beberapa
jalan , kombinasi hormon dan reseptornya mengaktifkan siklase adenilat, dan
ATP diubah menjadi cAMP, seperti ditunjukkan dalam gambar 13.2. bukti
percobaan baru-baru ini menyarankan bahwa prostaglandin tertentu dapat
menyesuaikan aktivitas siklase adenilat dan dengan jalan ini mengatur
tanggapan intrasel terhadap stimulasi oleh hormon tertentu. cAMP
diinaktifkan oleh konversinya menjadi 5’-adenosin monofosfat (5’-AMP)
13
lewat kerja fosfodiesterase. Metal xantin seperti kafein dan teofilin
menghambat reaksi fosfodiasterase dan dengan demikian menurunkan laju
pemecahan cAMP. hal ini mengakibatkan pengikatan kadar cAMP dalam sel
dan dengan demikian memperbesar atau memperkuat pengaruh cAMP.
AMP Siklik Merangsang Aktivitas Protein Kinase
AMP siklik tidak mempengaruhi kinase fosforilase, akan tetapi kinase
fosforilase juga terdapat dalam bentuk aktif dan kurang aktif. Bentuk tidak
aktif fosforilase kinase diubah menjadi bentuk aktifnya dengan reaksi
fosforilase, juga dengan penggunaan ATP.
Sekarang kita tiba pada pengaturan hubungan antara AMP siklik
dengan kegiatan glikogen fosforilase. Rantai penyambung kegiatan ini adalah
suatu enzim yang disebut protein kinase, yang juga terdapat dalam bentuk
aktif dan tidak aktif. Bentuk aktifnya mengkatalisis fosforilasi dari kinase
fosforilase yang tidak aktif dengan ATP untuk menghasilkan bentuk aktif
yang sudah difosforilasi, dalam suatu reaksi dengan ATP bertindak sebagai
gugus fosfat donor dan Ca2+ dibutuhkan sebagai aktifator atau penggerak.
Fosforilase kinase adalah suatu protein yang sangat besar, berat
molekulnya labih dari 1 juta. Enzim ini mempunyai 16 subunit, yang masing-
masing berisi residu serin spesifik yang mengalami fosforilasi oleh ATP
melalui kegiatan protein kinase aktif.
Fosfodiesterase
Kerja yang ditimbulkan oleh hormon yang meningkatkan konsentrasi
cAMP bisa diakhiri dengan sejumlah cara termasuk hidrolisis cAMP oleh
fosfodiesterase. Enzim hidrolisis ini menjamin proses pergantian sinyal yang
cepat dengan demikian juga penghentian proses biologik yang cepat begitu
stimulus hormonal dihilangkan. Inhibitor fosfodiesterase,yang paling terkenal
adalah derivat xantintermetilasi seperti kafein dan teofilin, akan meningkatkan
14
cAMP intrasel,meniru atau memperpanjang kerja hormon. (Indah, Mutiara.
2004)
Penjelasan Kinerja Hormon
a. Model umum. Hormon yang bergabung dengan suatu penerima (reseptor)
akan mengaktifkan reaksi kimiawi untuk membuat second messengers,
yang memicu terjadinya berbagai tanggapan sel terhadap sinyal awal.
b. Kemudian reseptor berada pada permukaan sel target. Pada kasus lain,
hormon masuk ke dalam sel dan berikatan dengan reseptor khusus yang
berada di dalam sel.
c. Rangsangan lingkungan juga dapat mengawali lintasan sinyal, misalnya
konversi fitokrom adalah tahap pertama dalam transduksi sinyal yang
mengarah pada tanggapan sel terhadap cahaya merah.
Mekanisme kerja hormon secara umum diawali oleh adanya ikatan
hormon dengan reseptor spesifik yang terdapat pada sel target, yang kemudian
memacu reaksi enzimatis berantai (kaskade) sehingga menimbulkan efek seluler
tertentu. Ada beberapa model mekanisme kerja hormon pada sel target, antara
lain:
1. Mekanisme kerja FSH pada sel target
Mekanisme kerja FSH pada sel target berawal dari:
a. Ikatkan antara domain protein FSH dengan reseptor spesifik FSH (R-FSH)
yang terleta pada permukaan luar membran plasma sel granulosa, dan bagian
karbohidrat FSH berinteraksi dengan komponen membran molekul reseptor
(Hsueh et al., 1989; Timossi et al., 1998).
b. Kompleks ikatan FSH-RFSH berperan mengaktifkan protein G (Gs),
selanjutnya protein G mengaktifkan enzim adenilat siklase (AC) yang
terdapat di dalam membran plasma sel granulosa (intrinsik).
c. Enzim AC berperan mengubah adenosine triphosphate (ATP) menjadi cyclic-
adenosine monophosphate (cAMP) sehingga terjadi peningkatan jumlah
cAMP intraseluler.
15
d. Selanjutnya, cAMP sebagai second messenger berperan mengaktifkan
subunit regulatori protein kinase A (PKA) yang selanjutnya akan
mengaktifkan subunit katalitik PKA yang berperan memfosforilasi protein
kunci yang terlibat dalam pengaktifan gen-gen di dalam inti sel granulosa.
e. Efek seluler.
Sebelum terangsang hormon, enzim adenilat siklase inaktif (ACi), Setelah
terangsang hormon, kompleks hormon reseptor kemudian secara kaskade
mengaktifkan subunit α protein G (α), subunit β protein G (β), subunit γ
protein G (γ), dan enzim AC (ACa). Enzim AC mengubah adenosin trifosfat
(ATP) menjadi siklik adenosinmonofosfat (cAMP). Guanosin trifosfat (GTP)
mengalami fosforilasi (P) menjadi guanosin difosfat (GDP). Peran cAMP
mengaktifkan protein kinase A (PKA) atau oleh enzim fosfodiesterase (PDE)
diinaktifkan menjadi 5’AMP
In vitro, rangsangan FSH atau jumlah cAMP dapat ditingkatkan dengan cara :
a. Menambahkan forskolin yaitu suatu senyawa yang berperan sebagai
aktivator enzim adenilat siklase sehingga meningkatkan akumulasi cAMP.
b. Menambahkan teofilin (methylxanthines) yaitu suatu senyawa yang
berperan sebagai inhibitor aktivitas enzim fosfodiesterase (PDE) sehingga
menghambat pemecahan cAMP menjadi bentuk inaktifnya AMP.
c. Choleragen: meningkatkan cAMP dan reseptor LH.
d. Cholera toxin bersifat merangsang aktivitas AC pada berbagai sel.
e. Bt2cAMP (dibutiril cAMP)
2. Mekanisme kerja GnRH melalui 2 cara:
Mekanisme dependent-calcium ekstraseluler. GnRH berinteraksi dengan 3
protein membran: (1) reseptor untuk pengikatan ekstraseluler, (2) interaksi dengan
protein G yang mengaktifkan enzim phospholipase C (PLC), dan (3) PLC
mengaktifkan protein tirosin-kinase. Protein tirosin-kinase memfosforilasi tirosin
untuk mengaktifkan enzim PLC yang berperan mengubah phosphatidylinositol
4,5-biphosphate (PIP2) menjadi 2 second messenger yaitu: (1)
phosphatidylinositol triphosphate (IP3) yang berperan meningkatkan kadar Ca+2
intraseluler dari retikulum endoplasmik dan membuka pintu saluran masuk ion
16
Ca+2 dari luar sel (ekstraseluler). (2) diacylglicerol (DAG) yang berperan
mengaktifkan PKC di sitoplasma, selanjutnya PKC mengaktivasi transkripsi gena
melalui proses fosforilasi untuk meningkatkan biosintesis GnH.
3. Mekanisme kerja hormon insulin
a. Insulin berikatan dengan reseptor spesifik (pada membran sel otot atau
hepar) membentuk HR kompleks.
b. HR kompleks merangsang ekspresi gena yang terlibat metabolisme
glikogen.
c. Efek seluler yang ditimbulkan adalah ® menurunkan kadar glukosa darah
dan penyimpanan glukosa menjadi glikogen di otot dan hati.
4. Mekanisme kerja hormon tiroksin
a. Tiroksin masuk ke dalam sel ® T4 diubah menjadi T3 ® berikatan dengan
reseptor spesifik (pada inti sel) membentuk HR kompleks.
b. HR kompleks merangsang ekspresi gena yang terlibat dalam metabolisme
secara umum (metabolic rate) ® mRNA ® protein.
c. Efek seluler yang ditimbulkan ® meningkatkan metabolisme sel-sel tubuh.
5. Mekanisme kerja hormon steroid
Mekanisme kerja hormon progesteron dalam merangsang pertumbuhuan
endometrium.
a. Hormon progesteron menembus dinding sel yang tersusun atas lipid
bilayer menuju ke tempat reseptor spesifiknya yaitu di sitoplasma atau inti
sel (R-P lebih banyak di sitoplasma, sedangkan R-E2 lebih banyak di inti
sel).
b. Ikatan hormon reseptor akan mengaktifkan bagian tertentu dari DNA dan
memacu terjadinya proses transkripsi DNA menjadi mRNA (dipicu oleh
polimerase RNA II).
c. Selanjutnya mRNA akan menuju ke ribosom untuk sintesis protein baru
yang diperlukan untuk meningkatkan pertumbuhuan endometrium.
d. Respon seluler: pertumbuhan endometrium.
17
6. Mekanisme transduksi sinyal regulasi melibatkan protein kinase C (PKC).
a. GnRH berikatan dengan reseptor spesifik pada membran sel dan
mengaktifkan protein tirosin-kinase
b. Protein tirosin-kinase memfosforilasi tirosin untuk mengaktifkan enzim
fosfolipase C (phospholipase C, PLC)
c. Enzim PLC berperan mengubah phosphatidylinositol 4,5-biphosphate
(PIP2) menjadi 2 second messenger yaitu: phosphatidylinositol triphosphate
(IP3) dan diacylglicerol (DAG).
d. Phosphatidylinositol triphosphate (IP3) yang berperan meningkatkan kadar
Ca+2 intraseluler dari retikulum endoplasmik dan membuka saluran masuk
ion Ca dari luar sel (ekstraseluler) terjadi pembebasan GnH secara
eksositosis.
e. Diacylglicerol (DAG) yang berperan mengaktifkan protein kinase C (PKC)
di sitoplasma, selanjutnya PKC mengaktivasi transkripsi gena melalui
proses fosforilasi untuk meningkatkan biosintesis GnH.
f. Respon seluler: peningkatan biosintesis dan sekresi GnH oleh sel
gonadotrope.
7. Mekanisme kerja hormon epinefrin
Mekanisme kerja hormon epinefrin melalui dua jalur yaitu lewat pengaktifan
reseptor b-adrenergik dan a-adrenergik:
a. Epinefrin berikatan dengan reseptor b-adrenergik (pada inti sel otot atau
hepar) membentuk HR kompleks, kemudian mengaktifkan jalur
kaskade cAMP.
b. Epinefrin berikatan dengan reseptor a-adrenergik (pada inti sel otot atau
hepar) membentuk HR kompleks, kemudian mengaktifkan jalur
kaskade fosfoinositidase.
c. Merangsang ekspresi gena yang terlibat dalam metabolisme glikogen
d. Efek seluler yang ditimbulkan adalah meningkatkan kadar glukosa
untuk sumber energi aktifitas otot.
18
E. KELENJAR ENDOKRIN DAN HORMON YANG DIHASILKAN
Senyawa protein atau senyawa steroid berupa getah yang disekresikan oleh
kelenjar endokrin disebut hormon. Hormon bekerja sama dengan sistem saraf
berfungsi mengatur pertumbuhan, keseimbangan internal reproduksi, dan tingkah
laku. Kelenjar endokrin disebut juga kelenjar buntu karena bermuara langsung ke
dalam pembuluh darah.Berdasarkan aktivitasnya, kelenjar endokrin dibedakan
sebagai berikut.
1. Kelenjar yang bekerja
sepanjang hayat. Contoh:
kelenjar yang digunakan dalam
metabolisme tubuh.
2. Kelenjar yang dimulai pada
mulai masa tertentu. Contoh:
kelenjar kelamin.
3. Kelenjar yang bekerjanya
sampai masa tertentu. Contoh:
corpus luteum untuk membentuk
hormon progesteron. Kelenjar
endokrin terbagi menjadi
beberapa bagian berdasarkan letaknya.
Tabel 9.3 Macam-Macam Kelenjar Endokrin dan Letaknya di Dalam Tubuh
Manusia
Kelenjar Nama Lain Letak
1. Hipofisis
2. Tiroid
3. Paratiroid
4. Adrenalin
5. Pankreas
6. Gonad
Pituitari
Kelenjar gondok
Kelenjar anak gondok
Suprarenalis
Pulau-pulau Langerhans
Kelamin
Dasar otak besar (di dalam lekukan
tulang sela tursika bagian tulang baji)
Daerah leher, dekat jakun
Daerah (dorsal) kelenjar gondok
Di atas ginjal
Dekat ventrikulus atau lambung
Wanita : daerah perut (abdomen )
Pria : buah zakar dalam skrotum
19
7. Timus Kacangan Daerah dada
1. Kelenjar Hipofisis (Kelenjar Pituitari)
Kelenjar hipofisis merupakan kelenjar endokrin yang terbesar. Kelenjar ini
disebut master of gland karena mempengaruhi aktivitas kelenjar yang lain.
Kelainan hormon ini ada 2 macam yaitu hipersekresi misalnya gigantisme dan
hiposekresi misalnya kekerdilan (kretinisme). Hipersekresi pada orang dewasa
menyebabkan terjadinya akromegali yaitu tulang bengkak ke samping. Hipofisis
terbagi menjadi tiga lobus, masing-masing lobus mengeluarkan beberapa hormon
yang berlainan. Tabel 9.4 Jenis-Jenis Hormon yang Dihasilkan Oleh Kelenjar
Hipofisis
Lobus
Kelenjar
Hipofisis
Hormon Fungsi
a. Lobus
anterior
• Tiroksin (TSH) • Merangsang kelenjar tiroid untuk
memproduksi
Tiroksin
• Adenokortikotropin
(ACTH)
• Merangsang korteks adrenal untuk
memproduksi kortikosteroid
• Follicle Stimulating
Hormone
• Memacu perkembangan tubulus
seminiferus dan
(FSH) Spermatogenesis
• Luteinizing Hormone
(LH)
• Menstimulasi estrogen
• Interstitial Cell
Stimulating
• Menstimulasi testis untuk
berkembang dan
Hormone (ICSH) menghasilkan testosteron
• Prolaktin (TH)/Laktogen • Menstimulasi sekresi air susu oleh
kelenjar susu
20
b. Intermedia • Somatotrof (STH) • Merangsang pertumbuhan tulang
• Melanosit stimulating • Mengatur penyuburan pigmen pada
sel-sel
hormone (MSH) melanofor kulit sehingga
mempengaruhi perubahan warna kulit
c. Posterior • Oksitosin • Membantu merangsang kontraksi otot
pada uterus
• Vasopresin/antidiuretik
hormone
• Mencegah kadar air dalam tubuh
sehingga men-
(ADH) cegah pembentukan urine dalam
jumlah banyak
2. Kelenjar Tiroid (Kelenjar Gondok)
Keistimewaan kelenjar tiroid dibanding kelenjar endokrin yang lain yaitu kaya
pembuluh darah. Kelenjar ini menghasilkan hormon tiroksin, triidotironin, dan
kalsitonin.
Tabel 9.5 Jenis-Jenis Hormon yang Dihasilkan Oleh Kelenjar Tiroid
Kelenjar Hormon Berperan dalam
Tiroid • Tiroksin • Proses metabolisme
• Pertumbuhan fisik
• Perkembangan mental
• Kematangan seks
• Mengubah glikogen
menjadi gula
dalam hati
• Triidotironin • Distribusi air dan garam
dalam
tubuh (sama dengan peran
hormon tiroksin)
21
• Kalsitonin • Menjaga keseimbangan
kalsium
dalam darah
Hiposekresi kelenjar tiroid mengakibatkan gejala kemunduran pada fisik
(kretinisme) dan mental terutama pada masa anak-anak. Hiposekresi kelenjar
tiroid pada orang dewasa mengakibatkan miksodema dengan ciri-ciri kegemukan
(obesitas) dan kecerdasan menurun. Sebaliknya, jika terjadi hipersekresi kelenjar
ini dapat mengakibatkan hiperaktif, tetapi badan kurus (morbus basedowi) dengan
tanda-tanda gugup, nadi dan napas cepat serta tidak teratur, mulut ternganga, mata
lebar (eksoftalmus), meningkatnya metabolisme dan emosional.
3. Kelenjar Paratiroid (Kelenjar Anak Gondok)
Kelenjar ini berperan dalam mengendalikan kadar kalsium dalam darah. Hormon
yang dihasilkan oleh kelenjar ini adalah parathormon yang berfungsi
mengendalikan kadar kalsium dalam darah. Hiposekresi kelenjar ini
mengakibatkan kadar kalsium dalam darah menurun dan mengakibatkan kejang-
kejang otot (tetani). Sebaliknya, hipersekresi kelenjar ini mengakibatkan kadar
kalsium dalam darah meningkat sehingga menyebabkan kelainan pada tulang
seperti rapuh, abnormal, dan mudah patah. Kelebihan kalsium darah
mengakibatkan terjadi endapan dalam ginjal atau menderita batu ginjal.
4. Kelenjar Adrenal (Kelenjar Anak Ginjal)
Kelenjar ini terdiri atas dua bagian, yaitu bagian kulit (korteks) dan bagian dalam
(medula).
Tabel 9.6 Jenis Hormon yang Dihasilkan Oleh Kelenjar Adrenal
Bagian Kelenjar
Adrenal
Hormon Fungsi
• Korteks • Korteks mineral • Menyerap natrium darah
• Mengatur reabsorpsi air pada
ginjal
22
• Glukokortikoid • Menaikkan kadar glukosa darah
• Pengubahan protein menjadi
glikogen di hati
• Mengubah glikogen menjadi
glukosa
• Androgen • Membentuk sifat kelamin
sekunder pria
• Medula • Adrenalin/epineprin • Mengubah glikogen dalam otot
menjadi glukosa (dalam darah)
Kelainan hipersekresi kelenjar adrenal pada wanita mengakibatkan virilisme,
yaitu timbulnya ciri-ciri kelamin sekunder pada pria dan wanita. Sebaliknya,
sekresi yang rendah atau hipofungsi kelenjar adrenal menimbulkan penyakit
addison. Penyakit ini ditandai dengan kulit menjadi merah dan selalu
mengakibatkan kematian.
5. Kelenjar Pankreas (Kelenjar Langerhans)
Pada pankreas tersebar kelompok kecil sel-sel yang kaya pembuluh darah, disebut
pulau Langerhan.
Tabel 9.7 Jenis-Jenis Hormon yang Dihasilkan Oleh Kelenjar Pankreas
Kelenjar Hormon Fungsi Efek
Pankreas • Insulin
• Glukogen
Mengubah gula darah
(glukosa) menjadi gula
otot (glikogen) di hati
Mengubah glikogen
menjadi glukosa
• Menurunkan kadar
gula darah
• Meningkatkan kadar
gula darah
23
Hiposekresi hormon insulin mengakibatkan sakit kencing manis (diabetes
mellitus), yaitu meningkatnya kadar gula darah.
6. Kelenjar Gonad
Kelenjar ini dibedakan menjadi kelenjar gonad pada wanita dan kelenjar gonad
pada pria.
Tabel 9.8 Jenis Hormon yang Dihasilkan Oleh Kelenjar Gonad pada Wanita dan
Pria
Kelenjar Gonad Hormon Berperan Dalam
1) Ovarium pada wanita
2) Testis pada pria
• Estrogen
• Progesteron
• Testosteron
Menentukan ciri per-
tumbuhan kelamin sekunder
Penebalan dan perbaikan
dinding uterus
Menentukan ciri per-
tumbuhan kelamin sekunder
Hiposekresi kelenjar gonad pada wanita mengakibatkan gangguan pada
menstruasi dan timbulnya tumor
7. Kelenjar Timus
Kelenjar timus berfungsi untuk membentuk hormon thymosin yang berperan
dalam sistem imun (kekebalan). Kita telah mempelajari sistem hormon yang
disekresi oleh kelenjar endokrin. Sistem hormon akan bekerja sama dengan sistem
saraf membentuk sistem koordinasi. Kemampuan yang muncul secara spontan dan
menghasilkan energi yang luar biasa pada seseorang dapat disebabkan oleh rasa
takut terhadap sesuatu. Rasa takut dapat meningkatkan pengeluaran hormon
adrenalin, sehingga akan dihasilkan energi yang besar. Namun, hormon ini dapat
bekerja setelah ada stimulus dari saraf. Keputusan untuk lari dipengaruhi oleh
pertimbangan secara sadar (saraf sadar) bahwa keadaan sedang berbahaya.
24
Sistem saraf dan sistem endokrin merupakan dua bagian yang tidak terpisahkan.
Bukan saja karena sistem endokrin ada di bawah pengaruh sistem saraf, tetapi
juga banyak sel saraf yang mengkhususkan diri dalam sekresi atau menyimpan
neurohormon yang berperan mengaktifkan beberapa sel efektor.
BAB III
PENUTUP
A. SIMPULAN
1. Enzim adalah senyawa organik yang berperan sebagai katalis yaitu untuk
mempercepat proses dan reaksi kimia yang sedang berlangsung. Enzim
bekerja secara spesifik pada satu jenis substrat. Namun, ada satu enzim
yang dapat bekerja pada beberapa jenis substrat.
2. Enzim berfungsi sebagai katalis yang sangat efisien dan mempunyai
derajat yang tinggi namun adapula fungsi enzim secara spesifik seperti
enzimptyalin,pepsin,renin,amilase,lipase,tripsin,sakrase,maltase,isomaltase
,lactase,peptidase,ribonuklease.
3. Sifat umum enzim yaitu :1. Enzim aktif dalam jumlah yang sangat kecil,2.
Enzim adaalah katalis murni,3. Meskipun enzim mcmpercepat reaksi,
tetapi enzim tidak mempengaruhi keseimbangan reaksi yang
terjadi,4.beberapa macam enzim dapat bekerja terhadap substrat tertentu
dan menghasilkan produk yang sama,5. Kerja kalis enzim spesifik.
4. Peran hormon dalam metabolisme adalah mengatur berbagai proses
fisiologis tubuh yang menentukan siapa kita, dimulai dari pertumbuhan,
reproduksi metabolisme yang membuat kita tetap hidup. Makanan juga
memiliki peranan dalam metabolisme ,adapun zat makanan yang berperan
25
penting dalam metabolisme yaitu kabohidrat,protein,lemak,vitamin,dan
mineral.
5. Mekanisme kerja hormon secara umum diawali oleh adanya ikatan
hormon dengan reseptor spesifik yang terdapat pada sel target, yang
kemudian memacu reaksi enzimatis berantai (kaskade) sehingga
menimbulkan efek seluler tertentu.
6. Kelenjar endokrin disebut juga kelenjar buntu karena bermuara langsung
ke dalam pembuluh darah.
26