Kertas Penerangan Sains Am 3 BIOCATALISIS

1. 1.1.1 Menyatakan maksud enzim
 Setiap organisma mengalami beribu-ribu tindak balas biokimia yang berlaku dalam sel
hidup sepanjang masa. Tindak balas biokimia disebut sebagai metabolisme.
1
KOD DAN NAMA PROGRAM WSA7032/ SAINS AM 3
SEMESTER 3 DVM
NO DAN TAJUK MODUL 1.0 BIOCATALISIS
STANDARD
PEMBELAJARAN
1.1 Menghuraikan tentang enzim
TUJUAN
1.1.1 Menyatakan maksud enzim.
1.1.2 Menerangkan fungsi enzim dalam proses kehidupan.
1.1.3 Menyenaraikan ciri umum enzim.
1.1.4 Menghubungkaitkan penamaan enzim dengan substrat.
1.1.5 Menerangkan tapak sintesis enzim.
1.1.6 Menyatakan maksud enzim intrasel dan enzim luar sel.
1.1.7 Menerangkan penglibatan organel khusus dalam penghasilan
enzim luar sel.
1.1.8 Menerangkan mekanisma tindakan enzim.
1.1.9 Menyenaraikan faktor-faktor yang mempengaruhi aktiviti enzim.
1.1.10 Menjalankan eksperimen untuk menghuraikan kesan pH, suhu,
kepekatan enzim dan kepekatan substrat ke atas aktiviti enzim.
1.1.11 Menghubungkaitkan mekanisma tindakan enzim dengan pH,
suhu, kepekatan enzim dan kepekatan substrat.
1.1.12 Menerangkan dengan contoh penggunaan enzim dalam
kehidupan harian dan dalam industri.
NO KOD Muka: Drp:
NAMA PELAJAR
KURSUS
NO. KAD PENGENALAN
TARIKH
KOLEJ VOKASIONAL LANGKAWI
JALAN BATU ASAH, 07000 LANGKAWI,
KEDAH

2.  Metabolisme dikelaskan kepada dua kumpulan iaitu tindak balas anabolisme dan tindak
balas katabolisme.
 Anabolisme ialah tindak balas yang memerlukan tenaga dalam mensintesiskan molekul
kompleks dari molekul ringkas.
 Katabolisme ialah tindak balas yang membebaskan tenaga di mana berlaku
pemecahan molekul kompleks kepada molekul yang lebih ringkas yang melibatkan
proses hidrolisis atau oksida.
 Tindak balas biokimia dalam sel adalah dikawal oleh enzim.
 Enzim ialah pemangkin organik yang mempercepatkan tindak balas biokimia di dalam
sel.
 Enzim ialah protein yang berfungsi sebagai biomangkin.
1.1.2 Menerangkan fungsi enzim dalam proses kehidupan
 Organisma bergantung pada enzim bagi proses biokimia dalam sel-sel.
 Enzim membolehkan tindak balas biokimia berlaku cepat dalam sel-sel di mana
persekitaran dalaman seperti suhu tidak sesuai untuk tindak balas kimia.
 Enzim diperlukan oleh setiap tindak balas biokimia dalam sel-sel yang bertindak sebagai
pemangkin.
 Sebagai contoh, dalam pencernaan makanan, sintesis bahan, pengecutan otot, respirasi
dan lain-lain pertukaran kimia dalam sel, enzim bertindak sebagai pemangkin untuk
menggiatkan semua proses tersebut dengan selanjutnya.
 Bahan yang ditindakkan oleh enzim disebut sebagai substrat. Sebagai contoh, kanji
ialah substrat bagi enzim amilase.
Tahukah anda?
 Sesetengah enzim memerlukan bahan kimia yang lain seperti vitamin untuk berpadu
dengannya sebelum dapat memangkinkan sesuatu tindak balas biokimia. Bahan kimia
ini disebut sebagai kofaktor dan produk yang disebut sebagai koenzim (molekul bukan
protein)
 Perencat ialah bahan kimia yang melambatkan atau menghentikan suatu tindak balas
atau proses kawalan enzim
1.1.3 Menyenaraikan ciri umum enzim
i. Enzim terbina daripada protein dan dihasilkan oleh sel-sel organisma hidup.
2

3. ii. Tindakan enzim adalah spesifik.Ini bererti setiap tindak balas memerlukan enzim yang
tertentu untuk memangkinkannya. Setiap enzim hanya boleh bertindak terhadap satu
substrat. Tindakan enzim adalah berdasarkan pada hipotesis kunci dan mangga.
iii. Enzim mempercepatkan tindak balas biokimia tetapi tidak berubah atau dimusnahkan
pada akhir tindak balas.
iv. Enzim diperlukan dalam kuantiti yang kecil sahaja untuk menghasilkan pertukaran
kimia yang berkuantiti besar.
v. Tindak balas yang dimangkinkan oleh enzim adalah tindak balas berbalik. Ini bererti
enzim yang sama boleh memangkinkan kedua-dua tindak balas ke hadapan dan ke
belakang.
vi. Enzim peka kepada suhu.
a. Pada suhu yang tinggi (40 - 60°C), enzim dinyahaslikan. Bentuk dan tapak
aktif diherot. Aktiviti enzim dihentikan.
b. Pada suhu rendah, enzim adalah kurang aktif kerana molekul substrat kurang
berkemampuan bertindak balas bersama-sama.
c. Suhu optimum untuk kebanyakan enzim ialah 37°C.
vii. Enzim peka terhadap pH. Setiap enzim bertindak paling aktif dalam suatu julat pH
tertentu dan mempunyai pH optimumnya.
a. Sesetengah enzim aktif pada pH 7 seperti enzim untuk respirasi.
b. Sesetengah enzim, memerlukan keadaan asid (pH kurang daripada 7) atau
keadaan beralkali (pH lebih daripada 7). Sebagai contoh, enzim pepsin aktif
dalam keadaan berasid manakala enzim tripsin aktif dalam keadaan beralkali.
1.1.4 Menghubungkaitkan penamaan enzim dengan substrat.
 Enzim dinamakan mengikut substrat yang ditindakkannya dan berakhiran dengan
‘-ase’ kepada nama substrat itu.
 Jadual berikut menunjukkan contoh nama substrat dan enzim.
3
enzim
Kanji + air Maltosa
amilase

4.  Terdapat beberapa enzim yang tidak mengikut sistem penamaan ini kerana enzim itu
telah lama wujud sebelum sistem penamaan ini diperkenalkan. Sebagai contoh, pepsin,
erepsin, tripsin dan renin.
1.1.5 Menerangkan tapak sintesis enzim
 Enzim dibentuk daripada protein yang disintesis dalam sel.
 Tapak untuk sintesis enzim ditempatkan dalam ribosom dalam *protoplasma sel.
 Sintesis enzim bergantung pada kod DNA.
 Kod ini mengandungi maklumat bagi pengumpulan asid amino dalam protein. DNA
membawa kod ini kepada RNA dan transkrip DNA kepada RNA.
 Kemudian bebenang RNA meninggalkan nukleus dan masuk ke dalam sitoplasma lalu
bercantum dengan ribosom. Dalam ribosom, RNA mengumpul asid amino kepada
protein tertentu.
 Kemudian, protein diubahsuai menjadi enzim.
*protoplasma = struktur yang terbina daripada sitoplasma dan nukleus
1.1.6 Menyatakan maksud enzim intrasel dan enzim luar sel.
 Enzim dihasilkan dalam sel tertentu.
 Enzim yang dihasilkan dalam suatu sel dan berfungsi dalam lingkungan sel tersebut
dipanggil enzim intrasel.
 Contoh enzim intrasel ialah enzim yang terlibat dalam respirasi dalam mitokondria
dan dalam fotosintesis di dalam kloroplas.
 Enzim yang dirembes keluar dari sel dan berfungsi di luar sel dipanggil enzim luar
sel.
 Contoh enzim luar sel ialah enzim pencernaan seperti amilase liur, enzim tripsin dan
enzim lipase di mana ia dihasilkan di pankreas dan diangkut ke duodenum untuk
membantu pencernaan makanan.
4
Substrat Enzim Substrat Enzim
Maltosa Maltase Protein Protease
Sukrosa Sukrase Lipid Lipase
Laktosa Laktase Amilosa (kanji) Amilase

5. 1.1.7 Menerangkan penglibatan organel khusus dalam penghasilan enzim luar sel.
 Penghasilan enzim luar sel melibatkan organel tertentu dalam sel.
i. DNA dalam nukleus membawa maklumat untuk sintesis protein (enzim). DNA transkrip
maklumat tersebut kepada RNA yang akan membawa maklumat kepada ribosom.
ii. Protein dihasilkan di dalam ribosom.
iii. Protein yang telah disintesis di ribosom akan memasuki lumen jalinan endoplasma
kasar lalu dibawa ke hujung jalinan endoplasma.
iv. Vesikel pengangkut bergerak ke arah jasad Golgi.
v. Jasad golgi mengubah suai protein menjadi enzim.
vi. Enzim dirembes ke dalam vesikel rembesan yang terbentuk di hujung jasad Golgi
berhampiran membran plasma.
vii. Vesikel rembesan bergerak menuju ke membran plasma dan berpadu dengannya lalu
membebaskan kandungannya (enzim) ke bahagian luar sel.
5

6. 1.1.8 Menerangkan mekanisme tindakan enzim
 Mekanisme tindakan enzim adalah berdasarkan hipotesis ‘mangga dan kunci’
 Setiap enzim mempunyai bentuk tersendiri yang dapat sepadan dengan bentuk
substrat.
 Substrat itu akan bercantum dengan struktur tetap pada enzim yang dipanggil sebagai
tapak aktif.
 Molekul substrat yang spesifik terikat pada tapak aktif untuk membentuk kompleks
enzim-substrat.
 Tindak balas enzim berlaku pada tapak aktif. Hasil terbentuk dan meninggalkan tapak
aktif.
 Mangga ialah struktur tetap bagi tapak aktif manakala kunci adalah struktur substrat
tertentu.
6

7. 1.1.9 Menyenaraikan faktor-faktor yang mempengaruhi aktiviti enzim.
a) Nilai pH
 Enzim dinyahasli oleh perubahan nilai pH dalam medium tindak balas.
 Enzim yang berfungsi pada pH 7, pH optimum, akan menjadi tidak aktif semasa medium
tindak balas menjadi terlalu berasid atau terlalu beralkali.
 Perubahan pH menyebabkan perubahan kepekatan ion hidroksil (OH-
) dan ion
hidrogen (H+
).
 Ion hidrogen atau ion hidroksil yang berlebihan akan menyahstabilkan enzim dengan
mengubah bentuk tapak aktif dan seterusnya enzim itu akan berhenti berfungsi.
 Setiap enzim berfungsi secara aktif pada pH optimumnya. Sebagai contoh, pH optimum
pepsin ialah pH 1.5-2.0, tripsin ialah pH 8.5 dan amilase liur ialah pH 7
b) Suhu
 Pada suhu rendah, kadar tindak balas enzim adalah perlahan.
 Namun, semasa suhu meningkat, kadar tindak balas enzim turut meningkat. Ini kerana
pada suhu tinggi, enzim dan molekul substrat bergerak cepat, meningkatkan daya dan
kadar perlanggaran. Tindak balas berlaku dengan lebih kerap.
 Pada suhu rendah (di bawah 40°C), kadar tindak balas enzim bertambah dua kali ganda
bagi setiap 10°C kenaikan suhu.
 Suhu optimum bagi tindakan enzim adalah 37°C, iaitu suhu badan manusia.
 Pada suhu tinggi (melebihi 40°C), enzim dinyahasli dengan cepat disebabkan
perubahan bentuk molekul enzim. Molekul substrat tidak dapat melekatkan dirinya
kepada bentuk baru bagi tapak aktif molekul enzim. Kadar tindak balas akan menurun.
7

8.  Pada suhu 60°C, semua enzim ternyahasli dan tindakan enzim berhenti.
c) Kepekatan substrat
 Jika nilai pH, suhu dan kepekatan enzim ditetapkan, kadar tindak balas enzim akan
meningkat dengan pertambahan substrat sehingga ke suatu nilai pengehad.
 Selepas nilai pengehad, kadar tindak balas enzim tidak akan meningkat lagi walaupun
kepekatan substrat semakin bertambah.
 Ini disebabkan kuantiti enzim yang memangkinkan tindak balas ini terhad. Oleh itu, tiada
kompleks enzim-substrat terbentuk dan tiada tindak balas berlaku.
 Kepekatan enzim adalah faktor pengehad kepada tindak balas enzim.
 Sekiranya kepekatan enzim yang lebih tinggi ditetapkan, kadar tindak balas akan
meningkat secara kadar langsung dengan kepekatan substrat dan akan berhenti pada
takat tertentu.
8

9. d) Kepekatan enzim
 Pada suhu dan pH enzim yang tetap tetapi substrat berlebihan, kadar tindak balas
enzim meningkat secara kadar langsung dengan kepekatan enzim sehingga mencapai
nilai pengehad.
 Selepas suatu nilai pengehad, sebarang kepekatan enzim tidak akan meningkatkan
kadar tindak balas enzim.
 Kadar tindak balas enzim meningkat kerana substrat adalah mencukupi bagi
meningkatkan kuantiti enzim untuk ditindak balas.
 Selepas nilai pengehad, semua substrat telah terurai kepada hasil ringkas. Tiada
substrat lagi untuk enzim melakukan tindak balas.
 Maka, kadar tindak balas enzim dihad oleh kepekatan substrat. Faktor pengehadnya
ialah kepekatan substrat.
9

10. 1.1.10 Menjalankan eksperimen untuk menghuraikan kesan pH, suhu, kepekatan enzim
dan kepekatan substrat ke atas aktiviti enzim.
(a) Kesan pH
10

11. (b) suhu
11

12. 1.1.11 Menghubungkaitkan mekanisme tindakan enzim dengan pH, suhu, kepekatan
enzim dan kepekatan substrat
 Pengaruh pH terhadap mekanisme tindakan enzim yang berdasarkan hipotesis kunci
dan mangga ditunjukkan pada rajah berikut:
a) Aktiviti enzim pada pH optimum
12

13. b) Aktiviti enzim dalam medium tindak balas yang berkeasidan tinggi (pH tidak sesuai)
 Kesan perubahan pH adalah berbalik. Enzim tidak aktif pada pH rendah dan aktif
semula semasa berada pada pH optimumnya.
1.1.12 Menerangkan dengan contoh penggunaan enzim dalam kehidupan harian dan
dalam industri.
 Dalam kehidupan harian, enzim digunakan dalam keadaan berikut.
a) Dalam serbuk pencuci, enzim dicampurkan untuk mengeluarkan sisa makanan.
Enzim seperti protease, lipase dan amilase dimasukkan ke dalam serbuk
pencuci untuk melarutkan kesan protein, kesan lemak dan kesan kanji dari kain.
b) Enzim protease juga digunakan untuk melembutkan daging. Protease akan
memecahkan protein kompleks kepada hasil ringkas.
 Enzim juga digunakan dengan meluas dalam proses industri.
a) Persediaan produk kulit : Dalam kilang pembuatan barangan kulit, protease
digunakan untuk mengeluarkan bulu daripada kulit. Kemuadian, kulit ini akan
diproses dan diguna untuk menyediakan produk kulit.
b) Pembuatan detergen : Enzim digunakan dalam pembuatan detergen seperti
serbuk pencuci. Enzim protease, lipase dan amilase di tambah ke dalam
detergen untuk mengeluarkan sisa makanan daripada baju.
c) Pemprosesan makanan : Dalam industri memproses makanan, enzim juga
digunakan dengan meluas. Jadual berikut menunjukkan kegunaan enzim dalam
industri makanan.
13

14. Enzim Kegunaan
Amilase • Penghasilan coklat, sirap dan jus buah-buahan. Enzim amilase digunakan
untuk mengeluarkan kanji dalam bahan-bahan ini.
Lipase • Menguraikan lemak dalam makanan seperti daging.
• Penyediaan keju dengan melarut dan mengeluarkan lemak yang
terkandung dalam susu.
Protease • Melembutkan daging
• Membantu menanggalkan kulit ikan dalam industri pengetinan ikan
• Untuk membuang bulu daripada kulit haiwan
Selulase • Melembutkan sayur-sayuran dengan mencernakan bahagian selulosa
sayur itu.
• Menanggalkan kulit daripada bijirin seperti gandum
• Mengasingkan agar-agar daripada rumpai laut dengan menguraikan
dinding sel daun rumpai dan membebaskan agar-agar yang terkandung
dalamnya
Zimase • Enzim zimase terdapat dalam yis. Ia digunakan dengan meluas dalam
penyediaan minuman beralkohol seperti bir dan wain semasa proses
penapaian
NOTA TAMBAHAN
14

15. 15

16. 16