Apa yang dimaksud dengan efek alosterik dan mengapa efek ini menjadi mekanisme utama aktivitas enzim karbohidrat?

Istilah alosterik diturunkan dari bahasa Yunani "allo" yang berarti yang lain, dan "stereos" yang berarti ruang atau sisi. Enzim alosterik adalah enzim yang memiliki sisi lain selain sisi katalitik. Enzim alosterik mempunyai dua bagian aktif, yaitu bagian aktif yang menangkap substrat dan bagian yang menangkap penghambat. Apabila ada senyawa yang dapat memasuki bagian yang menangkap penghambat maka enzim menjadi tidak aktif, senyawa penghambat tersebut merupakan penghambat alosterik. Struktur senyawa penghambat alosterik tidak mirip dengan struktur substrat. Pengikatan penghambat alosterik pada enzim menyebabkan enzim tidak aktif, sehingga substrat tidak dapat dikatalisis dan tidak menghasilkan produk. Apabila enzim menangkap substrat maka penghambat tidak dapat terikat pada enzim, sehingga enzim dapat aktif mereaksikan substrat menjadi produk.


Di antara sejumlah enzim yang berpartisipasi di dalam metabolisme, terdapat sekelompok khusus yang dikenal sebagai enzim pengatur, yang dapat mengenali berbagai isyarat metabolik dan mengubah kecepatan katalitiknya sesuai dengan isyarat yang diterima. Melalui aktivitasnya, sistem enzim terkoordinasi dengan baik, menghasilkan suatu hubungan yang harmonis di antara sejumlah aktivitas metabolik yang berbeda, yang diperlukan untuk menunjang kehidupan. Enzim pengatur inilah yang disebut dengan enzim alosterik. Enzim alosterik berbeda dengan enzim biasa yang hanya memiliki sisi katalitik saja, tetapi enzim alosterik juga memiliki sisi pengatur. Enzim alosterik inilah yang berperan dalam pengaturan aktivitas metabolik di dalam tubuh.

Pada beberapa penyakit, terutama gangguan genetik yang menurun, mungkin terdapat kekurangan atau bahkan kehilangan satu atau lebih enzim pada jaringan. Pada keadaan abnormal lainnya, aktivitas yang berlebihan dari suatu enzim tertentu, kadang-kadang dapat dikontrol oleh obat yang dibuat untuk menghambat aktivitas katalitiknya. Selanjutnya, pengukuran aktivitas enzim tertentu pada plasma darah, sel darah merah, atau contoh jaringan penting bagi diagnosa penyakit. Enzim telah menjadi alat praktis yang penting, bukan hanya dalam dunia kesehatan, tetapi juga dalam industri kimiawi, dalam pengolahan pangan, dan pertanian. Bahkan pada aktivitas sehari-hari, di rumah, enzim memainkan peranannya.

Sifat-sifat enzim alosterik berbeda nyata dari enzim-enzim bukan pengatur (biasa). Perbedaannya antara lain:

-          Pertama, seperti semua enzim, enzim alosterik memiliki sisi katalitik yang berikatan dengan substrat dan mengubahnya, tetapi enzim ini juga memiliki satu atau lebih sisi pengatur atau alosterik untuk mengikat metabolit pengatur, yang disebut modulator (pengatur) atau efektor. Sama seperti sisi katalitik enzim yang bersifat spesifik bagi substiarnya, sisi alosterik bersifat spesifik bagi modulator (pengatur)-nya.

-          Kedua, molekul enzim alosterik umumnya lebih besar dan lebih kompleks dibandingkan dengan molekul enzim biasa. Kebanyakan enzim-enzim alosterik memiliki dua atau lebih rantai atau subunit polipeptida.

-          Ketiga, enzim alosterik biasanya memperlihatkan penyimpangan yang nyata dari tingkah laku klasik Michaelis-Menten. Hal ini salah satu ciri yang pertama-tama membedakannya dari enzim-enzim biasa.


2.2. Proses Pengaturan Metabolik Enzim Alosterik di dalam Tubuh

Aktivitas katalisis enzim alosterik dapat distimulasi atau dihambat oleh suatu modulator. Modulator dapat berupa modulator posiitif (untuk menstimulasi sisi aktif enzim) dan modulator negatif (untuk mengambat sisi aktif enzim). Modulator dapat berupa produk akhir katabolisme atau anabolisme, zat intemediet dari jalur metabolik, atau produk dari jalur metabolik lain.

Bilamana sisi alosterik diisi oleh modulator negatif atau penghambat spesifik, yang terjadi, Jika konsentrasi senyawa ini meningkat di dalam sel, enzim mengalami perubahan menjadi bentuk yang kurang aktif atau bentuk tidak aktif; dengan kata lain, molekul ini "dimatikan." Bilamana modulator penghambat terlepas dari sisi alosterik, yang terjadi jika konsentrasi modulator di dalam sel menurun, enzim kembali ke bentuk aktif atau bentuk "hidup." Tetapi, terdapat juga enzim alosterik yang diaktifkan oleh molekul modulator (pengatur)-nya. Dalam hal ini, modulator perangsang atau positif bukan merupakan produk akhir rangkaian enzim, tetapi beberapa metabolit lain yang berperan sebagai isyarat molekular terhadap enzim untuk mempercepat dirinya. Seringkali modulator pengalosterik dalam hal ini, disebut homotropik (karena substrat dan modulatomya identik), dan memiliki dua atau lebih sisi pengikatan bagi substriat. Sisi pengikatan ini seringkali memainkan dua peranan; bekerja sebagai sisi katalitik dan juga sisi pengaturan. Jenis enzim alosterik ini bereaksi terhadap keadaan terjadinya akumulasi substrat dalam jumlah berlebih, yang harus diubah dengan reaksi selanjutnya.