Menurut definisi, enzim secara sederhana adalah istilah terkait dengan suatu protein yang mempunyai struktur tiga dimensi tertentu yang mampu mengkatalisis biologi (aktivitas biokatalitik).
Enzim menaikan laju reaksi dengan jalan menurunkan energi aktivitas reaksi, ini disebabkan oleh energi bebas dari satu atau lebih pereaksi antar media yang tidak stabil dan lebih rendah.
Karena enzim secara sederhana adalah istilah terkait dengan protein, maka antaraksi antara enzim dan molekul lain sama halnya dengan protein, di tentukan oleh asam-asam amino yang terdapat dipermukaan, yang berhubungan dengan situs aktif.
Sifat-sifat permukaan enzim dipengaruhi oleh larutan sekitarnya. Gugus-gugus fungsional pada permukaan enzim menggambarkan sifat asam basa dan kelarutan enzim.
Keseluruhan enzim (holoenzim) mempunyai dua bagian utama, yaitu bagian protein (apoenzim) dan bagian ion protein (koenzim). Apoenzim secara sederhana adalah istilah terkait dengan suatu polipeptida yang mempunyai struktur kuarterner atau struktur tersier dengan urutan dan komposisi asam amino tertentu, dan rantai polipeptida tersebut distabilkan oleh ikatan kimia yang terdapat pada gugus samping asam amino.
Rantai asam amino diluar situs aktif tidak dapat mengkatalisis semua reaksi kimia yang terjadi dalam sistem biologi. Ion-ion logam (koenzim dan kofaktor, atau disebut juga gugus prostetik) dengan tambahan potensial kimia diperlukan oleh enzim untuk mengkatalisis beberapa reaksi. Gugus prostetik ini secara sederhana adalah istilah terkait dengan bagian enzim yang bukan protein.
Umumnya, baik koenzim maupun ion logam terikat kuat pada molekul enzim. Adanya muatan yang terdapat pada ion logam menjadikan bentuk situs aktif enzim bersifat spesifik, sebab letak dari asam amino dalam rantai polipeptida enzim tersebut distabilkan oleh ikatan ion logam dengan logam, sedangkan reaksi katalisis yang terjadi dilakukan dengan bantuan koenzim, sebagai pembawa atom atau gugus fungsional.
Gugus spesifik (koenzim dan ion logam) stabil terhadap panas; sedangkan struktur apoenzim, seperti halnya protein mudah terdenaturasi oleh panas dan pH ekstrim, atau senyawa pendenaturasi lain. Contohnya, bila suhu enzim dipanaskan dalam asam kuat atau diinkubasi dalam tripsin, maka akan tampak perubahan konformasi dari rantai asam amino utama sehingga aktifitas katalitiknya hilang.
Sifat katalitik dan spesifik enzim ditentukan oleh gugus kimia yang terdapat pada permukaan protein tertentu yang disebut situs aktif (active site). Situs aktif suatu enzim biasanya kurang dari 5% dari luas permukaan keseluruhan, sisi aktif mempunyai dua fungsi yaitu mengikat substrat dan mengkatalisis reaksi. Umumnya masing-masing fungsi melibatkan rantai samping asam amino yang berbeda.
Penggolongan Enzim
Aktivitas suatu enzim dinyatakan sebagai kemampuan enzim tersebut dalam mengubah substrat menjadi produk. Aktivitas katalitik enzim pada prinsipnya secara sederhana adalah istilah terkait dengan proses pemindahan elektron, atom, atau gugus fungsional yang semuanya dapat dikelompokan kedalam enam golongan.
Ke-enam kelompok enzim dikategorikan berdasarkan jenis reaksinya:
- Oksidareduktase, yaitu katalisis untuk reaksi redoks, substrat yang satu tereduksi dan yang lain teroksidasi
- Transferase, yaitu katalisis reaksi pemindahan sebuah gugus dari suatu substrat ke substrat yang lain
- Hidrolase, yaitu katalisis untuk reaksi hidrolisis suatu substrat
- Liase, yaitu katalisis reaksi eleminasi sebuah gugus dari substrat sehingga terbentuk ikatan peptida
- Isomerase, yaitu katalisis untuk reaksi isomerisasi substrat
- Ligase, yaitu katalisis untuk reaksi penggabungan dua molekul dengan bantuan ATP atau sumber energi lainnya.
Gugus prostetik pada molekul enzim berfungsi untuk mengaktivasi enzim sehingga reaksi lebih mudah berlangsung. Gugus prostetik yang berasal dari senyawa organik kompleks dinamakan koenzim. Misalnya NADH, FADH, dan CoASH. Gugus prostetik yang berasal dari molekul anorganik dinamakan kofaktor, misalnya ion Fe2+, Zn2+, dan Cu2+. Dalam reaksi biokimia, beberapa enzim diaktivasi oleh koenzim atau oelh ion logam saja.