PRAKTIKUM 5 dan 6
| I. JUDUL : | AKTIVITAS ENZIM KATALASE |
| II.TUJUAN : | Membuktikan kandungan enzim katalase pada sel hewan |
| III. TANGGAL PRAKTIKUM: | 15 & 22 NOVEMBER 2010 |
IV. PENDAHULUAN
Suatu enzim bekerja secara khas terhadap suatu substrat tertentu. Kekhasan inilah ciri suatu enzim. Ini sangat berbeda dengan katalis lain (bukan enzim) yang dapat bekerja terhadap berbagai macam reaksi. Enzim urease hanya bekerja terhadap urea sebagai substratnya. Tetapi, ada juga enzim yang bekera terhadap lebih dari satu substrat, namun enzim tersebut tetap mempunyai kekhasan tertentu.
Fungsi suatu enzim adalah sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi di dalam sel maupun di luar sel. Suatu enzim dapat mempercepat reaksi 108 sampai 1011 kali lebih cepat daripada apabila reaksi tersebut dilakukan tanpa katalis. Jadi, enzim dapat berfungsi sebagai katalis yang sangat efisien, disamping itu mempunyai derajat kekhasan yang tinggi. Seperti juga katalis lainnya, maka enzim dapat menurunkan energi aktivasi suatu reaksi kimia. Reaksi kimia ada yang membutuhkan energi (reaksi endergonik) dan ada pula yang menghasilkan energi atau mengeluarkan energi (eksergonik). (Ana Poedjiadi, 2005)
Enzim adalah senyawa yang dibentuk oleh sel tubuh organisme. Dalam sel, enzim ini diproduksi oleh organel badan mikro peroksisom. Kegunaan enzim katalase adalah menguraikan hidrogen peroksida (H2O2) yang merupakan senyawa racun dalam tubuh yang terbentuk pada proses pencernaan makanan.
Hidrogen peroksida (H2O2) ditemukan oleh Louis Jacquea Thenard pada tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia organic yang memiliki sifat oksidator kuat dan bersifat racun dalam tubuh. Senyawa peroksida harus segera diuraikan menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang tidak berbahaya. Enzim katalase mempercepat reaksi penguraian peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2). Penguraian peroksida ditandai dengan timbulnya gelembung. Bentuk reaksi kimia penguraian H2O2 adalah :
2 H2O2 2 H2O + O2
Hidrogen peroksida (H2O2) dimanfaatkan oleh enzim katalase untuk menguraikan atau mengoksidasi substrat lain, seperti fenol, asam fomat, formal dehid, dan alcohol. Reaksi oksidasi ini berperan untuk mendetoksifikasi bermacam-macam molekul racun dalam darah. Salah satu fungsi penting dari reaksi oksidatif yang dilakukan di peroksisom adalah pemecahan molekul-molekul asam lemak dalam proses yang disebut beta-oksidasi. Oksidasi asam lemak diikuti pembentukan H2O2 yang berasal dari oksigen. H2O2 akan diuraikan oleh katalase dengan cara diubah menjadi molekul H2O atau dioksidasi oleh senyawa lain.
Enzim tertentu dapat bekerja secara optimal pada kondisi tertentu pula. Beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim antara lain sebagai berikut :
a. Suhu
Enzim menjadi rusak bila suhunya terlalu tinggi atau rendah. Protein akan mengental atau mengalami koagulasi bila suhunya terlalu tinggi (panas).
b. Derajat Keasaman (pH)
Enzim menjadi nonaktif jika diperlakukan pada asam dan basa yang sangat kuat. Sebagian besar enzim bekerja paling efektif pada kisaran pH lingkungan yang sedikit sempit (pH = 7). Diluar pH optimal, kenaikan atau penurunan pH menyebabkan penurunan aktivitas enzim dengan cepat.
c. Konsentrasi Enzim, Substrat, dan Kofaktor
Jika pH atau suhu suatu enzim dalam keadaan konstan serta jumlah substrat berlebihan, maka laju reaksi sebanding dengan jumlah enzim yang ada. Jika pH, suhu dan konsentrasi enzim dalam keadaan konstan, maka reaksi awal hingga batas tertentu sebanding dengan substrat yang ada. Jika enzim memerlukan suatu koenzim atau ion kofaktor, maka konsentrasi substrat dapat menentukan laju reaksi.
d. Inhibitor Enzim
Kerja enzim dapat dihambat, baik bersifat sementara maupun tetap oleh inhibitor berupa zat kimia tertentu. Pada konsentrasi substrat yang rendah akan terlihat dampak inhibitor terhadap laju reaksi.
Suatu enzim mempunyai kekhasan yaitu hanya bekerja pada satu reaksi saja. Untuk bekerja pada satu zat atau substrat harus ada hubungan atau kontak antara enzim dengan substrat. Suatu enzim mempunyai ukuran yang lebih besar daripada substrat. Oleh karena itu, tidak seluruh bagian enzim dapat berhubungan dengan substrat. Hubungan substrat dengan enzim hanya terjadi pada bagian atau tempat tertentu saja. Tempat atau bagian enzim yang mengadakan hubungan atau kontak dengan substrat dinamai bagian aktif (active site). Hubungan hanya mungkin terjadi apabila bagian aktif mempunyai ruang yang tepat dapat menampung substrat.
Apabila substrat mempunyai bentuk atau konformasi lain, maka tidak dapat ditampung pada bagian aktif suatu enzim. Dalam hal ini enzim itu tidak dapat berfungsi terhadap substrat. Hubungan atau kontak terhadap enzim dengan substrat menyebabkan terjadinya kompleks enzim-substrat. Kompleks ini merupakan kompleks yang aktif, yang bersifat sementara dan akan terurai lagi apabila reaksi yang diinginkan telah terjadi. (Ana Poedjiadi, 2005)
V. METODE PRAKTIKUM
a. Alat dan Bahan
1. Aktivitas Enzim Katalase pada Beberapa Organ Ayam
| ALAT | BAHAN |
| 1. Tabung Reaksi 2. Rak Tabung Reaksi 3. Blender 4. Bekker Glass 5. Saringan 6. Timbangan 7. Pipet Tetes 8. Alumunium Foil | 1. Organ Ayam (hati, usus, jantung, otak) 2. Aquades 3. H2O2 4. Obat Nyamuk Bakar |
2. Aktivitas Enzim Katalase Dipengaruhi oleh Suhu dan pH
| ALAT | BAHAN |
| 1. Tabung Reaksi 2. Rak Tabung Reaksi 3. Blender 4. Bekker Glass 5. Saringan 6. Timbangan 7. Pipet Tetes 8. Alumunium Foil 9. Thermometer 10. Bunsen | 1. Hati Ayam 2. Aquades 3. H2O2 4. NaOH 10% 5. HCl 10% 6. Obat Nyamuk Bakar 7. Es Batu |
b. Cara Kerja
1. Aktivitas Enzim Katalase pada Beberapa Organ Ayam
Mempersiapkan alat dan
bahan yang diperlukan
Menimbang setiap organ
Ayam yang akan digunakan
hitunglah berapa tetes yg diperluka
Blender hingga halus organ sehingga timbul gelembung udara
Ayam yang sudah ditimbang
tutup dengan alumunium foil
Tambahkan aquades
masukkan bara api ke dalam tabun
Saringlah organ yang sudah untuk memeriksa kandungan O2 dihaluskan untuk memperoleh
sarinya amati yang terjadi
Isilah masing-masing tabung catat pada tabel pengamatan
reaksi dengan H2O2 2 ml
tetesilah masing-masing tabung
reaksi tersebut dengan sari organ-
organ ayam
2. Aktivitas Enzim Katalase Dipengaruhi oleh Suhu dan pH
Mempersiapkan alat dan beri label 1-4 pada tabung reaksi
bahan yang diperlukan
Pada tabung 1, teteskan sari hati
Timbang hati ayam yang ayam yang sudah dipanaskan
sudah diberi perlakuan
Pada tabung 2, teteskan sari hati
Blender hati ayam yang ayam yang sudah didinginkan
sudah didinginkan, di-
panaskan, dan hati segar pada tabung 3 & 4, teteskan sari
Hati ayam segar yang sudah ditam-
Tambahkan aquades bahkan NaOH dan HCl
Saringlah hati ayam tersebut
sampai mendapatkan sarinya
Tambahkan Naoh dan HCl pada
Hati ayam segar
Tutup masing-masing tabung reaks
Masukkan 2 ml H2O2 pada masing- dengan alumunium foil
masing tabung reaksi
Masukkan bara api untuk memerik-
sa kandungan O2
Amati yang terjadi
Catat pada tabel pengamatan
VI. HASIL PENGAMATAN
a. Aktivitas Enzim Katalase pada Beberapa Organ Ayam
| Reaksi Antara | Jumlah Tetesan | Gelembung | Bara Api | Gambar |
| Ekstrak hati ayam + H2O2 | 2 tetes | ++ | √ | |
| 3 tetes | +++ | | ||
| 4 tetes | +++ | | ||
| 5 tetes | +++ | | ||
| Ekstrak otak ayam + H2O2 | 2 tetes | - | - | |
| 3 tetes | + | | ||
| 4 tetes | + | | ||
| 5 tetes | ++ | |
| Reaksi Antara | Jumlah Tetesan | Gelembung | Bara Api | Gambar |
| Ekstrak usus ayam + H2O2 | 2 tetes | + | - | |
| 3 tetes | + | | ||
| 4 tetes | + | | ||
| 5 tetes | ++ | | ||
| Ekstrak jantung ayam + H2O2 | 2 tetes | + | - | |
| 3 tetes | + | | ||
| 4 tetes | ++ | | ||
| 5 tetes | ++ | |
b. Aktivitas Enzim Katalase Dipengaruhi oleh Suhu dan pH
| Kondisi | Gelembung | Bara Api | Gambar |
| 1. Hati yang sudah didinginkan | +++ | √ | |
| 2. Hati matang / dipanaskan | ++ | - | |
| 3. Hati segar + NaOH | + | - | |
| 4. Hati segar + HCl | - | - | |
VII. PEMBAHASAN
Enzim adalah gulungan molekul protein yang mengkatalisasi reaksi-reaksi biokimia. Pada umumnya enzim negkatalisasi suatu reaksi khusus saja. Pepsin contohnya adalah enzim dalam cairan pencernaan. Pepsin memulai pencernaan protein dengan memecah protein menjadi potongan-potongan yang lebih kecil. Namun, pepsin tidak memecah tepung dalam makanan. Tugas itu dilakukan oleh enzim yang disebut katalase. Enzim paling banyak bekerja pada suatu rentang suhu yang sempit. Enzim bekerja sangat lambat di bawah suhu 300C dan telah terurai di atas 400C. Cara kerja enzim yaitu pada bagian enzim yang mengkatalisasi reaksi-reaksi disebut bagian aktif. Ketika molekul-molekul yang bereaksi melekat di bagian aktif itu, molekul-molekul tersebut di ikat pada posisi yang tepat sehingga memungkinkan reaksi terjadi. Bagian aktif dalam banyak enzim mengandung sebuah atom logam. Yang lain mengandung molekul kecil yang disebut koenzim, biasanya adalah suatu vitamin. Atom logam dan vitamin berada secara seimbang. Kekurangan vitamin dan unsur logam itu mengakibatkan enzim bekerja tidak stabil.
Saat ini enzim di buat untuk di pakai di luar sel-sel hidup. Bubuk detergen biologis mengandung enzim-enzim yang memecah kotoran. Enzim yang menyebabkan perubahan warna dapat di gunakan untuk mendeteksi zat dalam jumlah yang sangat kecil.salah satu enzim semacam itu digunakan untuk tes kehamilan.
Enzim bekerja dengan cara menempel pada molekul permukaan zat-zat yang bereaksi dan dengan demikian mempercepat proses reaksi. Percepatan terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan dan dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. Sebagian besar enzim bekerja dengan khas, yang artinya setiap enzim hanya dapat bekerja dengan satu macan senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan oleh perbedaan struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor terutama subtrat, suhu, kofaktor dan inhibitor. Setiap enzim memerlukan suhu dan pH optimum yang berbeda-beda karena enzim adalah protein, yang dapat mengalami perubahan bentuk jika suhu dan keasaman berubah. Inhibitor adalah molekul yang menurunkan aktifitas, sedangkan aktifator adalah yang meningkatkan aktifitas kerja enzim. (http://id.wikipedia.org/ wiki/enzim)
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim, antara lain sebagai berikut :
a. a. Konsentrasi enzim
Seperti pada katalis lain, kecepatan suatu reaksi yang menggunakan enzim tergatung, pada konsentrasi enzim tersebut. pada suatu konsentarsi subtract tertentu, kecepatan reaksi bertambah dengan bertambahnya konsentrasi enzim. (Anna Poedjiadi, 2005)
b. b. Konsentrasi substrat
Peningkatan konsentransi substrat dapat meningkatkan kecepatan reaksi bila jumlah enzim tetap. Namun pada saat sisi aktif semua enzim berikatan dengan substrat, penambahan substrat tidak dapat meningkatkan kecepatan reaksi enzim selanjutnya.
(http://www.edukasi.net/mapok/mp_full.php?id=372&fname=materi3.html)
c. c. Suhu
Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Kenaikan suhu dapat menyebabkan denaturasi. Apabila terjadi proses denaturasi, maka bagian aktif enzim menjadi berkurang dan kecepatan reaksinya pun menurun. (Anna Poedjiadi, 2005)
d. d. Derajat keasaman (pH)
Perubahan pH dapat mempengaruhi perubahan asam amino kunci pada sisi aktif enzim, sehingga menghalangi sisi aktif bergabung dengan substratnya. Setiap enzim dapat bekerja baik pada pH optimum, masing-masing enzim memiliki pH optimum yang berbeda. Sebagai contoh : enzim amilase bekerja baik pada pH 7,5 (agak basa), sedangkan pepsin bekerja baik pada pH 2 (asam kuat / sangat asam).
e. e. Aktivator dan Inhibitor
Aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan antara enzim dengan substratnya, misalnya ion klorida yang bekerja pada enzim amilase. Inhibitor merupakan suatu molekul yang menghambat ikatan enzim dengan substratnya. Inhibitor akan berikatan dengan enzim membentuk kompleks enzim-inhibitor.
Dalam sel, enzim ini diproduksi oleh organel badan mikro peroksisom. Kegunaan enzim katalase adalah menguraikan hidrogen peroksida (H2O2) yang merupakan senyawa racun dalam tubuh yang terbentuk pada proses pencernaan makanan. Hidrogen peroksida (H2O2) dimanfaatkan oleh enzim katalase untuk menguraikan atau mengoksidasi substrat lain, seperti fenol, asam fomat, formal dehid, dan alcohol.
VIII. JAWABAN PERTANYAAN
Praktikum 5
1. Dalam percobaan ini digunakan hati, karena menurut berbagai sumber literatur organ hati yang paling banyak mengandung enzim katalase. Oleh karena itu, untuk membuktikan teori tersebt maka d ujilah aktivitas enzim katalase dengan menggunakan hati ayam, sebagai perbandingannya digunakan pula organ-organ yang lain seperti usus, jantung, dan otak.
2. Dalam percobaan ini digunakan H2O2, karena Hidrogen peroksida (H2O2) dimanfaatkan oleh enzim katalase untuk menguraikan atau mengoksidasi substrat lain, seperti fenol, asam fomat, formal dehid, dan alcohol. Reaksi oksidasi ini berperan untuk mendetoksifikasi bermacam-macam molekul racun dalam darah. Katalase terdapat hampir di semua makhluk hidup. Enzim ini diproduksi oleh sel di bagian badan mikro, yaitu Perioksisom Bagi sel, enzim ini adalah bodyguard yang melindungi bagian dalam sel dari kondisi oksidatif yang bagi kebanyakan orgnisme ekuivalen dengan kerusakan.
3. Penguraian peroksida ditandai dengan timbulnya gelembung. Bentuk reaksi kimia penguraian H2O2 adalah :
2 H2O2 2 H2O + O2
4. Senyawa H2O2 merupakan bahan kimia organic yang memiliki sifat oksidator kuat dan bersifat racun dalam tubuh. Senyawa peroksida harus segera diuraikan menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang tidak berbahaya. Enzim katalase mempercepat reaksi penguraian peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2).
5. Dari hasil percobaan didapat hasil yang berbeda pada setiap organ yang diuji. Yang menghasilkan banyak gelembung udara adalah pada hati ayam, sedangkan pada organ yang lain hanya menghasilkan sedikit gelembung udara bahkan ada yang tidak menghasilkan gelembung udara sama sekali.
Praktikum 6
1. Bentuk reaksi kimia penguraian H2O2 adalah :
2 H2O2 2 H2O + O2
2. Tabung yang mengeluarkan gas adalah tabung pertama yaitu yang berisi hati yang sudah didinginkan. Mungkin keadaan hati yang didinginkan tersebut tidak terlalu dingin sehingga hamper sama dengan keadaan hati normal. Ole karena itu, ketika di tes menggunakan bara api menimbulkan nyala api. Sedangkan pada tabung yang lain tidak terdapat gas, karena keadaan hati sudah rusak. Sehingga enzim katalase dalam hati sudah tidak bekerja lagi.
3. Kerja enzim dipengaruhi oleh suhu dan derajat keasaman (pH), sehingga enzim tidak aktif jika dalam kondisi suhu rendah atau suhu tinggi. Selain itu, enzim juga non aktif pada kondisi asam atau basa.
4. Fungsi dari es pada percobaan tersebut adalah untuk menguji bahwa enzim tidak dapat bekerja pada suhu rendah (dingin).
II. KESIMPULAN
Dari hasil percobaan, di dapat bahwa yang mengandung enzim katalase adalah hati ayam. Dari reaksi antara hati ayam dengan H2O2 didapatkan atau dihasilkan oksigen (O2), terbukti dengan adanya nyala api ketika di tes menggunakan bara api. Sedangkan pada organ yang lain tidak menimbulkan nyala api. Selain itu, kerja enzim katalase juga dipengaruhi oleh suhu dan derajat keasaman (pH), sehingga enzim tidak aktif jika dalam kondisi suhu rendah atau suhu tinggi. Selain itu, enzim juga non aktif pada kondisi asam atau basa. Hal tersebut dapat dilihat pada percobaan yang kedua. Pada hati ayam yang sudah mendapat perlakuan tidak menimbulkan nyala api setelah di tes dengan bara api.
XI. DAFTAR PUSTAKA
Poedjiadi, Ana dkk. 2005. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press).
http://id.wikipedia.org/ wiki/enzim
http://www.edukasi.net/mapok/mp_full.php?id=372&fname=materi3.html
Terimakasih,,,,Blognya sangat membantu,semoga bermanfaat untuk yang lain juga,
BalasHapus