A. JUDUL
: Enzim Katalase
B. TUJUAN
: Menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase.
C. DASAR
TEORI
1.1
Metabolisme
Metabolisme merupakan suatau reaksi kimia yang terjadi
didalam tubuh makhluk hidup. Reaksi metabolisme tersebut dimaksudkan untuk memperoleh
energi, menyimpan energi, menyusun bahan makanan, merombak bahan makanan,
memasukkan atau mengeluarkn zat-zat, melakukan gerakan, menyusun struktur sel,
merombak struktur–struktur sel yang tidak dapat digunakan lagi, dan menanggapi
rangsang.
Tentunya dalam suatu reaksi kimia terdapat zat - zat
atau senyawa - senyawa baik yang sifatnya menghambat (inhibitor), atau
mempercepat reaksi (aktivator). Senyawa– senyawa yang mempercepat suatu reaksi
dikenal dengan sebutan katalisator.
Katalisator adalah suatu zat yang mempercepat laju
reaksireaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai
oleh reaksi itu.Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi
ataupun produk.
Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau
memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya
terhadap pereaksi.Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi
aktivasi yang lebih rendah.Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk
berlangsungnya reaksi. Metabolisme yang merupakan reaksi kimia memiliki
katalisator yang disebut dengan enzim.
1.2
Enzim
a.
Pengertian Enzim
Enzim adalah protein yang berperan sebagai katalis
dalam metabolisme makhluk hidup. Enzim berperan untuk mempercepat reaksi kimia
yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, tetapi enzim itu sendiri tidak ikut
bereaksi. Oleh sebab itu enzim disebut sebagai salah satu katalisator alami.
Enzim terdiri dari apoenzim dan gugus prostetik. Apoenzim adalah bagian enzim
yang tersusun atas protein. Gugus prostetik adalah bagian enzim yang tidak
tersusun atas protein. Gugus prostetik dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu
koenzim (tersusun dari bahan organik) dan kofaktor (tersusun dari bahan
anorganik).
Enzim tak hanya ditemukan dalam sel-sel manusia dan
hewan, namun sel-sel tumbuhan juga memiliki enzim sebagai salah satu komponen
metabolismenya. Enzim katalase merupakan salah satu enzim yang terdapat pada
tumbuhan. Enzim diproduksi oleh peroksisom dan aktif dalam melakukan reaksi
oksidatif bahan-bahan yang dianggap toksik oleh tanaman, seperti hidrogen
peroksida (H2O2). Enzim katalase termasuk ke dalam golongan desmolase, yaitu
enzim yang dapat memecahkan ikatan C-C atau C-N pada substrat yang diikatnya.
b.
Komponen Enzim
Penyusun utama enzim yaitu molekul yang dinamakan
apoenzim. Supaya berfungsi normal, enzim mebutuhkan komponen lainnya yang
dinamakan kofaktor. Kofaktor merupakan komponen nonprotein yang berupa ion atau
molekul.
Menurut ikatannya, kofaktor dibedakan menjadi 3 macam,
yaitu ion-ion anorganik, ko-enzim, dan gugus prostetik.
1)
Ion-ion anorganik adalah kofaktor yang terikat dengan
substrat kompleks atau enzim sehingga fungsi enzim menjadi lebih efektif.
2)
Ko-enzim ialah kofaktor yang terdiri atas molekul
organik nonprotein yang terikat secara renggang dengan enzim.
3)
Gugus prostetik adalah tipe kofaktor yang umumnya
terikat kuat pada enzim, yang berfungsi untuk memberi kekuatan tambahan
terhadap kerja enzim.
4)
Sejumlah kofaktor tidak berubah pada akhir reaksi,
namun terkadang berubah dan terlibat dalam reaksi lain. Enzim yang terikat
bersama dengan kofaktornya dinamakan haloenzim.
c.
Cara Kerja Enzim
Proses dan cara kerja enzim di dalam
tubuh akan menghasilkan senyawa intermediat dalam reaksi organik dengan energi rendah. Di awal proses reaksi,
beberapa enzim mengubah diri, namun kembali ke bentuk semula begitu proses
berakhir. Enzim merangsang laju reaksikimia dengan cara
membentuk kompleks dengan substrat sehingga menekan energi aktivasi yang
diperlukan tubuh dalam reaksi kimia.Cara kerja enzim dapat dijelaskan dalam dua
teori, yaitu:
1.)
Cara kerja enzim - Teori Gembok dan Anak Gembok
Cara kerja enzim sesuai dengan teori ini bisa digambarkan sebagai
berikut.
Gembok memiliki susunan mekanika khusus yang tersembunyi di dalam badan
gembok. Untuk dapat bergerak membuka dan mengunci, formasi mekanika tersebut
harus digerakkan dengan anak gembok yang bentuknya spesifik,
sesuai dengan gemboknya.
Satu anak gembok hanya bisa digunakan untuk
menggerakkan satujenis gembok. Prinsip kerja gembok-anak
gembok ini sangat sesuai dengan gambaran cara kerja enzim beserta substratnya
di dalam tubuh.
2.)
Cara kerja enzim - Teori Kecocokan yang Terinduksi
Cara kerja enzim berdasarkan teori ini memang tidak
terlalu mudah dimengerti sebagimana gambaran cara kerja enzim berdasarkan teori
gembok. Teori ini memandang bahwa sisi aktif enzim berbentuk fleksibel. Bentuk
tersebut kemudian mengalami modifikasi saat substrat memasukinya.
Setelah proses modifikasi selesai, subsrat membentuk kompleks untuk memulai
reaksi kimia yang lebih cepat. Setelah proses tersebut menghasilkan produk yang
diinginkan, enzim tersebut melepaskan diri dan kembali ke bentuk semula.
d.
Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim
1.) Suhu
(temperatur)
Enzim tersusun oleh protein, sehingga sangat peka
terhadap suhu. Peningkatan suhu menyebabkan energi kinetik pada molekul substrat
dan enzim meningkat, sehingga kecepatan reaksi juga meningkat. Namun suhu yang
terlalu tinggi dapat menyebabkan rusaknya enzim yang disebut denaturasi,
sedangkan suhu yang terlalu rendah dapat menghambat kerja enzim. Pada umumnya
enzim akan bekerja baik pada suhu optimum, yaitu antara 30˚C-40˚C.
2.) 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 amilasebekerja baik pada pH 7,5 (agak basa), sedangkan pepsin
bekerja baik pada pH 2 (asam kuat/sangat asam).
3.) 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.
Ada 2 jenis inhibitor, yaitu :
Ada 2 jenis inhibitor, yaitu :
a. Inhibitor
kompetitif
Molekul penghambat yang strukturnya mirip substrat,
sehingga molekul tersebut berkompetisi dengan substrat untuk bergabung pada
sisi aktif enzim. Contoh : sianida bersaing dengan oksigen untuk mendapatkan
Hemoglobin pada rantai akhir respirasi. Inhibitor kompetititf dapat diatasi
dengan penambahan konsentrasi substrat.
b. Inhibitor
nonkompetitif
Molekul penghambat yang bekerja dengan cara melekatkan
diri pada bagian bukan sisi aktif enzim. Inhibitor ini menyebabkan sisi aktif
berubah sehingga tidak dapat berikatan dengan substrat. Inhibitor nonkompetitif
tidak dapat dipengaruhi oleh konsentrasi substrat.
4.) Konsentrasi
Enzim
Kecepatan reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi enzim,
makin besar konsentrasi enzim makin tinggi pula kecepatan reaksi, dengan kata
lain konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi.
5.) 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.
1.3
Enzim Katalase
Enzim katalase adalah salah satu jenis enzim yang umum
ditemui di dalam sel-sel makhluk hidup. Enzim katalase berfungsi untuk merombak
hydrogen peroksida yang bersifat racun yang merupakan sisa / hasil sampingan
dari proses metabolisme.
Apabila H2O2 tidak
diuraikan dengan enzim ini, maka akan menyebabkan kematian pada sel-sel. Oleh
sebab itu, enzim ini bekerja dengan merombak H2O2 menjadi
substansi yang tidak berbahaya, yaitu berupa air dan oksigen. Selain bekerja
secara spesifik pada substrat tertentu, enzim juga bersifat termolabil (rentan
terhadap perubahan suhu) serta merupakan suatu senyawa golongan protein.
Pengaruh temperature terlihat sangat jelas, karena dapat merusak enzim dan
membuatnya terdenaturasi seperti protein kebanyakan.
Enzim katalase termasuk enzim hidroperoksidase, yang
melindungi tubuh terhadap senyawa-senyawa peroksida yang berbahaya. Penumpukan
senyawa peroksida dapat menghasilkan radikal bebas, yang selanjutnya akan
merusak membrane sel dan kemungkinan menimbulkan penyakit kanker serta
arterosklerosis. Enzim Katalase memiliki kemampuan untuk inaktivasi hydrogen
peroksida.
Senyawa H2O2 dihasilkan oleh aktivitas
enzim oksidase. H2O2 berpotensi membentuk radikal
karena membentuk OH- .
Enzim katalase merupakan hemoprotein yang mengandung 4
gugus hem.
Aktivitas enzim katalase :
1. Aktivitas peroksidase, mengoksidasi
senyawa yang analog dengan substrat.
2. Aktivitas katalase, enzim ini mampu
menggunakan satu molekul H2O2 sebagai substrat atau
donor elektron dan molekul H2O2 yang lain sebagai
oksidan atau akseptor electron.
2 H2O2 + enzim katalase à 2 H2O
+ O2
Enzim katalase dapat ditemukan di darah, sumsum
tulang, membrane mukosa, ginjal dan hati.
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). Di luar pH optimal,
kenaikan atau penurunan pH menyebabkan penurunan aktivitas enzim dengan cepat.
Enzim menjadi rusak bila suhunya terlalu tinggi atau
rendah. Hal ini disebabkan karena enzim memiliki sifat termolabil (tidak
tahan panas). Protein akan mengental atau mengalami koagulasi bila suhunya
terlalu tinggi (panas).
Peningkatan suhu diatas suhu optimum menyebabkan
putusnya ikatan hydrogen dan ikatan lain yang merangkai molekul enzim, sehingga
enzim mengalami denaturasi. Denaturasi adalah rusaknya bentuk tiga dimensi
enzim yang menyebabkan enzim tidak dapat lagi berikatan dengan substratnya.
Konsentrasi enzim katalase juga mempengaruhi kecepatan
reaksi. Semakin besar konsentrasi enzim katalase, semakin cepat pula reaksi
yang berlangsung. Dengan kata lain, konsentrasi enzim berbanding lurus dengan
kecepatan reaksi.
Bila konsentrasi enzim dalam keadaan tetap, kecepatan
reaksi akan meningkat dengan adanya peningkatan konsentrasi substrat. Namun,
apada saat semua sisi aktif semua enzim bekerja, penambahan substrat tidak
dapat meningkatkan kecepatan reaksi enzim.
Enzim
katalase ini berperan dalam mengurai senyawa peroksida yanga da du dalam
tubuh. Lebih detil, senyawa tersebut bernama Hidrogen Peroksida atau H2O2. Ia
merupakan hasil peranapasan dan terdapat di dalam sel-sel organisme. H2O2 ini
harus dibuang. Pada posisi inilah enzim katalase dibutuhkan. Enzim ini akan
melakukan serangkaian proses yang mengurai H2O2 menjadi
oksigen dan juga air.
D. ALAT
DAN BAHAN
-
5 buah tabung reaksi
-
Rak tabung reaksi
-
Mortar
-
Pembakar Spirtus
-
Korek Api
-
Lidi
-
Larutan KOH
-
Larutan HCl
-
Larutan H2O2
-
Pipet Tetes
-
Hati Ayam
-
Aquades
E. CARA
KERJA
1. Potonglah
hati ayam segar. Haluskan potongan hati ayam dengan mortar dan tambahkan
aquades hingga memperoleh ekstrak hati.
2. Siapkan
4 tabung reaksi dan berilah label A,B,C, dan D.
3. Masukkan
2 ml larutan hati ke tiap-tiap tabung reaksi.
4. Tambahkan
2 ml H2O2 ke dalam
3 tabung reaksi (A,B,dan C) tersebut.
5. Tutup
tabung A dengan ibu jari.
6. Bakar
lidi hingga berbentuk bara api.
7. Buka
perlahan-lahan tabung reaksi A dan masukkan bara lidi ke dalam tabung reaksi A,
amati perubahan yang terjadi.
8. Tambahkan
10 tetes HCl ke dalam tabung reaksi B.
9. Tutup
tabung B dengan ibu jari.
10. Buka
perlahan-lahan tabung reaksi B dan masukkan bara lidi ke dalam tabung reaksi B,
amati perubahan yang terjadi.
11. Tambahkan
10 tetes KOH ke dalam tabung reaksi C.
12. Tutup
tabung C dengan ibu jari.
13. Buka
perlahan-lahan tabung reaksi C dan masukkan bara lidi ke dalam tabung reaksi C,
amati perubahan yang terjadi.
14. Untuk
tabung D, Panaskan di atas pembakar spiritus dengan menggoyang-goyangkan tabung
reaksi.
15. Angkat
jika tabung D sudah mendidih.
16. Tambahkan
H2O2 ke dalam tabung reaksi D.
17. Tutup
tabung D dengan ibu jari.
18. Buka
perlahan-lahan tabung reaksi D dan masukkan bara lidi ke dalam tabung reaksi D,
amati perubahan yang terjadi.
19. Catat
hasil pengamatan dalam tabel hasil pengamatan.
F.
HASIL PENGAMATAN
|
Tabung Reaksi
|
Keadaan Gelembung
|
Keadaan Bara Api
|
|
A (Netral)
|
+++
|
Nyala
|
|
B (Asam)
|
+
|
Tidak Nyala
|
|
C (Basa)
|
-
|
Tidak Nyala
|
|
D (Dipanaskan)
|
+++
|
Tidak Nyala
|
Keterangan
:
+++
: Banyak
+
: Sedikit
-
: Tidak ada
G. PEMBAHASAN
Enzim adalah katalis yang terbuat dari protein dan
dihasilkan oleh sel. Enzim mempunyai
sifat spesifik yaitu hanya mengatalisis reaksi kimia tertentu. Sebagai contoh enzim katalase yang hanya
menguraikan H2O2 menjadi H2O2dan O2
dengan reaksi sebagai berikut :
2 H2O2 2H2O + O2
Hal ini dapat dibuktikan dengan percobaan. Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan
hati ayam. Hati ayam digunakan karena banyak mengandung enzim katalase. Hati ayam selanjutnya dibuat ekstrak. Yang terjadi pada ekstrak saat diberi
perlakuan adalah sebagai berikut :
1.) Ekstrak ditambah H2O2
(hidrogen peroksida)
Saat ekstrak diberi H2O2
terjadi gelembung-gelembung udara yang banyak.
Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase yang terdapat di dalam hati
ayam mengubah H2O2 menjadi H2O (air),
sedangkan pada waktu dimasukkan lidi membara ke dalamnya, timbul nyala
api. Hal ini membuktikan bahwa H2O2
juga diuraikan menjadi oksigen (O2).
2.) Ekstrak ditambah HCl dan H2O2
Pertambahan HCl disini dimaksudkan untuk membuat
ekstrak dalam keadaan terlalu asam.
Kemudian ditambah H2O2 ternyata terbentuk sedikit gelembung
udara dan ketika dimasukkan bara api ke dalamnya tidak terjadi nyala api. Hal ini menunjukkan bahwa enzim katalase
tidak dapat bekerja dalam kondisi terlalu asam.
3.) Ekstrak
ditambah NaOH dan H2O2
Penambahan NaOH disini dimaksudkan untuk membuat
ekstrak dalam keadaan terlalu basa.
Kemudian ditambah H2O2 ternyata terbentuk
gelembung udara yang sedang, tetapi saat
bara api dimasukkan ke dalamnya tidak terjadi nyala api. Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase
tidak dapat bekerja secara optimal dalam kondisi terlalu basa.
4.) Ekstrak
dididihkan kemudian ditambah H2O2
Ekstrak yang dididihkan kemudian ditambah H2O2,
ternyata tidak timbul gelembung udara dan saat bara api dimasukkan ke dalamnya juga tidak timbul nyala api. Hal ini disebabkan karena protein di dalam
enzim katalase yang terdapat di ekstrak telah rusak sehingga tidak dapat
menguraikan H2O2 menjadi H2O dan O2.
H. KESIMPULAN
Enzim katalase berperan dalam menguraikan racun dari
H2O2 menjadi H2O2 dan O2.
Aktivitas enzim katalase dipengaruhi oleh :
-
Suhu
Enzim katalase tidak dapat bekerja optimal pada suhu
tinggi, tetapi dapat bekerja pada suhu yang netral.
-
pH(Derajat Keasaman)
Enzim katalase tidak dapat bekerja optimal pada
pH<7 (asam) dan pH>7 (basa), tetapi dapat bekerja optimal pada pH netral
(pH = 7).
LAMPIRAN
No comments:
Post a Comment