Tuesday 12 February 2013

Laporan Enzim Katalase



PERCOBAAN ENZIM KATALASE


I.      Tujuan       
Ø  Mengamati serta membuktikan adanya kerja enzim katalase pada beberapa bahan yang tersedia.
Ø  Mengamati faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase.

II.      Dasar teori
  1. Enzim atau biokatalisator adalah katalisator organik yang dihasilkan oleh sel.Enzim sangat penting dalam kehidupan, karena semua reaksi metabolisme dikatalis oleh enzim. Jika tidak ada enzim, atau aktivitas enzim terganggu maka reaksi metabolisme sel akan terhambat hingga pertumbuhan sel juga terganggu.
Reaksi-reaksi enzimatik dibutuhkan agar bakteri dapat memperoleh makanan/ nutrient dalam keadaan terlarut yang dapat diserap ke dalam sel, memperoleh energi Kimia yang digunakan untuk biosintesis, perkembangbiakan, pergerakan, dan lain-lain.

1.      Nomenklatur Enzim
Biasanya enzim mempunyai akhiran –ase. Di depan –ase digunakan nama substrat di mana enzim itu bekerja., atau nama reaksi yang dikatalisis. Misal : selulase, dehidrogenase, urease, dan lain-lain. Tetapi pedoman pemberian nama tersebut diatas tidak selalu digunakann. Hal ini disebabkan nama tersebut digunakan sebelum pedoman pemberian nama diterima dan nama tersebut sudah umum digunakan. Misalnya pepsin, tripsin, dan lain-lain. Dalam Daftar Istilah Kimia Organik (1978), akhiran –ase tersebut diganti dengan –asa.

2.      Struktur Enzim
Pada mulanya enzim dianggap hanya terdiri dari protein dan memang ada enzim yang ternyata hanya tersusun dari protein saja. Misalnya pepsin dan tripsin.Tetapi ada juga enzim-enzim yang selain protein juga memerlukan komponen selain protein. Komponen selain protein pada enzim dinamakan kofaktor. Koenzim dapat merupakan ion logam/ metal, atau molekul organik yang dinamakan koenzim. Gabungan antara bagian protein enzim (apoenzim) dan kofaktor dinamakan holoenzim.
Enzim yang memerlukan ion logam sebagai kofaktornya dinamakan metaloenzim.. Ion logam ini berfungsi untuk menjadi pusat katalis primer, menjadi tempat untuk mengikat substrat, dan sebagai stabilisator supaya enzim tetap aktif.

Tabel 1.  Beberapa enzim yang mengandung ion logam sebagai kofaktornya
Ion logam
Enzim
Zn 2+



Mg2+


Fe2+ / Fe3+




Cu2+/ Cu+


K+

Na+


Alkohol dehidrogenase
Karbonat anhidrasa
Karboksipeptidasa

Fosfohidrolasa
Fosfotransferasa

Sitokrom
Peroksida
Katalasa
Feredoksin

Tirosina
Sitokrom oksidasa

Piruvat kinasa (juga memerlukan Mg2+)

Membrane sel ATPasa ( juga memerlukan K+ dan Mg2+)



3.      Aktivitas Enzim
Seperti halnya katalisator, enzim dapat mempercepat reaksi Kimia dengan menurunkan energi aktivasinya. Enzim tersebut akan bergabung sementara dengan reaktan sehingga mencapai keadaan transisi dengan energi aktivasi yang lebih rendah daripada energi aktivasi yang diperlukan untuk mencapai keadaan transisi tanpa bantuan katalisator atau enzim.

4.      Penggolongan (Klasifikasi) enzim
1.      Hidrolase
Hidrolase merupakan enzim-enzim yang menguraikan suatu zat dengan pertolongan air. Hidrolase dibagi atas kelompok kecil berdasarkan substratnya yaitu :
A.    Karbohidrase, yaitu enzim-enzim yang menguraikan golongan karbohidrat.
Kelompok ini masih dipecah lagi menurut karbohidrat yang diuraikannya, misal :
a.       Amilase, yaitu enzim yang menguraikan amilum (suatu polisakarida) menjadi maltosa 9 suatu disakarida).


amilase
 
 
                     2 (C6H10O5)n + n H2O                 n C12H22O11
amilum
 
maltosa
 
               
                                                              
b.      Maltase, yaitu enzim yang menguraikan maltosa menjadi glukosa


maltase
 
 
C12H22O11 + H20                 2 C6H12O6





maltosa
 

glukosa
 
 


c.       Sukrase, yaitu enzim yang mengubah sukrosa (gula tebu) menjadi glukosa dan fruktosa.
d.      Laktase, yaitu enzim yang mengubah laktase menjadi glukosa dan galaktosa.
e.       Selulase, emzim yang menguraikan selulosa ( suatu polisakarida) menjadi selobiosa ( suatu disakarida)
f.       Pektinase, yaitu enzim yang menguraikan pektin menjadi asam-pektin.

B.     Esterase, yaitu enzim-enzim yang memecah golongan ester.
  Contoh-contohnya :
a.       Lipase, yaitu enzim yang menguraikan lemak menjadi gliserol dan asam lemak.
b.      Fosfatase, yaitu enzim yang menguraikan suatu ester hingga terlepas asam fosfat.

C.     Proteinase atau Protease, yaitu enzim enzim yang menguraikan golongan protein.
Contoh-contohnya:
a.       Peptidase, yaitu enzim yang menguraikan peptida menjadi asam amino.
b.      Gelatinase, yaitu enzim yang menguraikan gelatin.
c.       Renin, yaitu enzim yang menguraikan kasein dari susu.

2.      Oksidase dan reduktase , yaitu enzime yang menolong dalam proses oksidasi dan reduksi.
Enzim Oksidase dibagi lagi menjadi;
a.       Dehidrogenase : enzim ini memegang peranan penting dalam mengubah zat-zat organik menjadi hasil-hasil oksidasi.
b.      Katalase : enzim yang menguraikan hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen.



3.      Desmolase , yaitu enzim-enzim yang memutuskan ikatan-ikatan C-C, C-N dan beberapa ikatan lainnya.
Enzim Desmolase dibagi lagi menjadi :
a.       Karboksilase : yaitu enzim yang mengubah asam piruyat menjadi asetaldehida.
b.      Transaminase : yaitu enzim yang memindahkan gugusan amine dari suatu asam amino ke suatu asam organik sehingga yang terakhir ini berubah menjadi suatu asam amino.

Enzim juga dapat dibedakan menjadi eksoenzim dan endoenzim berdasarkan tempat kerjanya, ditinjau dari sel yang membentuknya.Eksoenzim ialah enzim yang aktivitasnya diluar sel. Endoenzim ialah enzim yang aktivitasnya didalam sel.
Selain eksoenzim dan endoenzim, dikenal juga enzim konstitutif dan enzim induktif. Enzim konstitutif ialah enzim yang dibentuk terus-menerus oleh sel tanpa peduli apakah substratnya ada atau tidak. Enzim induktif (enzim adaptif) ialah enzim yang dibentuk karena adanya rangsangan substrat atau senyawa  tertentu yang lain. Misalnya pembentukan enzim beta-galaktosida pada escherichia coli yang diinduksi oleh laktosa sebagai substratnya. Tetapi ada senyawa lain juga yang dapat menginduksi enzim tersebut walaupun tidak merupakan substarnya, yaitu melibiosa. Tanpa adanya laktosa atau melibiosa, maka enzim beta-galaktosidasa tidak disintesis, tetapi sintesisnya akan dimulai bila ditambahkan laktosa atau melibiosa.



5.  Koenzim
Dalam peranannya ,enzim sering memerlukan senyawa organik tertentu selain protein. Ditinjau dari fungsinya, dikenal adanya koenzim yang berperan sebagai pemindah hidrogen, pemindah elektron, pemindah gugusan kimia tertentu (“group transferring”) dan koenzim dari isomerasa dan liasa.


Tabel 2. Contoh-contoh koenzim dan peranannya
No
Kode
Singkatan dari
Yang dipindahkan
1.
NAD
Nikotinamida-adenina dinukleotida
Hidrogen
2.
NADP
Nikotinamida-adenina dinukleotida fosfat
Hidrogen
3.
FMN
Flavin mononukleotida
Hidrogen
4.
FAD
Flavin-adenina dinukleotida
Hidrogen
5.
Ko-Q
Koenzim Q atau Quinon
Hidrogen
6.
sit
sitokrom
Elektron
7.
Fd
Ferredoksin
Elektron
8.
ATP
Adenosina trifosfat
Gugus fosfat
9.
PAPS
Fosfoadenil sulfat
Gugus sulfat
10.
UDP
Uridina difosfat
Gula
11.
Biotin
Biotin
Karboksil (CO2)
12.
Ko-A
Koenzim A
Asetil
13.
TPP
Tiamin pirofosfat
C2-aldehida
Sifat Enzim
a. Merupakan protein
b. Merupakan biokatalisator.
c. Mempercepat reaksi kimia dengan jalan menurunkan energy aktivasi yaitu energy awal yang diperlukan untuk memulai reaksi kimia.
d. Enzim bekerja spesifik artinya untuk mengubah atau mereaksikan suatu zat tertentu memerlukan zat tertentu pula.
e. Bekerja sangat cepat
f. Tidak ikut bereaksi (tidak mengalami perubahan).
g. Tidak mengubah keseimbangan reaksi
h. Memliki sifat aktif atau sisi katalitik yaitu bagian enzim tempat substrat     berkombinasi.
i. Substrat asing yang berfungsi menghambat reaksi disebut inhibitor dan yang berfungsi mempercepat reaksi disebut activator.
Cara Kerja Enzim
Enzim mengkatalis reaksi dengan cara meningkatkan laju reaksi. Enzim meningkatkan laju reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi (energi yang diperlukan untuk reaksi) dari EA1 menjadi EA2. (Lihat Gambar 2.4). Penurunan energi aktivasi dilakukan dengan membentuk kompleks dengan substrat. Setelah produk dihasilkan, kemudian enzim dilepaskan. Enzim bebas untuk membentuk kompleks baru dengan substrat yang lain.
Enzim memiliki sisi aktif, yaitu bagian enzim yang berfungsi sebagai katalis. Pada sisi ini, terdapat gugus prostetik yang diduga berfungsi sebagai zat elektrofilik sehingga dapat mengkatalis reaksi yang diinginkan. Bentuk sisi aktif sangat spesifik sehingga diperlukan enzim yang spesifik pula. Hanya molekul dengan bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim. Agar dapat bereaksi, enzim dan substrat harus saling komplementer.
Enzim memiliki sisi aktif, yaitu bagian enzim yang berfungsi sebagai katalis. Pada sisi ini, terdapat gugus prostetik yang diduga berfungsi sebagai zat elektrofilik sehingga dapat mengkatalis reaksi yang diinginkan. Bentuk sisi aktif sangat spesifik sehingga diperlukan enzim yang spesifik pula. Hanya molekul dengan bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim. Agar dapat bereaksi, enzim dan substrat harus saling komplementer.
Cara kerja enzim dapat dijelaskan dengan dua teori, yaitu teori gembok dan anak kunci, dan teori kecocokan yang terinduksi.
a. Teori gembok dan anak kunci (Lock and key theory)
Enzim dan substrat bergabung bersama membentuk kompleks, seperti kunci yang masuk dalam gembok. Di dalam kompleks, substrat dapat bereaksi dengan energi aktivasi yang rendah. Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta membebaskan enzim.
b. Teori kecocokan yang terinduksi (Induced fit theory)
Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupi substrat membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Sehingga, substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.


B.     Enzim Katalase
Enzim Katalase adalah senyawa yang dibentuk oleh sel tubuh organisme.
dalam sel enzim ini diproduksi oleh organel badam mikro peroksisok.
Kegunaan enzim katalase adalah menguraikan Hidogen Peroksida (H2O2),
merupakan senyawa racun dalam tubuh yang terbentuk pada proses
pencernaan makanan.Hidrogen peroksida dengan rumus kimia bila H2O2 ditemukan oleh
Louis Jacquea Thenard pada tahuna 1818. Senyawa ini merupakan bahan
kimia organik yang memiliki sifat oksidator kuat dan bersifat racun dalam
tubuh.Senyawa peroksida harus segera di uraikan menjadi air (H2O) danoksigen (O2) yang tidak berbahaya. Enzim katalase mempercepat reaksi
penguraian peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2).
Penguraian peroksida (H2O) ditandai dengan timbulnya gelembung


III.      Alat dan Bahan
a.       Lampu spirtus.
b.      Rak tabung reaksi.
c.       Gelas kimia.
d.      Hati ayam.
e.       Daun.
f.       Wortel.
g.      Hidrogen peroksida(H2O2 ).
h.      HCl.
i.        Tabung reaksi.
j.        Lidi.
k.      Korek api
l.        Pipet.

IV.      Cara kerja 
1.      Membuat terlebih dahuluekstrak dari bahan yang digunakan (hati ayam, wortel dan daun) dengan cara sebagai berikut:
a)      Masukkan bahan kedalam lumpang porselin
b)      Haluskan bahan dengan menggunakan mortar
c)      Saringlan dengan menggunakan corong kaca yang berisi kapas dan menampung ekstrak pada tabung reaksi.
2.      Menyiapkan satu tabung reaksi yang bersih dan kering.
3.      Mengisi tabung reaksi dengan hati ayam kurang lebih 1 cm.
4.      Menyiapkan lidi kering dan nyalakan dengan lampu spirtus.
5.      Dengan pipet tetes, Meneteskan 5 tetes H2O2 ke dalam tabung reaksi yang berisi hati ayam dan segera tutup tabung reaksi dengan ibu jari.
6.      Mengamati banyaknya gelembung udara yang terbentuk                (banyak + + +, sedang + +, sedikit +, tidak ada -)
7.      Menyiapkan lidi membara , membuka ibu jari yang menutup tabung reaksi dan segera memasukkan lidi membara ke mulut tabung reaksi.
8.      Mengamati apa yang terjadi dengan lidi yang membara tersebut (menyala, membara lebih terang, padam)
9.      Mencatat hasil pengamatan kedalam table pengamatan
10.  Mengulangi langkah no. 2 s.d 9, tetapi dengan perlakuan sebagai berikut:
-          pada langkah no 4, menambahkan 5 tetes HCl lalu mengkocok
-          pada langkah no 4, memanaskan sampai mendidih.

11.  Mengulangi langkah no. 2 s.d 10, dengan menggunakan ekstrak bahan yang berbeda (wortel, daun)
12.  Mencuci dan membersihkan kembali tabung raksi yang telah digunakan
13.  Menjawab pertanyaan-pertanyaan yang ada pada lembar kerja.

V.      Hasil Percobaan

No
VI.      Perlakuan
Gelembung Gas
Bara Api
1
Ekstrak hati ayam+ H2O2
+ + +
Menyala
2
Ekstrak hati ayam+HCl+H2O2
-
Padam
3
Ekstrak hati ayam dipanaskan+H2O2
-
Padam

1
Ekstrak wortel+H2O2
+ +
Menyala
2
Ekstrak wortel+HCl+ H2O2
-
Padam
3
Ekstrak wortel dipanaskan+H2O2
-
Padam

1
Ekstrak daun+H2O2
+ + +
Menyala


VI. Pembahasan
o   Pertanyaan pada LKS
1)      Pada perlakuan manakah pembentukan gelembung gas paling banyak?Mengapa hal tersebut terjadi?
2)      Gas apakah yang terbentuk dari reaksi tersebut? Jelaskan berdasarkan hasil percobaan anda!
3)      Apakah peranan enzim katalase?
4)      Faktor apakah yang mempengaruhi enzim katalase  berdasarkan percobaan data hasil percobaan?
5)      Dalam tubuh organisme dihasilkan peroksida. Darimanakah asalnya ? Dan apa yang terjadi  bila dalam sel tersebut tidak ada enzim katalase?
o   Jawaban
1)      Pembentukan gelembung gas paling banyak adalah
Ekstrak hati ayam+ H2O2 , Karena pada hati terdapat banyak enzim         katalase.
2)      Gas yang terbentuk dari reaksi tersebut adalah gas oksigen.
3)      Peran dari enzim katalase adalah berfungsi untuk menguraikan                          Hidrogen peroksida (H2O2) menjadi gas oksigen.
4)      Faktor yang mempengaruhi enzim katalase berdasarkan percobaan adalah pH, Suhu.
5)      Asal dari peroksida adalah peroksisom apabila didalam sel tidak terdapat enzim katalase maka Peroksida bersifat racun dan tidak terurai.


o   Hati ayam terdapat enzim katalase, karena dalam percobaan ekstrak hati ayam + H2O2 terdapat banyak gelembung gas dan saat diberi lidi yang membara menjadi menyala. Enzim katalase juga terdapat dalam wortel dan daun, dalam percobaan Ekstrak wortel+H2O2 dan Ekstrak daun+H2O2  terdapat gelembung gas dan saat diberi lidi yang membara menjadi menyala.
o   Untuk memudahkan substrat bercampur dengan bahan maka bahan tersebut dibuat ekstrak atau dengan cara lain yaitu dipotong kecil-kecil sekitar 0,5 x0,5 cm.
o   Fungsi H2O2 adalah sebagai substrat karena enzim katalase bekerja menguraikan H2O2.
o   Digunakan HCl karena untuk mengetahui pengaruh pH terutama keasaman terhadap enzim katalase. Dalam percobaan Ekstrak hati ayam+HCl+H2O2 dan Ekstrak wortel+HCl+ H2O2 tidak terdapat gelembung gas dan bara api tidak menyala, maka HCl berpengaruh tehadap kerja enzim katalase. Enzim katalase tidak dapat bekerja pada pH kurang dari 7.
o   Digunakan NaOH berfungsi untuk mengrtahui pengaruh pH terutama basa terhadap enzim katalase. Enzim katalase tidak dapat bekerja pada pH lebih dari 7.
o   Dilakukan pemanasan karena untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap kerja enzim katalase, terutama  suhu panas. Dalam percobaan Ekstrak hati ayam dipanaskan+H2O2 dan Ekstrak wortel dipanaskan+H2O2 tidak terdapat gelembung gas dan bara api tidak menyala. Maka enzim katalase tidak dapat bekerja pada suhu panas.
o   Dilakukan pemberian es  karena untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap kerja enzim katalase, terutama  suhu dingin. Maka enzim katalase tidak dapat bekerja pada suhu dingin.
o   Gelembung gas menunjukkan reaksi enzim katalase yang diberi substrat H2O2, karena reaksi penguraian H2O2 menjadi O2.
o   Banyak sedikitnya gelembung gas menunjjkan banyak sedikitnya oksigen (O2 ) dan enzim katalase.
o   Fungsi dari enzim katalase adalah menguraikan H2O2 menjadi H2O dan  O2.
o   Reaksi enzim katalase
H2O2+ enzim katalase          2H2O +O2
o   Memasukkan lidi yang membara menunjukkan banyak sedikitnya enzim katalase dan membuktikan adanya oksigen.
o   Faktor yang mempengaruhi mempengaruhi kerja enzim katalase adalah suhu dan pH.
o   Ciri/sifat enzim yang terdapat dalam percobaan adalah
a.    Merupakan proteinb.
b.Merupakan biokatalisator
c.       Rusak oleh panas dan dingin.
d.      Rusak oleh pH yang kurang dari 7 dan lebih dari 7


VII.      Kesimpulan
1.      Ekstrak hati ayam terdapay paling banayak enzim katalase.
2.      Fungsi Fungsi dari enzim katalase adalah menguraikan H2O2 menjadi H2O (air) dan  O2 (oksigen)
Reaksi enzim katalase
H2O2+ enzim katalase             2H2O +O2
3.      Faktor yang mempengaruhi mempengaruhi kerja enzim katalase adalah suhu( tidak dapat bekerja pada suhu yang panas dab terlalu dingin) dan pH (tidak dapat pada H yang kurang dari 7 dan lebih dari 7)
4.      sifat-sifat enzim berdasarkan percobaan
a. Merupakan proteinb.
b. Merupakan biokatalisator
c. Rusak oleh panas dan dingin.
d. Rusak oleh pH yang kurang dari 7 dan lebih dari 7














VIII.      Daftar pustaka
v  Dwidjoseputro, Dasar-dasar Mikrobiologi
v Timotius, K.H, 1982, Mikrobiologi Dasar; Salatiga, Universitas Kristen
             Satya Wacana
v  Syamsuri, Istamar.2007.Biologi Untuk SMA Kelad XII Semester 1 3A.Jakarta:Erlangga.
v  Buku catatan kelas XII Semerter 1
v  http://biologi.blogsome.com/2011/08/16/enzim/





No comments:

Post a Comment