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
- 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).
|
2 (C6H10O5)n
+ n H2O n C12H22O11
|
|
b. Maltase, yaitu enzim yang menguraikan
maltosa menjadi glukosa
|
C12H22O11 + H20 2 C6H12O6
|
|
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.
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 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.
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.
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
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