LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI-kerja enzim katase

LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI

KERJA ENZIM KATALASE

Disusun Oleh:Anggun Surya Diantriana (08)

XII-MIA 1

SMA NEGERI 1 SITUBONDO

BAB IPENDAHULUAN

A. Latar Belakang

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.

Enzim yang tersusun atas protein dan molekul lainnya bekerja dengan menurunkan energi aktivasi, sehingga tidak diperlukan suhu dan energi tinggi untuk melakukan suatu reaksi kimia didalam tubuh.Jika tidak terdapat katalisator dalam metabolisme, maka suhu tubuh akan meningkat dan membahayakan bagi tubuh makhluk hidup.

Kerja enzim tentunya dipengaruhi oleh faktor dalam dan luar enzim.Faktor dalam misalnya substansi – substansi genetik yang dibawa oleh masing – masing enzim.

Keinginan kami untuk mengetahui faktor luar yang mempengaruhi kerja enzim, dan memenuhi tugas biologi, merupakan suatu motivasi kami untuk melakukan percobaan sederhana yang menggunakan enzim katalase sebagai contoh (sampel).

B. Tujuan Penelitian

1. Mempelajari cara kerja enzim katalase2. Mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase

C. Rumusan Masalah1 | L a p o r a n P r a k ti k u m B i o l o g i

Bagaimana pengaruh NaOH, HCl dan suhu terhadap kerja enzim?

D. Hipotesis

Karena enzim katalase terbentuk atas senyawa protein, maka enzim ini juga memiliki ciri – ciri yang sama dengan protein. Kerja enzim akan sangat dipengaruhi oleh suhu dan derajat keasaman lingkungannya.

E. Variabel

a. Variabel terikat : Banyak gelembung dan nyala bara apib. Variabel bebas : NaOH, HCl, dan suhuc. Variabel control : H2O2 dan ektrak hati ayam

2 | L a p o r a n P r a k ti k u m B i o l o g i

BAB IIKAJIAN PUSTAKA

A. Pengertian EnzimMenurut Syamsuri metabolisme sangat bergantung pada enzim.Enzim

berperan sebagai pemercepat reaksi metabolisme di dalam tubuh mahkluk hidup, tetapi enzim tidak ikut bereaksi.

B. Struktur EnzimEnzim merupakan protein yang tersusun atas asam – asam amino.

Kebanyakan enzim berukuran lebih besar dari substratnya.akan tetapi,hanya daerah tertentu dari molekul enzim tersebut yang berikatan dengan substrat, yaitu bagian yang disebut dengan sisi aktif (active side).

Secara kimia, enzim yang lengkap (holoenzim) tersusun atas dua bagian, yaitu bagian protein dan bagain bukan protein.

1. Bagian protein disebut apoenzim, tersusun atas asam – asam amino.Bagian protein bersifat labil (mudah berubah), misalnya terpengaruh oleh suhu dan keasaman.

2. Bagian bukan protein yang disebut gugus protetik, yaitu gugusan yang aktif.Gugus prostetik yang berasal dari molekul non organik disebut kofaktor, misalnya besi, tembaga, zink. Gugus prostetik yang terdiri dari senyawa – senyawa kompleks disebut konenzim, misalnya NADH, FADH, koenzim A, tiamin, riboflavin, asam pantotenat, niasin, piridoksin, biotin, asam folat, dan kobalamin.

C. Ciri – Ciri Enzim

1. Biokatalisator : enzim hanya dihasilkan oleh sel-sel mahkluk hidup yang digunakan untuk mempercepat proses reaksi.

2. Protein : sifat-sifat enzim sama dengan protein yaitu dapat rusak pada suhu yang

tinggi dan dipengaruhi pH.3. Bekerja Secara Khusus : enzim tertentu hanya dapat mempengaruhi reaksi

tertentu, tidak dapat mempengaruhi raeksi lainnya. Zat yang terpengaruhi oleh enzim tersebut substrat.Substrat adalah zat yang bereaksi. Oleh karena macam zat yang bereaksi di dalam sel sangat banyak, maka macam enzim pun banyak.

4. Dapat Digunakan Berulang Kali: dapat digunakan berulang kali karena enzim

tidak berubah pada saat terjadi reaksi. Satu molekul enzim dapat bekerja berkali-kali selama enzim itu tidak rusak.

5. Rusak Oleh Panas : enzim rusak oleh panas karena merupakan suatu protein.Rusaknya enzim oleh panas disebut denaturasi jika telah rusak enzim tidak dapat bekerja lagi.

6. Tidak Ikut Bereaksi : enzim hanya diperlukan untuk mempercepat reaksinamun tidak ikut bereaksi.


7. Bekerja Dapat Balik : suatu enzim dapat bekerja menguraikan suatu senyawamenjadi senyawa-senyawa lain dan sebaliknya dapat pula bekerja menyusun senyawa-senyawa itu menjadi senyawa semula.

D. Cara Kerja Enzim

1. Teori Gembok - Anak KunciSisi aktif enzim mempunyai bentuk tertentu yang hanya sesuai untuk satu

jenis substrat saja.Bentuk substrat sesuai dengan sisi aktif, seperti gembok cocok dengan anak kuncinya.Hal itu menyebabkan enzim bekerja secara spesifik. Substrat yang mempunyai bentuk ruang yang sesuai dengan sisi aktif enzim akan berikatan dan membentuk kompleks transisi enzim-substrat. Senyawa transisi ini tidak stabil sehingga pembentukan produk berlangsung dengan sendirinya.Jika enzim mengalami denaturasi (rusak) karena panas, bentuk sisi aktif berubah sehingga substrat tidak sesuai lagi. Perubahan pH juga mempunyai pengaruh yang sama.

2. Teori Induced FitReaksi antara substrat denan enzim berlangsung karena adanya induksi

molekul substrat terhadap molekul enzim.Menurut teori ini, sisi aktif enzim bersifat fleksibel dalam menyesuaikan struktur sesuai dengan struktur substrat. Ketika substrat akan terinduksi dan kemudian mengubah bentuknya sedikit sehingga mengakibatkan perubahan sisi aktif yang semula tidak cocok menjadi cocok (fit). Kemidian terjadi pengikatan substrat oleh enzim, yang selanjutnya substrat diubah menjadi produk.Produk kemudian dilepaskan dan enzim kembali pada keadaan semula, siap untuk mengikat substrat baru

E. Faktor yang mempengaruhi kerja enzim:

1. SuhuSemua enzim membutuhkan suhu yang cocok agar dapat bekerja dengan biak. Laju reaksi biokimia meningkat seiring kenaikan suhu. Hal ini karena panas meningkatkan energi kinetik dari molekul sehingga menyebabkan jumlah tabrakan diantara molekul-molekul meningkat. Sedangkan dalam kondisi suhu rendah, reaksi menjadi lambat karena hanya terdapat sedikit kontak antara substrat dan enzim. Namun, suhu yang ekstrim juga tidak baik untuk enzim.

Di bawah pengaruh suhu yang sangat tinggi, molekul enzim cenderung terdistorsi, sehingga laju reaksi pun jadi menurun. Enzim yang terdenaturasi gagal melaksanakan fungsi normalnya. Dalam tubuh manusia, suhu optimum di mana kebanyakan enzim menjadi sangat aktif berada pada kisaran 35°C sampai 40°C. Ada juga beberapa enzim yang dapat bekerja lebih baik pada suhu yang lebih rendah daripada ini.

2. pHEfisiensi suatu enzim sangat dipengaruhi oleh nilai pH atau derajat keasaman sekitarnya. Ini karena muatan komponen asam amino enzim


berubah bersama dengan perubahan nilai pH. Secara umum, kebanyakan enzim tetap stabil dan bekerja baik pada kisaran pH 6 dan 8. Tapi, ada beberapa enzim tertentu yang bekerja dengan baik hanya di lingkungan asam atau basa.

Nilai pH yang menguntungkan bagi enzim tertentu sebenarnya tergantung pada sistem biologis tempat enzim tersebut bekerja. Ketika nilai pH menjadi terlalu tinggi atau terlalu rendah, maka struktur dasar enzim dapat mengalami perubahan. Sehingga sisi aktif enzim tidak dapat mengikat substrat dengan benar, sehingga aktivitas enzim menjadi sangat terpengaruhi. Bahkan enzim dapat sampai benar-benar berhenti berfungsi.

3. Konsentrasi EnzimSemakin besar konsentrasi enzim maka kecepatan reaksi akan semakin cepat pula. Konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi, tentunya selama masih ada substrat yang perlu diubah menjadi produk.

4. Konsentrasi substratJelas saja konsentrasi substrat yang lebih tinggi berarti lebih banyak jumlah molekul substrat yang terlibat dengan aktivitas enzim. Sedangkan konsentrasi substrat yang rendah berarti lebih sedikit jumlah molekul substrat yang dapat melekat pada enzim, menyebabkan berkurangnya aktivitas enzim.

Tapi ketika laju enzimatik sudah mencapai maksimum dan enzim sudah dalam kondisi paling aktif, peningkatan konsentrasi substrat tidak akan memberikan perbedaan dalam aktivitas enzim. Dalam kondisi seperti ini, di sisi aktif semua enzim terus terdapat substrat, sehingga tidak ada tempat untuk substrat ekstra.

5. Zat inhibitor dan zat aktivatorAktivator merupakan molekul yang membantu enzim agar mudah berikatan dengan substrat. Inhibitor adalah substansi yang memiliki kecenderungan untuk menghambat aktivitas enzim. Inhibitor enzim memiliki dua cara berbeda mengganggu fungsi enzim. Berdasarkan caranya, inhibitor dibagi menjadi 2 kategori: inhibitor kompetitif dan inhibitor non-kompetitif. Inhibitor kompetitif memiliki struktur yang sama dengan molekul substrat, inhibitor ini melekat pada sisi aktif enzim sehingga menghalangi pembentukan ikatan kompleks enzim-substrat. Inhibitor non-kompetitif dapat melekat pada sisi enzim yang bukan merupakan sisi aktif, dan membentuk kompleks enzim-inhibitor. Inhibitor ini mengubah bentuk/struktur enzim, sehingga sisi aktif enzim menjadi tidak berfungsi dan substrat tidak dapat berikatan dengan enzim tersebut.



BAB IIIMETODE PENELITIAN

A. Metode Penelitian

Metode yang kami pergunakan dalam meguji cara kerja enzim katalase adalah metode eksperimen.

B. Tempat Penelitian

Kami melakukan percobaan ini di Laboratorium Biologi SMA Negeri 1 Situbondo.

C. Waktu Penelitian

Percobaan dilaksankan pada pukul 09.00 WIB hari Selasa, 8 September 2015.

D. Alat dan BahanE.Alat dan

Bahan Jumlah Gambar

Tabung reaksi 8 buah

Rak tabung reaksi 1 buah

Pengaduk kaca / spatula min. 1

Hati Ayam secukupnya

Pipet tetes 5 buah

Pembakar spiritus 1 buah


Lidi secukupnya

Gelas ukur min. 1 buah

Pisau / cuter / silet

min. 1 buah

Penjepit/pinset

min. 1 buah

Gabus penutup reaksi

8 buah

Penjepit tabung reaksi min. 1 buahLarutan HCL 10% secukupnyaLarutan NaOH 10% secukupnyaAir peroksida H2O2 secukupnya

E. Langkah Kerja

1. Menyiapkan tabung reaksi A, B, C, dan D2. Mencincang hati ayam dengan pisau / cuter / silet sehingga menjadi potongan

kecil-kecil.3. Timbang hati ayam masing-masing 3 gram kemudian masukkan kedalam

tabung reaksi A,B, C, dan D4. Siapkan 4 buah tabung reaksi yang masing-masing berisi air peroksida H2O2

sebanyak 10ml5. Melakukan urutan langkah pengujian sebagai berikut:

a. Tabung A + H2O2 dan segera menutupnya dengan penutup gabus dan mengamati kemunculan gelembung gas. Membuka dengan segera penutup gabus dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.

b. Tabung B + NaOH kemudian tambahkan H2O2 dan segera menutupnya dengan penutup gabus kemudian mengamati kemunculan gelembung gas. Membuka dengan segera ibu jari dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.


c. Tabung C + HCl kemudian tambahkan H2O2 dan segera menutupnya dengan penutup gabus kemudian mengamati kemunculan gelembung gas. Membuka dengan segera penutup gabus dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.

d. Panaskan tabung D hingga mendidih kemudian tambahkan H2O2 dan segera menutupnya dengan penutup gabus dan mengamati kemunculan gelembung gas. Membuka dengan segera penutup gabus dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.

7. Mengisikan hasil percobaan pada tabel pengamatan


BAB IVHASIL PENGAMATAN

Tabel Pengamatan

Larutan Ektrak hati + H2O2

Gelembung Nyala Api

Netral +++ Nyala terang

Asam - Padam

Basa ++ Redup

Dipanaskan + Redup

Keterangan :+ + + = banyak gelembung+ + = gelembungnya sedang+ = sedikit gelembung- = tidak ada gelembung


BAB VPEMBAHASAN

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 H2O2menjadi H2O dan O2 dengan reaksi sebagai berikut :

2H2O2 2H2O + O2

Hal ini dapat dibuktikan dengan percobaan.Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan hati ayam.Hati ayam digunakan karena banyak mengandung enzim katalase. 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 NaOH dan H2O2

Penambahan NaOH disini dimaksudkan untuk membuat ekstrak dalam keadaan terlalu basa. Kemudian ditambah H2O2 ternyata terbentuk gelembung udara yang sedang, saat bara api dimasukkan ke dalamnya nyala api redup. Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja secara optimal dalam kondisi terlalu basa.

3. Ekstrak ditambah HCl dan H2O2

Pertambahan HCl disini dimaksudkan untuk membuat ekstrak dalam keadaan terlalu asam. Kemudian ditambah H2O2 ternyata tidak terbentuk gelembung udara ketika dimasukkan bara api ke dalamnya juga tidak terjadi nyala api. Hal ini menunjukkan bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja dalam kondisi terlalu asam.

4. Ekstrak dididihkan kemudian ditambah H2O2

Ekstrak yang dididihkan kemudian ditambah H2O2, ternyata timbul gelembung udara yang sangat sedikit dan saat bara api dimasukkan ke dalamnya nyala api redup. Hal ini disebabkan karena protein di dalam enzim katalase yang terdapat di ekstrak telah rusak sehingga tidak dapat menguraikan H2O2 menjadi H2O dan O2 secara optimal.

Katalase adalah enzim yang mengandung empat gugus heme, pada tulang, membran mukosa, ginjal dan hati. Aktifitas enzim katalase ditemukan dalam mitokondria, sitoplasma dan peroksosom. Ensim Katalase termasuk enzim hidroperoksidase, yang melindungi tubuh terhadap senyawa-senyawa peroksida yang berbahaya. Penumpukan senyawa peroksida dapat menghasilkan radikal bebas, yang selanjutnya akan merusak membran sel dan kemungkinan menimbulkan penyakit kanker serta arterosklerosis. Memiliki kemampuan untuk inaktivasi hidrogen peroksida. Senyawa H2O2 dihasilkan oleh aktivitas enzim oksidase, H2O2 berpotensi menimbulkan radikal karena membentuk OH*. Katalase merupakan hemoprotein yang mengandung 4 gugus hem.


Aktivitas katalse : 1. Aktivitas peroksidase, mengoksidasi senyawa yang analog dengan substrat

Katalase H2O2 + H2A -- >2H2O + A2

2. aktivitas katalase, enzim ini mampu menggunakan satu molekul H2O2 sebagai subtrat atau donor elektron dan molekul H2O2 yang lain sebagai oksidan atau akseptor elektron.

Katalase 2H2O2 2H2O + O2

Fungsi enzim Katalase Hidrogen peroksida (H2O2) merupakan hasil dari respirasi dan dibuat dalam seluruh sel hidup. H2O2 berbahaya dan harus dibuang secepatnya. Enzim katalase diproduksi sel untuk mengkatalis H2O2. Katalase berperan sebagai enzim peroksidasi khusus dalam reaksi dekomposisi hydrogen peroksida menjadi oksigen dan air. Enzim ini mampu mengoksidasi 1 molekul hydrogen peroksida menjadi oksigen. Kemudian secara simultan juga dapat mereduksi molekul hydrogen peroksida kedua menjadi air. Reaksi dapat berjalan bila terdapat senyawa pemberi ion hydrogen (AH2) seperti methanol, etanol dan format. Peran katalase dalam mengkatalis H2O2 relatif lebih kecil dibandiingkan dengan kecepatan pembentukannya. Sel-sel yang mengandung katalase dalam jumlah sedikit sangat rentan terhadap peroksida. Oleh karena itu katalase berperan penting dalam mekanisme pertahanan sel darah merah terhadap serangan oksidaror hydrogen peroksida.

Gangguan yang ditimbulkan oleh kekurangan katalase dapat mengenai semua organ, terutama organ yang mengandung banyak katalase, antara lain:

- Penyakit fibrosis ginjal progresis

- Akatalasia

Akatalasia merupakan suatu variasi genetik dimana terdapat kekurangan enzim katalase dalam sel-sel darah merah. Kelainan ini bersifat otosom (tidak tergantung jenis kelamin) dan ditentukan oleh gen resesif. Proporsi fenotipe ini dalam populasi kurang lebih 1%. Orang yang menderita akatalasia, kalau terkena hidrogen-peroksida (suatu antiseptika) akan mengalami hemolisis. Penyakit ini merupakan jenis kelainan metabilk. Meskipun kekurangan aktifitas enzim katalase pada jaringan tubuh namun hanya sebagian dari penderitanya yang menunjukkan gejala yang berulang pada gusi dan yang berhubungan dengan struktur mulut yang mudah luka. Luka biasanya terjadi setelah masa pubertas. Gangguan semacam ini dilaporkan paling banyak terjadi pada masyarakat di Jepang dan Korea, dimana frekwensinya di Jepang sekitar 2 dari 100.000 penduduk.

Merupakan suatu variasi genetik, dimana terdapat kekurangan enzim katalase dalam sel-sel darah. Kelainan ini bersifat otosom (tidak tergantung jenis


kelamin) dan ditentukan oleh gen resesif. Proporsi tipe ini dalam populasi kurang lebih 1%. Orang yang menderita akatalasia, jika terkena hidrogen peroksida (misal melalui antiseptik) akan mengalami hemolisis pada sel-sel darah merah.

- Vitiligo Menurut National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases (NIAMS).

Vitiligo merupakan penyakit kulit yang ditandai dengan adanya makula putih yang dapat meluas di beberapa bagian tubuh. Hipotesis neurohormonal muncul karena keterlibatan norepinefrin (NE) dan monoamine oksidase (MAO) dalam patogenesis vitiligo. Peningkatan kadar NE yang disekresikan keratinosit memicu terbentuknya enzim MAO. Peningkatan aktivitas MAO akan memicu pembentukan hidrogen peroksida yang berlebihan. Jumlah H2O2 yang berlebihan ini tidak diimbangi oleh katalase yang bertindak menentralkan hidrogen peroksida pada kelainan vitiligo.

- Rambut beruban

Penyebab rambut beruban adalah tubuh terlalu banyak menghasilkan hidrogen peroksida. Senyawa ini menghalangi produksi melamin, yaitu pigmen yang memberikan warna bagi kulit dan rambut. Banyaknya senyawa hidrogen peroksida yang dihasilkan tidak seimbang dengan produksi katalase dalam tubuh


BAB VIPENUTUP

A. Kesimpulan

Enzim katalase bekerja dengan menguraikan H2O2 menjadi air (H2O) dan Oksigen (O2). Enzim katalase akan rusak apabila bekerja pada suhu diatas 500C, dan pada kondisi asam maupun basa.

Kekurangan enzim katalase dalam tubuh dapat menimbulkan efek yang sangat berbahaya bagi tubuh, sebab senyawa H2O2 akan tertimbun dalam tubuh dan menimbulkan efek yang telah disebutkan pada bab sebelumnya.

B. Saran

Dibutuhkan ketilitian dan alat-alat yang lebih lengkap untuk memudahkan dalam menentukan kadar larutan dan bahan yang akan direaksikan. Sehingga data yang didapat akan semakin akurat.


DAFTAR PUSTAKA

https://id.wikipedia.org/wiki/Enzim

https://id.wikipedia.org/wiki/Enzim_katalase

Buku KTSP BIOLOGI 3 SMA dan MA untuk kelas XII, Esis, 2007


https://id.wikipedia.org/wiki/Enzim_katalase

https://id.wikipedia.org/wiki/Enzim

LAMPIRAN

Mencincang hati ayam

Menotong gabus sesuai ukuran tabung reaksi


Mengamati terbentuknya gelembung dan nyala api.

Memanaskan tabung reaksi D


Kondisi bara api saat didekatkan pada larutan asam


LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI-kerja enzim katase

Education