PERANAN ENZIM KATALASE
A. TUJUAN
1. Menyelidiki peranan enzim katalase
2. Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim
3. Mengetahui serta memahami reaksi-reaksi kimia yang terjadi pada
pengujian enzim katalase
B. DASAR TEORI
1) Enzim Katalase
Enzim adalah senyawa yang dibentuk oleh sel tubuh organisme. dalam sel
enzim ini diproduksi oleh organel badam mikro peroksisok. Enzim juga
bisa disebut senyawa yang dibentuk secara alamiah oleh tubuh organisme.
Enzim ini memiliki peranan dalam membantu proses penting di dalam
tubuh organisme tersebut. Dalam lingkup ilmu pengetahuan, enzim
diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis. Pengelompokkan ini didasarkan
pada beberapa hal antara lain fungsi biologis enzim, susunan gugus enzim,
tingkat kelarutan serta struktur 3 dimensi enzim itu sendiri. Salah satu
jenis enzim yang memiliki peranan yang cukup penting adalah enzim
katalase. Enzim ini berperan dalam mengurai H2O2 atau Hidrogen
Peroksida yang apabila tidak diurai akan menjadi senyawa beracun.
L Susunan Enzim Katalase
Enzim katalase ini terdiri atas 4 gugusan heme. Ia ada pada tulang,
ginjal, membran mukosa dan juga hati. Adapun aktifitas enzim katalase ini
ditemukan di wilayah mitokondria, peroksosom dan juga sutoplasma.
Enzim katalase ini mempunyai 4 rantai polupeptida yang pada masing-
masing rantainya tersusun atas kurang lebih 500 asam amino. Selain itu,
enzim katalase ini juga mempunyai empat kelompok ehem yang terbentuk
dari cincin protoporphyrin. Cincin ini mengandung atom besi yang
tunggal. Adapun berat molekul tersebut sekitar 118.054,25 gram/mol.
Enzim katalase ini dimasukkan ke dalam golongan enzim
hidroperoksidase dimana ia melindungi tubuh organisme dari senyawa
peroksida yang berbahaya. Penumpukan senyawa ini bisa memancing
1
radikal bebas yang jika tidak diurai akan membuat membran sel di dalam
tubuh rusak dan memancing penyakit semacam kanker dan juga
arterosklerosis.
L Fungsi Enzim Katalase
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. Pada kondisi tertentu,
organisme utamanya manusia bisa saja kekurangan enzim katalase.
Kondisi akan akan membawa sejumlah kerugian terutama yang berkaitan
dengan organ yang banyak menyimpan enzim katalase. Kondisi kurangnya
enzim ini akan memicu sejumlah penyakit antara lain:
1. Akatalasia, yakni penyakit dimana seseorang mengalami kelainan pada
darahnya sehingga gusi dan bagian mulutnya mudah terluka. Gejala ini
akan muncul semakin sering setelah masa pubertas tiba. Penyakit ini
diturunkan secara genetis.
2. Penyakit Vitiligo yakni sejenis penyakit kulit yang gejalanya muncul
berupa bercak putih di beberapa bagian kulit tubuh. Hal ini merupakan
indikasi H2O2 di dalam tubuh tidak sebanding dengan enzim katalase.
3. Rambut beruban. Gejala ini disebabkan melimpahnya H2O2 dan
kurangnya enzim katalase yang pada akhirnya menghambat produksi
melamin yakni pigmen yang menjadi pewarna alamiah rambut
manusia.
2
2) Larutan H2O2
Gambar 2 . Larutan H2O2
Hidrogen peroksida (H2O2) adalah cairan bening , agak lebih kental
daripada air, yang merupakan oksidator kuat. Senyawa ini ditemukan oleh
Louis Jacques Thenard di tahun 1818. Sebagai bahan kimia anorganik
dalam bidang industri, teknologi yang digunakan untuk Hidrogen
Peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone. Dengan ciri khasnya yang
berbau khas keasaman dan mudah larut dalam air, dalam kondisi normal
(ambient) kondisinya sangat stabil dengan laju dekomposisi kira-kira
kurang dari 1% per tahun. Salah satu keunggulan Hidrogen Peroksida
dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah sifatnya yang ramah
lingkungan karena tidak meninggalkan residu yang berbahaya. Kekuatan
oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan.
Hidrogen peroksida, atau H2O2, adalah larutan asam lemah
berwarna biru muda. Larutan hidrogen peroksida umumnya dijual dengan
konsentrasi dari 3 hingga 10 persen. Hidrogen peroksida bisa digunakan
untuk berbagai keperluan mulai dari merawat rambut hingga memutihkan
gigi. Berikut adalah beberapa kegunaan hidrogen peroksida.
Memutihkan Pakaian
Para arkeolog menggunakan hidrogen peroksida untuk membersihkan
dan memutihkan tulang hasil penemuan mereka.Meskipun mungkin tidak
3
membutuhkannya untuk memutihkan tulang, Anda dapat menggunakan
hidrogen peroksida untuk memutihkan cucian.Tuangkan hidrogen
peroksida langsung ke mesin cuci membantu memutihkan
pakaian.Hidrogen peroksida juga efektif digunakan untuk menghilangkan
noda darah yang masih segar dari pakaian.
Menghijaukan Tanaman
Agar tanaman hias tumbuh lebih hijau dan subur, campurkan 1 sdm.
hidrogen peroksida dengan 1 cangkir air dan semprotkan pada tanaman
hias.Hidrogen peroksida bertindak sebagai suplemen oksigen bagi
tanaman serta membantu mencegah jamur tanah, karena memiliki sifat
anti-jamur.
Pembasmi Kuman
Hidrogen peroksida ketika dicampur dengan air mampu bertindak
sebagai pembasmi kuman.Tuangkan atau semprotkan campuran hidrogen
peroksida ini pada berbagai permukaan seperti dapur, perlengkapan kamar
mandi, gagang pintu untuk membunuh kuman.
Obat Jerawat
Hidrogen peroksida juga efektif untuk membersihkan jerawat.Oleskan
kapas yang telah dibasahi dengan larutan kimia ini pada jerawat beberapa
kali sehari untuk mengeringkan jerawat.
Pembunuh Jamur
Rendam kaki atau kuku yang terkena jamur dalam larutan hidrogen
peroksida dengan air pada perbandingan yang sama. Lakukan secara
teratur, metode ini akan membunuh jamur secara efektif.
Pembersih Luka
Hidrogen peroksida dapat digunakan untuk tujuan medis sebagai
pembersih luka dan membersihkan jaringan mati akibat luka.
4
3) Larutan HCL
Gambar 3. Larutan HCL
Asam klorida adalah larutan akuatik dari gas hidrogen klorida
(H Cl ). Ia adalah asam kuat, dan merupakan komponen utama dalam asam
lambung. Senyawa ini juga digunakan secara luas dalam industri. Asam
klorida harus ditangani dengan wewanti keselamatan yang tepat karena
merupakan cairan yang sangat korosif. Asam klorida pernah menjadi zat
yang sangat penting dan sering digunakan dalam awal sejarahnya. Ia
ditemukan oleh alkimiawan Persia Abu Musa Jabir bin Hayyan sekitar
tahun 800. Senyawa ini digunakan sepanjang abad pertengahan oleh
alkimiawan dalam pencariannya mencari batu filsuf, dan kemudian
digunakan juga oleh ilmuwan Eropa termasuk Glauber, Priestley, and
Davy dalam rangka membangun pengetahuan kimia modern.
Larutan asam klorida atau yang biasa kita kenal dengan larutan HCl dalam
air, adalah cairan kimia yang sangat korosif dan berbau menyengat. HCl
termasuk bahan kimia berbahaya atau B3. Di dalam tubuh HCl diproduksi
dalam perut dan secara alami membantu menghancurkan bahan makanan
yang masuk ke dalam usus.
5
L Kegunaan Asam Klorida dalam kehidupan
Asam klorida digunakan pada industri logam untuk menghilangkan
karat atau kerak besi oksida dari besi atau baja.
Sebagai bahan baku pembuatan vinyl klorida, yaitu monomer
untuk pembuatan plastik polyvinyl chloride atau PVC.
HCl merupakan bahan baku pembuatan besi (III) klorida (FeCl3)
dan polyalumunium chloride (PAC), yaitu bahan kimia yang
digunakan sebagai bahan baku koagulan dan flokulan. Koagulan
dan flokulan digunakan pada pengolahan air.
Asam klorida dimanfaatkan pula untuk mengatur pH (keasaman)
air limbah cair industri, sebelum dibuang ke badan air penerima.
HCl digunakan pula dalam proses regenerasi resin penukar kation
(cation exchange resin).
4) Larutan KOH
Kalium hidroksida adalah basa kuat yang terbuat dari logam alkali kalium
yang bernomor atom 19 pada tabel periodik. Ada beberapa cara membuat KOH
yaitu :
Membuat kalium hidroksida dari logam. Meskipun bukan cara yang baik
secara komersial dalam mempersiapkan kalium hidroksida, logam kalium
dapat dikombinasikan dengan air (ini berbahaya) untuk bereaksi hingga
menghasilkan kalium hidroksida dan hidrogen.
2 K + 2 H ₂ O —–> 2 KOH + H ₂
Ketika logam kalium kontak dengan air, begitu banyak panas yang
dihasilkan dan menyemburkan api hidrogen . Bahkan sepotong kalium
ukuran kacang polong bereaksi dengan cara ini. Sangat berbahaya ! Akan
terjadi ledakan
Membuat kalium hidroksida dari abu kayu. . Kalium karbonat, jika
dipanaskan kuat, mengeluarkan gas karbon dioksida, memproduksi oksida
kalium. Mereaksikan oksida dengan air menghasilkan kalium hidroksida.
K ₂ CO ₃ ——>K ₂ O + CO ₂
K ₂ O + H ₂ O ——>2 KOH
6
Ikuti prosedur ini dengan menggunakan tungku saat memanaskan kalium
karbonat.
Elektrolisis larutan kalium klorida dalam sistem elektrolisis.
Elektrolisis larutan kalium klorida sehingga menghasilkan gas klor pada
satu elektroda dan kalium hidroksida pada yang lain. Gas dibiarkan hingga
lepas ke atmosfer. Reaksi adalah:
2 KCl + 2 H ₂ O —->2 KOH + Cl ₂ + H ₂
Terbentuk gas hidrogen pada katoda, seperti halnya kalium hidroksida,
sedangkan terbentu gas klor pada anoda.
Siapkan kalium hidroksida dari senyawa lain-lain.
Kalium hidroksida dapat dibuat (meskipun tidak praktis) dari hidrida,
acetylide, azida, dan sejumlah senyawa lainnya. Misalnya, azida , K ₃N
bereaksi dengan air untuk membentuk hidroksida kalium, gas amoniak, dan
panas:
2 K ₃N + 6 H2O —–>6 KOH + 2 NH3 + panas
C. ALAT & BAHAN
ALAT BAHAN
Tabung Reaksi Larutan H2O2
Pipet Ukur Larutan HCL
Tabung Ukur Larutan KOH
Gelas Kimia Aquades
1 Set alat penumbuk Hati ayam
Kaki Tiga Sabun Cuci
Kassa
Lampu Spiritus
Penjepit Tabung
Korek api
Tissu
Pisau
Kertas koran
Plastik
7
D. CARA KERJA
1. Buatlah potongan hati ayam dengan ukuran 1cmx 0.5cmx 0.5cm
2. Haluskan tiap-tiap potongan hati ayam dengan alat penumbuk
3. Siapkan tiga tabung reaksi dan berilah label A sampai dengan C
4. Siapkan 2ml ekstrat hati,masukkan pada masing-masing tabung.
Tambahkan 2ml larutan H2O2 kedalam tiga tabung reaksi tersebut.
5. Selanjutnya pada tabung A ditambahkan 2ml larutan H2O2 , pada
tabung B ditambahkan dengan 10 tetes HCL pekat , pada tabung C
ditambahkan dengan 10 tetes KOH 20%
6. Segera tutup tabung reaksi menggunakan ibu jari (pastikan tabung
benar-benar tertutup rapat).
7. Sementara anggota kelompok yang lain membakar lidi (obat nyamuk
bakar ) hingga muncul bara api.
8. Sesudah bara api siap , buka perlahan-lahan tabung reaksi dan letakkan
bara api kedalam mulut tabug reaksi .
9. Amati pembentukan gelembung pada tabung dan keadaan bara api
pada ketiga tabung tersebut .
10. Catat perubahan yang terjadi pada table pengamatan.
E. TABEL PENGAMATAN
Tabung
ReaksiKeadaan Gelembung Keadaan Bara Api
A ++++ +++
B + +
C - -
Catatan :
Isilah kolom keadaan gelembung dan bara api dengan tanda berikut .- : bila tidak ada+ : bila sedikit++ : bila sedang+++ : bila banyak++++ : bila banyak sekali
8
F. PERTANYAAN
1. Pada perlakuan manakah pembentukan gelembung gas paling banyak?
Mengapa demikian?
2. Gas apakah yang terbentuk dari reaksi tersebut? Jelaskan berdasarkan hasil
percobaan!
3. Faktor apakah yang mempengaruhi kerja enzim katalase? Jelaskan
berdasarkan hasil percobaan!
4. Bagaiman kesimpulan dari hasil percobaan yang anda lakukan?
JAWABAN :
1. Pada ekstrak hati dan H2O2, karena di dalam hati mengandung enzim
katalase yang berguna untukmenetralkan racun dimana hanya dapat
bekerja optimal pada pH netral. kita dapat bekerja optimal pada pH netral
Sedangkan pada campuran hati dengan KOH dan HCl tidak akn
menghasilkan gelembung yang terlalu banyak, karena pH larutan menjadi
basa dan asam.
2. Gas O2 oksigen karena apabila hati di tambah H2O2 lalu di buka,makaakan
timbul gelembung gas O2.di mana apabila di tempatkan bara di atas tabung
tadi sehingga bara tersebut menyala yang membuktikan bahwa reaksi
pembakaran tadi menghasilkan O2
3. Suhu : dimana enzim katalase tidak akan bekerja secara
optimal pada suhu tinggi.karena kita ketahui bahwa enzim katalase akan
bekerja pada suhu netral.
Faktor pH : Enzim katalase akan bekerja optimal pada pH netral.
4. Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa
enzim katalase berperan dalam penguraian racun dari H2O2 menjadi H2O2
dan O2 , dimana kerjanya dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu
Suhu dimana enzim katalase tidak akan bekerja optimal pada suhu
tinggi.
pH dimana enzim katalase akan bekerja optimal pada pH netral.
Hal itu dapat dibuktikan dengan banyaknya gelembung dan nyala bara
api.
9
Dimana semakin banyak gelembung gas dan semakin terang nyala bara api
berarti kerja enzim katalase akan semakin cepat dan begitu pula sebaliknya
karena salah satu kerja enzim yaitu sebagai katalisator/pemercepat reaksi
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 H2O dan
O2 dengan reaksi sebagai berikut :
2H2O2 à 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 kemudian dibuat ekstrak. Yang terjadi
pada ekstrak saat diberi perlakuan adalah sebagai berikut :
Pada hati ayam
1. Ekstrak ditambah H2O2 (hidrogen peroksida)
Saat ekstrak diberi H2O2 terjadi gelembung-gelembung udara yang banyak
sekali. 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 gelembung udara
yang sedikit, tetapi ketika dimasukkan bara api ke dalamnya terjadi nyala api
hanya sedikit. Hal ini menunjukkan bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja
dengan cara optimal dalam kondisi terlalu asam.
3. Ekstrak ditambah KOH dan H2O2
Penambahan KOH disini dimaksudkan untuk membuat ekstrak dalam keadaan
terlalu basa. Kemudian ditambah H2O2 ternyata terbentuk gelembung udara
yang sedikit, saat bara api dimasukkan ke dalamnya tidak terjadi nyala api.
10
Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja secara optimal
dalam kondisi terlalu basa.
H. KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa
enzim katalase berperan dalam perubahan H2O2 yang menghasilkan O2 dimana
kerjanya dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu
Suhu dimana enzim katalase tidak akan bekerja optimal pada suhu tinggi.
pH dimana enzim katalase akan bekerja optimal pada pH netral.Hal itu
dapat dibuktikan dengan banyaknya gelembung dan nyala bara api.
Dimana semakin banyak gelembung gas dan semakin terang nyala bara api
berarti kerja enzim katalase akan semakin cepat dan begitu pula sebaliknya
karena salah satu kerja enzim yaitu sebagai katalisator/pemercepat reaksi. Dan
dimana larutan bersifat basa dan asama akan mempengaruhi keadaan
gelembung yang dihasilkan yaitu gelembung yang dihasilkan banyak artinya
bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja secara optimal dalam kondisi terlalu
basa dan terlalu asam.
11
DAFTAR PUSTAKA
Book
Sumardjo,Damin.2008.Pengantar Kimia.Anggota IKAPI:Jakarta
Marks,B.Dawan.2000.Biokimia Kedokteran Dasar.EGC:Jakarta
Web
Nikada.2013.http://kelasbiologiku.blogspot.com/2013/05/apa-itu-enzim-
katalse.html. 5 Februari 2013
Anonim.2013.http://www.amazine.co/12403/tips-sehat-alternatif-ketahui-
6-kegunaan-hidrogen-peroksida/. 3 April 2013
http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrogen_peroksida . 12 Februari 2006
Anonim.2009.http://anekailmu.blogspot.com/2009/06/mengenal-
kegunaan-larutan-asam-klorida.html. 8 Juni 2009
12
LAMPIRAN
1. 2.
Membuat 3 potongan hati ayam dengan ukuran yang sama.
Menghaluskan potongan hati ayam.
3. 4.
Menyiapkan 3 bahan dan 3 tabung reaksi. Menyiapkan dan memasukkan 2ml ekstrak hati ke dalam tabung reaksi.
5. 6.
Menambahkan laruran H2O2 pada 3 tabung reaksi yang berisi ekstrak hati ayam.
Menambahkan 2 ml larutan H2O2 pada tabung A
13
7. 8.
Menambahkan 10 tetes larutan HCl pada tabung B
Menambahkan 10 tetes larutan KOH 10% pada tabung C
9. 10.
Menutup ketiga tabung reaksi menggunakan alumunium foil.
Satu persatu bara api dimasukkan ke dalam tabung A,B dan C.
11.
HASIL AKHIR
14