Laporan Enzim Katalase

Laporan Metabolisme Sel

Cara Kerja Enzim dan Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim

Biologi

Disusun Oleh :

Abdur Razaq Naufal

Bondan Novanis Punto Aji

Fahreza Rifqi Priyatama

XII – MIPA 6

SMA NEGERI 10 SAMARINDA

SAMARINDA

KALIMANTAN TIMUR

2016

BAB I

DASAR TEORI

A.          Pengertian Enzim

Menurut Syamsuri metabolisme sangat bergantung pada enzim.Enzim berperan sebagai pemercepat reaksi metabolisme di dalam tubuh mahkluk hidup, tetapi enzim tidak ikut bereaksi.

B.         Struktur Enzim

Enzim 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 reaksi namun tidak ikut bereaksi.

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

D.         Cara Kerja Enzim

1.     Teori Gembok - Anak Kunci

Sisi 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 Fit

Reaksi 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.

·         Hati

Hati merupakan kelenjar terbesar di dalam tubuh, terletak dalam rongga perut sebelah kanan, tepatnya di bawah diafragma. Berdasarkan fungsinya, hati juga termasuk sebagai alat ekskresi. Hal ini dikarenakan hati membantu fungsi ginjal dengan cara memecah beberapa senyawa yang bersifat racun dan menghasilkan amonia, urea, serta asam urat dengan memanfaatkan nitrogen yang berasal dari asam amino.

Proses pemecahan senyawa racun oleh hati disebut proses detoksifikasi. Lobus hati terbentuk dari sel parenkimal dansel non-parenkimal. Sel parenkimal pada hati disebut hepatosit, menempati sekitar 80% volume hati dan melakukan berbagai fungsi utama hati. 40% sel hati terdapat pada lobus sinusoidal. Hepatosit merupakan sel endodermal yang terstimulasi oleh jaringan mesenkimal secara terus-menerus pada saat embrio hingga berkembang menjadi sel parenkimal. Selama masa tersebut, terjadi peningkatan transkripsi mRNA albumin sebagai stimulan proliferasi dan diferensiasi sel endodermal menjadi hepatosit.

Manfaat Hati Ayam Bagi Kesehatan

Hati ayam termasuk dalam golongan jerohan yang dihindari karena kadar kolesterolnya tinggi, bagi yang punya masalah dengan kolesterol. Namun di sisi lain hati bermanfaat bagi kesehatan, karena banyak mengandung zat besi, folate dan zinc.

Mengkonsumsi hati dapat menghindari anemia dan membantu secara cepat jika kekurangan atau kehilangan darah. Hati ayam juga membantu sistem kekebalan tubuh, karena kandungan protein dan mineralnya tinggi. Karena kaya akan zat besi, folate dan vitamin B12, hati ayam sangat mudah diserap dan membuat butir darah merah. Maka hati sangat baik untuk mencegah anemia serta memulihkan kekurangan darah setelah operasi. Selain itu hati ayam kaya akan zinc (seng) yang sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan dan mempertahankan kekebalan tubuh, maka baik untuk mereka yang tidak nafsu makan.

BAB II

ALAT DAN BAHAN

1.       Rak tabung reaksi.

2.       Lumpung porselin dan penumbuk.

3.       Pipet tetes.

4.       Lidi dan korek api.

5.       Penjepit tabung reaksi.

6.       Pemanas.

7.       Thermometer.

8.        Kaki segitiga.

9.       Bunsen.

10.   HCL dan NaOH.

11.   Es/air dingin.

12.   Aquades.

13.   H₂O₂.

14.   Spritus.

15.   Hati ayam.

BAB III

PROSEDUR PRAKTIKUM

1.       Tumbuklah hati ayam dan tambahkan sedikit Aquades.

2.       Kemudian ambillah ekstraknya dengan cara menyaringnya.

3.       Isilah ke lima tabung reaksi (Tabung A,B,C,D dan E) masing-masing dengan 0,5cm ekstrak hati.

4.       Tambahkan 5 tetes HCL pada tabung B dan 5 tetes NaOH pada tabung C.

5.       Panaskan tabung B dengan pemanas dan dinginkan tabung E dalam wadah berisi es/air dingin.

6.       Tambahkan 10 tetes H₂O₂ ke dalam masing-masing tabung A,B,C,D dan E.

7.       Amatilah apa yang terjadi.

8.       Ujilah ke lima tabung menggunakan lidi yang membara.

9.       Masukkan data berikut.

BAB IV

HASIL PRAKTIKUM

Tabung	Isi dan perlakuan	Keadaan Gelembung	Ada/Tidaknya Api
A	Ekstrak hati + H2O2+bara api	Gelembung ++++	Ada
B	Ekstrak hati + HCL+H2O2+bara api	Gelembung	Ada
C	Ekstrak hati + NaOH+ H2O2+bara api	Gelembung +	Tidak ada
D	Ekstrak hati dipanaskan+ H2O2+bara api	Gelembung ++	Ada
E	Ekstrak hati dalam es+H2O2+bara api	Gelembung +++	Ada

Pengisian data:

++++ = gelembung gas banyak sekali/nyala bara api besar sekali

+++   = gelembung gas banyak/nyala api besar

++     = gelembung gas sedang/nyala bara api sedang

+       = gelembung gas sedikit/nyala bara api kecil

-        = gelembung gas tidak ada/nyala bara api tidak ada

                                                                                                                       

BAB V

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 :

2H₂O_{2    ->}     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 diberikan perlakuan 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 (O_­2).

2.              Ekstrak ditambah HCl dan H₂O₂

Pertambahan HCl disini dimaksudkan untuk membuat ekstrak dalam keadaan terlalu asam.  Kemudian ditambah H₂O₂ternyata 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.

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.

5.              Ekstrak dimasukkan kedalam Es di tambah H₂O₂

Ekstrak yang dimasukkan kedalam es kemudian ditambah H₂O₂, ternyata menimbulkan gelembung udara sedikit saat bara api di masukkan ke dalamnya, dan juga menimbulkan nyala api sedikit. Hal ini disebabkan karena pada suhu  0^0­C enzim akan inaktif (tidak aktif sementara).

Pertanyaan

1.         Adakah perbedaan data yang anda peroleh dari tabung A, B, dan C?

Ada pada tabung A gelembung-gelembung udara yang banyak. Sedangkan pada waktu dimasukkan lidi membara ke dalamnya, timbul nyala api. Di tabung B tidak terbentuk gelembung udara ketika dimasukkan bara api ke dalamnya juga tidak terjadi nyala api. Pada tabung C terbentuk gelembung  udara yang sedang, tetapi saat bara api dimasukkan ke dalamnya tidak terjadi nyala api.

2.         Dari percobaan A, B, dan C apakah yang merupakan variabel bebasnya?

NaOH, HCl, dan suhu.

3.         Apakah tujuan pemberian HCl pada tabung B dan NaOH pada tabung C?

Pada tabung B diberi HCl untuk mengetahui apakah enzim dapat bekerja pada suasana asam. Di tabung C dilakukan pemberian NaOH adalah untuk menegetahui apakah enzim dapat bekerja dalam keadaan basa.

4.         Apakah variabel bebas dari percobaan A,D, dan E?

Suhu

5.         Hilangkan pada tabung A dengan memecahkannya menggunakan lidi, kemudian tambahkan lima tetes lagi H₂O₂ apakah yang terjadi? Ulangi berkali-kali hingga tidak muncul gelembung. Mengapa dengan penambahan H₂O₂ tidak muncul gelembung?

Karena saat konsentrasi H_2­O­₂ ­diperbanyak sebelumnya semua sisi aktif enzim sudah bekerja. Membuat H_2­O­_{2 ­­}tidak lagi dapat diuraikan lagi menjadi H₂O secara sempurna. Sehingga lama-kelamaan tidak lagi muncul gelembung.

6.         Gas apa yang muncul dalam percoban tadi? Bagaimana cara mengujinya jelaskan?

Gelembung gas yang terbentuk adalah gelembung hydrogen.Gelembung gas ini terbentuk karena ion positif mengalami reaksi reduksi dan ion negatif mengalami oksidasi.Contoh, pada laruutan HCl terjadi reaks ielektrolisis yang menghasilkan gas hidrogen sebagai berikut.

HCl(aq)  ->    H+(aq)+Cl-(aq)
Reaksireduksi:2H+(aq)+2e- H2(g)
Reaksi oksidasi : 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-

7.         Dari percobaan yang anda lakukan, apa sajakah yang mempengaruhi enzim katalase?

a.       Konsentrasi enzim

Seperti pada katalis lain, kecepatan suatu reaksi yang menggunakan enzim tergantung pada konsentrasi enzim tersebut. Pada suatu konsentrasi substrat tertentu, kecepatan reaksi bertambah dengan bertambahnya konsentrasi enzim.

b.      Konsentrasi Substrat

       Jika sisi aktif enzim belum bekerja seluruhnya, penambahan konsentrasi substrat dapat mempercepat terjadinya reaksi. Namun, jka semua sisi aktif enzim sudah bekerja, penambahan konsentrai substrat tidak mempercepat reaksi. Dengan kata lain konsentrasi substrat berada pada titik jenuhatau kecepatan reaksi sudah maksimal.  

c.       Suhu

Oleh karena reaksi kimia dapat dipengaruhi oleh suhu, maka reaksi yang menggunakan katalis enzim dapat dipengaruhi oleh suhu.Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Disamping itu, karena enzim itu adalah suatu protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi. .Enzim pada umumnya stabil pada temperatur 45-55^oC.Sebaliknya, enzim pada mikroorganisme termofilik yang berada pada sumber mata air panas gunung berapi, atau pada lubang hidrotermal bawah laut dapat stabil pada suhu kurang lebih 100^oC.

d.      Pengaruh Ph

Seperti protein pada umumnya, struktur ion enzim tergantung pada pH lingkungannya.Enzim dapat berbentuk ion positif, ion negatif, atau ion bermuatan ganda. Dengan demikian perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektivitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim substrat. Disamping pengaruh terhadap struktur ion pada enzim, pH rendah, atau pH tinggi dapat pula menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan ini akan mengakibatkan menurunnya aktifitas enzim. Terdapat suatu nilai pH tertentu atau daerah pH yang dapat menyebabkan kecepatan reaksi paling tinggi.pH tersebut dinamakan pH optimum.

e.       Pengaruh Inhibator

1.      Hambatan Reversibel

Molekul atau ion yang dapat menghambat reaksi dinamakan inhibitor.Hambatan terhadap aktivitas enzim dalam suatu reaksi kimia mempunyai arti yang penting, karena hambatan tersebut merupakan mekanisme pengaturan reaksi-reaksi yang terjadi pada tubuh.Disamping itu hambatan dapat memberikan gambaran lebih jelas tentang mekanisme kerja enzim.Hambatan reversible dapat berupa hambatan bersaing atau hambatan tidak bersaing.

·           Hambatan bersaing

Disebabkan karena adanya molekul yang mirip dengan substrat, yang dapat pula membentuk kompleks, yaitu kompleks enzim inhibitor. Pembentukan kompleks enzim inhibitor ini sama dengan pembentukan kompleks enzim substrat,

yaitu melalui penggabungan inhibitor dengan enzim pada bagian aktif enzim. Dengan demikian terjadi persaingan antara inhibitor dengan substrat terhadap bagian aktif enzim.Inhibitor yang menyebabkan hambatan bersaing disebut inhibitor bersaing.

·           Hambatan tidak bersaing

Tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi substrat dan inhibitor yang melakukannya disebut inhibitor tidak bersaing.Dalam hal ini inhibitor dapat bergabung dengan enzim pada suatu bagian enzim diluar bagian aktif.

2.      Hambatan Irreversibel

Hambatan irreversible ini dapat terjadi karena inhibitor bereaksi tidak reversible dengan bagian tertentu pada enzim, sehingga mengakibatkan berubahnya bentuk enzim.Dengan demikian mengurangi aktivitas katalitik enzim tersebut.

8.         Apakah semua enzim bekerja seperti enzim katalase? Berikanlah alasan contohnya.

Contoh enzim yang lain adalah enzim pencernaan, misalnya enzim amilase. Amilase dengan memecah amilum menjadi maltosa. Amilase dihasilkan oleh kelenjar saliva (ludah) dan dikeluarkan ke rongga mulut untuk melakukan fungsinya.

BAB V

KESIMPULAN

1.    Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa enzim katalase berperan dalam menguraikan racun dari H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂.

2.    Aktivitas Enzim dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut.

-                   Suhu, dimana enzim katalase tidak akan bekerja optimal pada suhu tinggi. karena kita ketahui bahwa enzim katalase akan bekerja pada suhu netral.

-                   Derajat Keasaman pH, dimana enzim katalase akan bekerja optimal pada pH netral. sedangkan pada keadaan pH < 7 (asa) dan pH > 7 (basa) tidak dapat menguraikan secara optimal.

-                   Semakin besar konsentrasi enzim katalase, maka semakin banyak molekul substrat yang dapat dipecahkan.

-                   Semua organ dalam tubuh mengandung enzim katalase yang konsentrasi terbesarnya terdapat di hati dan dengan adanya enzim katalase yang terdapat dalam sel akan menguraikan peroksida menjadi air ini sehingga tidak merugikan sel.

Gambar 10. Menghaluskan hati ayam

                                                                                        

Read More