Enzim Katalase

BAB I

PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang

Metabolisme merupakan suatu reaksi kimia yang terjadi didalam tubuh makhluk hidup. Reaksi metabolisme tersebut tersebut dimaksudkan untuk memperoleh energi, menyimpan energi, menyusun bahan makanan, mamasukkan dan mengeluarkan 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-zt atau senyawa-senyawa baik sifatnya yang menghambat (inhibator), atau mempercepat reaksi (aktivator). Senyawa-senyawa yang mempercepat suatu reaksi dikenal dengan sebutan katalisator.

Katalisator adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi-reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu. Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi atau produk.

Metabolisme yang merupakan reaksi kimia memiliki katalisator yang disebut dengan enzim.

Enzim yang tesusun 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 faktor 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.

B.   Tujuan Penelitian

Mengamati pengaruh berbagai faktor terhadap kerja enzim katalase.

C.   Rumusan Masalah

Bagaimana pengaruh NaOH, HCl, dan suhu terhadap kerja enzim?

D.   Batasan Masalah

Kami hanya membahas dan menganalisa hasil percobaan yang telah kami lakukan.

E.   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 derjat keasaman lingkungannya.

F.    Variabel

a.     Variabel terikat : banyak gelembung dan nyala bara api

b.     Variabel bebas : NaOH, HCl, dan suhu

c.      Variabel control : H₂O₂ dan ekstrak hati ayam

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A.   Pengertian Enzim

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

B.   Struktur Enzim

Keseluruhan bagian enzim disebut haloenzim. Enzim tersusun dari dua komponen utama, yaitu protein dan nonprotein.

Komponen protein (apoenzim) merupakan komponen sngat penting dalam aktivitas enzim karena mmiliki sisi aktif dengan bentuk yang spesifik untuk suatu substrat. Sisi aktif enzim merupakan bagian dari gugus protein yang berfungsi sebagai tempat melekat dan mereaksikan suatu substrat. Substrat merupakan bahan atau molekul yang dikatalis oleh suatu enzim, dapat berupa karbohidrat, protein, dan lemak.

Komponen nonprotein (gugus prostetik) memiliki sifat stabil pada suhu yang relatif tinggi dan tidak berubah pada akhir reaksi. Gugus prostetik dibedakan menjadi kofaktor dan koenzim.

Kofaktor tersusun dari zat anorganik yang umumnya berupa logam, misalnya Cu, Fe, Mn, Zn, Ca, K, dan Co. Koenzim tersusun dari senyawa organik nonprotein yang tidak melekat erat pada bagian protein enzim. Contohnya, vitamin, NAD, NADP, dan koenzim A. Bebrapa enzim tidak dapat melakukan fungsinya tanpa kehadiran kofaktor dan koenzim.

C.   Sifat Enzim

Sampai saat ini telah dikenal lebih dari 2.000 jenis enzim. Secara umum, enzim memiliki sifat-sifat sebagai berikut.

a.     Merupakan protein karena penyusun utamanya adalah protein.

b.     Mudah terpengaruh oleh perubahan lingkungan seperti pH dan suhu.

c.      Berperan sebagai katalisator, yaitu mempercepat reaksi kimia, tetapi tidak ikut berubah setelah proses reaksi selesai.

d.     Mempercepat reaksi kimia dengan jalan menurunkan energi aktivasi, yaitu energi awal yang diperlukan untuk memulai reaksi kimia.

e.      Tidak menentukan arah reaksi, tetapi hanya mempercepat laju reaksi sampai mencapai keseimbangan.

f.       Bekerja secara spesifik. Enzim hanya bekerja pada satu macam substrat dan tidak untuk bermacam-macam substrat. Hal tersebut dikenal dengan istilah satu enzim satu substrat.

g.     Bekerja secara bolak-balik. Enzim dapat berfungsi dalam reaksi penyusunan zat sekaligus dalam reaksi penguraian zat.

h.     Dibutuhkan dalam jumlah sedikit. Sedikit enzim mampu mengkatalis reaksi kimia.

D.   Mekanisme Kerja Enzim

Ada dua hipotesis yang menjelaskan tentang mekanisme kerja enzim, yaitu sebagai berikut.

a.     Hipotesis gembok dan anak kunci (lock and key). Menurut hipotesis yang dikemukakan oleh Emil Fischer, bagian sisi aktif enzim memiliki bentuk spesifik dan tidak fleksibel. Suatu enzim hanya dapat ditempati oleh substrat tertentu saja.

b.     Hipotesis kecocokan induksi (induced fit). Menurut hipotesis ini, bagian sisi aktif enzim bersifat fleksibel terhadap substrat yang masuk. Apaila ada substrat yang masuk ke bagian sisi aktif, maka bagian ini akan mengalami perubahan bentuk mengikuti bentuk substrat.

E.   Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim

Ada beberapa faktor yand dapat memengaruhi kecepatan reaksi enzim, yaitu sebagai berikut.

a.     Suhu

Setiap enzim memiliki suhu optimum, yaitu suhu yang paling baik untuk melangsungkan reaksi secara maksimal. Pada manusia, suhu optimum berkisar antara 35-40^oC. Suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan denaturasi (rusaknya struktur enzim) sehingga enzim tidak dapat bekerja.

b.     pH

Pada umumnya, pH optimum enzim berkisar antara 6 sampai 8. Namun, pada tubuh manusia terdapat beberapa pengecualian. Contohnya, pepsin (enzim pencernaan pada lambung) bekerja efektif pada pH 2. Perubahan yang cukup tajam pada pH dapat menyebabkan enzim tersebut mengalami denaturasi.

c.      Inhibator

Inhibator merupakan senyawa kimia yang bersifat menghambat kerja enzim. Ada dua jenis inhibator, yaitu inhibator kompetitif dan inhibator nonkompetitif.

Inhibator kompetitif  adalah senyawa kimia yang menyerupai substart yang dapat bereaksi dengan sisi aktif enzim.

Inhibator nonkompetitif adalah senyawa kimia yang menghambat kerja enzim dengan cara melekat pada bagian sisi selain sisi aktif, disebut sisi alosterik.

BAB III

METODE PENELITIAN

A.   Metode Penelitian

Metode yang kami gunakan dalam menguji cara kerja enzim yaitu metode eksperimen.

B.   Tempat Penelitian

Kami melakukan percobaan ini di Laboratorium SMA Negeri 4 Watampone, Kabupaten Bone, Sulawesi Selatan.

C.   Waktu Penelitian

Percobaan dilaksanakan pada pukul 08.45 WIB hari Senin, 14 September 2015.

D.   Alat dan Bahan

Rak tabung reaksi, kaki tiga dan kasa, tabung reaksi, pembakar spiritus, lumpang porselen, lidi dan korek api, gelas kimia, ekstrak hati, pipet tetes, H₂O₂,HCl, air suling, NaOH, dan es batu,psau/cutter.

A.   Langkah Kerja

1.     Buatlah ekstraki hati dengan cara menumbuk hati ayam dengan menggunakan lumpung porselen. Setelah itu tambahkan air sedikit demi sedikit, kemudian saringlah menggunakan corong kaca yang diberi kertas kering. Kumpulkan hasil saringan pada gelas kimia.

2.     Sediakan 5 buah tabung reaksi. Berilah label A-E pada 5 buah tabung reaksi.

3.     Tuangkan ekstrak hati ke dalam 5 tabung reaksi masing-masing 1 cm.

4.     Pada tabung A beri 5 tetes H₂O₂, selanjutnya tabung reaksi ditutup dengan ibu jari. Amati apa yang terjadi! Biarkan selama 1 menit, kemudian masukkan bara api dari lidi membara ke dalam tabung reaksi secara cepat. Amati nyala bara api pada lidi tersebut!

5.     Lakukan kegiatan yang sama pada tabung B. Sebelum ditetesi H₂O₂, terlebih dahulu diberi larutan HCl sekitar 5 tetes dan biarkan beberapa saat bari diberi H₂O_2.

6.     Lakukan kegiatan yang sama pada tabung C. Sebelum ditetesi H₂O₂, terlebih dahulu diberi larutan NaOH sekitar 5 tetes dan biarkan beberapa saat bari diberi H₂O_2.

7.     Lakukan kegiatan yang sama pada tabung D. Sebelum ditetesi H₂O₂, terlebih dahulu tabung reaksinya dipanaskan sampai ekstrak hatinya mendidih kemudian masukkan H₂O_2.

8.     Lakukan kegiatan yang sama pada tabung E. Sebelum ditetesi H₂O₂, terlebih dahulu tabung reaksinya direndam di dalam es batu kemudian masukkan H₂O_2.

1.     Mengapa dalam kegiatan tersebut digunakan:

a.     Hati ayam

b.     NaOh, HCl, dan

c.      Es batu ?

Jawaban:

a.     Digunakan hati untuk mengamati berbagai fajtor terhadap kerja ensim katalase, yang merupakan enzim yang dihasilkan perokisom dan peroksisom yang banyak ditemukan di hati.

b.     NaOH dan HCl untuk mengetahui pengaruh kerja enzim dan basa pada enzim katalase

c.      Suhu, yaitu untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap enzim katalase

2.     Gelembung gas apa yang terbentuk? Lengkapi jawabanmu dengan reaksi kima!

Jawaban:

Gelembung gas yang terbentuk adalah gelembung hydrogen. Gelembung gas ini terbentuk karena ion positif mengalami reaksi reduksi dan ion negatif mengalami okidasi. Contoh, pada larutan HCl terjadi reaksi elektrolisis yang menghasilkan gas hidrogen sebagai berikut.

HCl_(aq) -> H⁺_(aq)+Cl^-_(aq)

Reaksi reduksi: 2H⁺_(aq)+2e-H2_(g)

Reaksi oksidasi: 2C^-_(aq)Cl2_(g)+2e-

3.     Mengapa ujung tabung reaksi harus ditutupi oleh ibu jari?

Jawaban:

Agar uap O₂ dari dalam tabung tidak langsung keluar sehingga pada saat lidi yang membara diletakkan diatas tabung akan menyala secara optimal.

4.     Mengapa jumlah gelembung pada tabung 4 paling banyak dan disertai dengan nyala bara api yang paling besar?

Jawaban:

Karena dalam hati yang masih segar tersebut terdapat banyak periksisom sehingga menghasilkan lebih banyak enzim katalase, enzim ini kemudian menguraikan senyawa hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen. Dengan gelembung pada udara dalam kategori banyak sekali yang dapat membuat bara api besar menunjukkan bahwaenzim tersebut telah memecah senyawa H₂O₂ menjadi oksigen karna bara api semakin besar dikarenakan adanya oksigen.

5.     Buatlah kesimpulan dari hasil kegiatan ini dan presentasikan di depan kelas.

Jawaban:

·        Aktivitas enzim katalase dipengaruhi oleh faktor suhu, pH, dan konsentrasi enzim.

·        Enzim katalase bekerja optimum pada suhu normal dan pH netral.

·        Semakin besar konsentrasi enzim katalase maka makin banyak molekul substrat yang dapat dipecahkan.

BAB IV

PENUTUP

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.

B.  Saran

Kami membutuhkan saran serta kritik demi perbaikan pada laporan yang telah kami buat.