Friday 28 October 2016

Laporan Praktikum Kerja Enzim Katalase


BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Judul/Topik

Pengaruh Klorofil Terhadap Hasil Proses Fotosintesis

1.2 Tujuan

Mengetahui pengaruh cahaya dan klorofil terhadap fotosintesis.

1.3 Hari/Tanggal Pelaksanaan

Selasa, 16 Desember 2014

1.4 Hipotesis

Enzim katalase tidak dapat bekerja secara optimal jika beradalingkungan yang terlalu asam atau terlalu basa, atau padalingkungan yang temperaturnya terlalu tinggi. Jadi pH dantemperatur sangat berpengaruh terhadap kerja enzim.

1.5 Variabel

BAB 2

PEMBAHASAN

2.1 Alat dan Bahan

2.2 Prosedur Kerja

2.3 Data Pengamatan

Adapun hasil pengamatan dari uji makan adalah sebagai berikut:
No.
Perlakuan
Gelembung Gas
Bara Api

1

2

3

4



Ekstrak jantung + H2O2

Ekstrak jantung + HCl + H2O2

Ekstrak jantung + NaOH

Ekstrak jantung panas + H2O2

++

-

+

+

Menyala

Tidak terbentuk api

Redup

Tetap
(tabel 2.3)
Keterangan:
- = tidak ada gelembung gas               
+ = gelembung gas sedikit
++ = gelembung gas sedang

2.4 Kajian pustaka


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.
E. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim
1.       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.
2.      Konsentrasi Substrat
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi enzim yang tetap, maka pertambahan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan reaksi.
Untuk dapat terjadi kompleks enzim substrat, diperlukan adanya kontak antara enzim dengan substrat.Kontak ini terjadi pada suatu tempat atau bagian enzim yang disebut bagian aktif.Pada konsentrasi substrat rendah, bagian aktif enzim ini hanya menampung sedikit substrat.Bila konsentrasi substrat diperbesar, makin banyak substrat yang dapat berhubungan dengan enzim pada bagian aktif tersebut.Dengan demikian, konsentrasi kompleks enzim substrat makin besar dan hal ini menyebabkan makin besarnya kecepatan reaksi.Namun dalam keadaan ini, bertambah besarnya konsentrasi susbstrat tidak menyebabkan bertambah besarnya konsentrasi kompleks enzim substrat, sehingga jumlah hasil reaksinya pun tidak bertambah besar.
  
3.       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. Apabila terjadi proses denaturasi, maka bagian aktif enzim akan terganggu dan dengan demikian konsentrasi efektif enzim menjadi berkurang dan kecepatan reaksinya pun akan menurun.
4.      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.
5.       Pengaruh Inhibator
·         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.
a. 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. Inhibitor bersaing menghalangi terbentuknya kompleks enzim substrat dengan cara membentuk kompleks enzim inhibitor yang tidak dapat membentuk hasil reaksi P. Dengan demikian adanya inhibitor bersaing dapat mengurangi peluang bagi terbentuknya kompleks enzim substrat dan hal ini menyebabkan berkurangnya kecepatan reaksi.
b. 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.
Penggabungan antara inhibitor dengan enzim ini terjadi pada enzim bebas, atau pada enzim yang telah mengikat substrat yaitu kompleks enzim substrat.


·         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.
a.       Konsentrasi Ion Hidrogen
Kecepatan dari hampir semua reaksi enzim yang terkatalisis menunjukkan ketergantungan yang signifikan dari konsentrasi ion hydrogen.Kebanyakan enzim intraseluler menunjukkan aktivitas optimal pada nilai pH 5 dan 9.Hubungan dari aktivitas konsentrasi ion H menunjukkan keseimbangan antara denaturasi enzim pada pH yang tinggi dan rendah serta efek pada enzim, substrat, atau keduanya.
b.      Ion Logam
Ion-ion logam, yang menjalankan peranan katalitik dan structural pada lebih seperempat dari semua enzim yang dikenal dapat pula mengisi peranan pengatur, khususnya bagi reaksi dimana ATP merupakan substrat. Kalau kompleks ATP ion logam tersebut merupakan substrat, aktifitas maksimal secara khas akan terlihat pada rasio molar ATP terhadap logam di sekitar satu. Kelebihan logam atau kelebihan ATP merupakan hambatan karena senyawa-senyawa nukleosida di– dan trifosfat membentuk kompleks yang stabil dengan kation-kation dwi-valensi, konsentrasi intraseluler nukleotida dapat mempengaruhi konsentrasi intraseluler ion-ion logam bebas dan dengan demikian mempengaruhi pula aktivitas enzim-enzim tertentu.
c.       Efektor Alosterik
Aktivitas katalitik enzim-enzim pengatur tertentu diatur oleh efektor alosterik berbobot molekul rendah yang umumnya tanpa atau mempunyai sedikit kemiripan structural dengan substrat ataupun koenzim bagi enzim yang diatur itu.Inhibisi umpan balik merupakan istilah yang mengacu pada penghambatan aktivitas suatu enzim dalam lintasan biosintesis oleh produk akhir dari lintasan terakhir.


BAB 3

PENUTUP

 

3.1 Analisa Data

Berdasar pada tabel 2.3 di halaman sebelumnya,  Yang terjadi pada ekstrak saat diberi perlakuan adalah sebagai berikut :
Ekstrak ditambah H2O2 (hidrogen peroksida)
Saat ekstrak diberi H2O2 terjadi gelembung-gelembung udara yang sedang, tidak sebanyak pada percobaan ekstrak hati ayam yang ditambah H2O2.Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase yang terdapat di dalam jantung 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).
Berdasar reaksi 2H2O2 -> 2H2O + O2

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

·         Pada ekstrak hati, jantung dan ekstrak daun pepaya yang diberi H2O2 muncul gelembung gas, karena artinya sel-sel di dalamnya banyak mengandung enzim katalase.

·         Pada perlakuan pertama (hanya ditambah peroksida) pembentukan gelembung gas paling banyak.

·         Gelembung udara pada tabung 2,3 dan 4 lebih sedikit dari gelembung udara pada tabung 1 karena pada perlakuan dengan penambahan NaOH, HCl dan dipanaskan ternyata jumlah gelembung berkurang karena sesuai dengan sifat kerja enzim yang bekerja pada pH dan suhu tertentu.

·         Selain faktor pH dan suhu yang nampak pada percobaan, faktor lain yang mempengaruhi kerja enzim adalah: konsentrasi enzim, konsentrasi substrat, pengaruh inhibitor dan aktivator.

·         Hidrogen peroksida adalah produk sampingan yang tidak diinginkan dari peristiwa metabolisme aerob, misalnya pada pemecahan asam amino dan asam lemak. Zat hidrogen peroksida sangat berbahaya bagi tubuh dalam kuantitas yang banyak oleh karena itu harus dipecah dan dikeluarkan. Hidrogen peroksida dikumpulkan dalam peroksisom,lalu didegradasi oleh katalse di dalam hati dan sebagian kecil di dalam sel-sel tubuh kita yang lainnya. Kemudian kalatase mendegradasi hidrogen peroksida mencadi air dan oksigen.

·         Berdasar reaksi 2H2O2 -> 2H2O + O2

·         Contoh-contoh kerja enzim dalam proses metabolisme sebagai berikut.
1. Enzim katalase Enzim katalase berfungsi membantu pengubahan hidrogenperoksida menjadi air dan oksigen.
2. Enzim oksidase Enzim oksidase berfungsi mempergiat penggabungan O2 dengan suatu substrat yang pada saat bersamaan juga mereduksikan O2, sehingga terbentuk H2O.
3. Enzim hidrase Enzim hidrase berfungsi menambah atau mengurangi air dari suatu senyawa tanpa menyebabkan terurainya senyawa yang bersangkutan. Contoh: fumarase, enolase
4.Enzim dehidrogenase Enzim dehidrogenase berfungsi memindahkan hydrogen dari suatu zat ke zat yang lain.
5. Enzim transphosforilase Enzim transphosforilase berfungsi memindahkan H3PO4dari molekul satu ke molekul lain dengan bantuan ion Mg2+.
6. Enzim karboksilase Enzim karboksilase berfungsi dalam pengubahan asam organic secara bolak-balik. Contoh pengubahan asam piruvat menjadi asetaldehida dibantu oleh karboksilase piruvat.
7. Enzim desmolase Enzim desmolase berfungsi membantu dalam pemindahan atau penggabungan ikatan karbon. Contohnya, aldolase dalam pemecahan fruktosa menjadi gliseraldehida dan dehidroksiaseton.
8. Enzim peroksida Enzim peroksida berfungsi membantu mengoksidasi senyawa fenolat, sedangkan oksigen yang dipergunakan diambil dari H2O2.

·         Komponen enzim
Secara kimia enzim yang lengkap atau haloenzim tersusun dari dua komponen:
a.komponen protein (apoenzim)
yakni enzim yang tersusun atas protein.Sifatnya labil (mudah berubah),tidak tahan akan panas dan mudah terpengaruh oleh suhu dan tingkat keasaman.
Misal : NAD+
b.bagian nonprotein (gugus prostetik)
1. gugus prostetik yang berasal dari molekul nonorganik disebut kofaktor.
Contoh : besi,tembaga,seng.
2. gugus prostetik,yaitu gugus yang berasal dari molekul organik kompleks
yang disebut dengan koenzim.misal:NADH,FADH,koenzim A dan VitB.

·         Sifat Enzim
1. sebagai Biokatalisator Enzim adalah senyawa organik, yaitu senyawa protein yang dihasilkan oleh sitoplasma sel dan berperan sebagai katalisator, yang disebut biokatalisator Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat atau memperlambat reaksi kimia , tetapi zat itu sendiri tidak ikut dalam reaksi. Enzim mempengaruhi kecepatan reaksi, tetapi tidak terpengaruh atau dipengaruhi oleh reaksi tersebut Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung dalam sel, dan bertindak tidak harus selalu dalam sel

2. Enzim menurunkan energi aktivasi Enzim mengkatalis reaksi dengan meningkatkan kecepatan reaksi, dengan cara menurunkan energi aktivasi (energi yang diperlukan untuk memulai suatu reaksi)

3. Enzim merupakan protein
Enzim merupakan protein, sehingga sifat-sifat enzim sama dengan protein, yaitu dipengaruhi oleh suhu dan pH
Pada suhu rendah dan tinggi enzim akan mengalami kerusakan koagulasi (penggumpalan), yang akhirnya akan terdenaturasi enzim akan terdenaturasi

4. Enzim bekerja spesifik
Enzim bekerja spesifik satu enzim hanya khusus untuk satu substrat. Contoh enzim maltase hanya dapat memecah maltosa menjadi glukosa
3.2 Kesimpulan
Gelembung udara pada tabung 2,3 dan 4 lebih sedikit dari gelembung udara pada tabung 1 karena pada perlakuan dengan penambahan NaOH, HCl dan dipanaskan ternyata jumlah gelembung berkurang karena sesuai dengan sifat kerja enzim yang bekerja pada pH dan suhu tertentu. 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.

3.3 Saran

1.      Dibutuhkan waktu yang lebih lama, dan waktu yang khusus (diluar jam pelajaran) untuk melakukan percobaan ini agar kami lebih teliti dan intensif dalam menguji faktor yang mempengaruhi kerja enzim.









DAFTAR PUSTAKA
Rachmawati, Faidah dkk. 2009. Biologi: untuk SMA/ MA Kelas XII Program IPA. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidkan Nasional.
Ferdinand P, Fictor. 2009. Praktis Belajar Biologi 3 : untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidkan Nasional.




0 comments:

Post a Comment