Tujuan
a. Menyelidiki peranan enzim katalase
b. Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim
c. Mengetahui serta memahami reaksi reaksi kimia yang terjadi pada pengujian enzim katalase
Dasar Teori
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 substart, yaitu di bagian yang disebut sisi aktif (active site).
Beberapa enzim memerlukan komponen nonprotein yang disebut gugus prostetik agar dapat bekerja dalam suatu reaksi. Enzim yang lengkap tersebut disebut holoezim. Secara kimia, enzim yang langkap (holoenzim) tersusun atas dua bagian, yaitu bagian protein dan bagian bukan protein
Bagian protein disebut apoenzim, tersusun atas asam asam amino. Bagian protein bersifat labil (mudah berubah), misalnya terpengaruh oleh suhu dan keasaman.Misal : NAD+
Bagian yang bukan protein disebut gugus prostetik, yaitu gugusan yang aktif. Gugus prostetik yang berasal dari molekul anorganik disebut kofaktor, misalnya besi, tembaga, zink. Gugus prostetik yang terdiri dari senyawa organic kompleks disebut koenzim, misalnya NADH, FADH, koenzim A, tiamin (vitamin B1), riboflavin (vitamin B2), asam pantotenat (vitamin B5), niasin (asam nikotinat), piridoksin (vitamin B6), biotin, asam folat dan kobalamin (vitamin B12).
Katalase adalah enzim yang dapat menguraikan hidrogen peroksida (H_2 O_2) yang tidak baik bagi tubuh makhluk hidup menjadi air (H_2 O) dan oksigen (O_2) yang sama sekali tidak berbahaya. Selain itu, enzim ini di dalam tubuh manusia juga menguraikan zat-zat oksidatif lainnya seperti fenol, asam format, maupun alkohol yang juga
berbahaya bagi tubuh manusia.
Katalase terdapat hampir di semua makhluk hidup. Enzim ini diproduksi oleh sel di bagian badan mikro, yaitu Perioksisom Bagi sel, enzim ini adalah bodyguard yang melindungi bagian dalam sel dari kondisi oksidatif yang bagi kebanyakan orgnisme ekuivalen dengan kerusakan.
Enzim katalase dari mamalia seperti manusia, ataupun sapi, ataupun mikroba moderat (jamur) misalnya, hanya dapat berfungsi di antara suhu 37-40 derajat celcius. Jika suhu terlalu rendah
( < 10 C) , maka enzim ini akan berhenti bekerja, tetapi tidak mengalami kerusakan (Inaktif) dan akan bekerja kembali jika suhu telah normal. Jika suhu terlalu tinggi ( >40 C), enzim ini akan mengalami denaturasi sehingga tidak dapat dipakai kembali.
Reaksi-reaksi yang berlangsung didalam tubuh makhluk hidup terjadi pada suhu 270 C, misalnya pada tumbuhan dan pada tubuh hewan berdarah dingin; atau pada suhu 370, misalnya pada tubuh hewan berdarah panas.Pada suhu tersebut proses oksidasi akan
berjalan lambat.Agar reaksi-reaksi berjalan lebih cepat diperlukan katalisator.Katalisator adalah zat yang mempercepat reaksi tetapi zat tersebut tidak ikut bereaksi. Katalisator didalam sel makhluk hidup disebut biokatalisator atau enzim.
Pada umumnya, pH optimum enzim berkisar antara 6-8. Namun, beberapa
pengecualian dapat terjadi. Contonya pada lambung manusia, pepsin akan bekerja optimum pada pH 2. Perubahan pH yang cukup tajam juga dapat menyebabkan enzim mengalami denaturasi.
Variabel
NO Variabel Bebas Variabel Kontrol Variabel Terikat
1. HCl Ekstrak Hati Banyaknya gelombang gas timbulnya bara api. 2. NaOH Ekstrak Jantung
3. Suhu Ekstrak Daun Pepaya 4. Ekstrak Kunyit
5. Larutan H_2 O_2 Alat dan bahan Alat : Bahan
Rak Tabung Reaksi 1. Ekstrak Hati Tabung Reaksi 2. HCl
Cawan Petri 3. NaOH Gelas Kimia 4. Air Suling Pipet Tetes 5. Es Batu
Kaki Tiga dan Kasa 6. H_2 O_2 Pembakar Spirtus 7. Ekstrak Jantung
Lidi dan Korek Api 8. Ekstrak Kunyit (Curcuma Domestica) Spatula 9. Ekstrak Daun Pepaya (Carica Papaya)
Langkah Kerja
Membuat ekstrak hati, ekstrak jantung, ekstrak daun pepaya dan esktrak kunyit dari bahan-bahan alami.
Menuangkan ekstrak hati pada tabung reaksi A, ekstrak jantung pada tabung reaksi B, ekstrak daun pepaya pada tabung reaksi C dan ekstrak kunyit pada tabung reaksi D ke masing-masing setinggi satu centimeter.
Menambahkan lima tetes H_2 O_2 pada tabung reaksi A, selanjutnya tabung resksi ditutup dengan ibu jari. Mengamati perubahan yang terjad. Setelah satu menit, kemudaian memasukan bara api dari lidi membara ke dalam tabung reaksi secara capat. Mengamati nyala api pada lidi tersebut. Melakukan perlakuan yang sama pada tabung reaksi yang lain dan mencatat segala perubahan yang terjadi pada tabel pengamatan.
Membersihkan tabung reaksi dari sisa-sisa perlakuan yang pertama. Melakukan langkah kerja nomer dua.
Melakukan langkah kerja nomer tiga namun sebelum ditetesi H_2 O_2 ditetesi terlebih dahulu dengan HCl. Lalu, membersihkan tabung reaksi dari sisa-sisa perlakuan kedua. Melakukan langkah kerja nomer dua.
dahulu dengan NaOh. Lalu, membersihkan tabung reaksi dari sisa-sisa perlakuan ketiga.
Melakukan langkah kerja nomer dua.
Melakukan langkah kerja nomer tiga namun sebelum ditetesi H_2 O_2 tabung reaksi diletakkan di dalam larutan es batu yang melebur. Lalu, membersihkan tabung reaksi dari sisa-sisa perlakuan kedua.
Melakukan langkah kerja nomer dua.
Menyusun alat pemanas air yang terdiri dari pembakar sepirtus, kaki tiga, kasa dan gelas kimia.
Setelah air mendidih, melakukan langkah kerja nomer tiga namun sebelum ditetesi H_2 O_2 tabung reaksi diletakkan di dalam air yang mendidih. Lalu, membersihkan tabung reaksi dari sisa-sisa perlakuan kedua.
Tabel Hasil Pengamatan : no perlakuan
gelembung
gas Nyala api
1 ekstrak hati ayam ++++ ++++
2 ekstrak hati ayam + HCL -
-3
ekstrak hati ayam +
KOH +++
-4 ekstrak hati ayam panas -
-5 ekstrak jantung ayam + +
Katerangan : · - : tidak ada · + : ada sedikit · ++ : ada sedang · +++ : ada banyak · ++++ : banyak sekali PEMBAHASAN 1 . E k s t r a k h a t i d i t a m b a h H2O2 (hidrogen peroksida) S a a t e k s t r a k d i b e r i H2O2 te rja d i ge le m b u n g -ge le m b u n g u d a ra ya n g banyak. Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase yang terdapat did a lam h a ti a ya m m e n gu b a h H2O2 men ja d i H2O (a i r), se d a n gka n p a d a waktu dimasukkan bara api ke dalamnya, timbul nyala api. Hal ini membuktikan bahwa H2O2 juga diuraikan menjadi oksigen (O2).
2 . E k s t r a k d i t a m b a h H C l d a n H2O2
Pe rta m b a ha n HCl d isin i d im a ksu d ka n u n tu k m em b ua t e kstra k d a la m keadaan terlalu asam. Kemudian ditambah H2O2 ternyata tidak
terbentuk ge le m b un g u d a ra ke tika d im asu kka n b a ra a p i ke d a la m n ya d a n ju ga tid a k terjadi nyala api. Hal ini menunjukkan bahwa enzim katalase tidak
dapat bekerja dalam kondisi terlalu asam. 3 . E k s t r a k d i t a m b a h N a O H d a n H2O2
Penambahan NaOH disini dimaksudkan untuk membuat ekstrak dalam k e a d a a n t e r l a l u b a s a . K e m u d i a n d i t a m b a h H2O2 ternyata
terbentuk g e l e m b u n g u d a r a y a n g s e d a n g , t e t a p i s a a t b a r a a p i d i m a s u k k a n k e da la m n ya tid a k te rja d i n ya la a p i. Ha l in i m e m bu ktika n b a h wa e n zim katalase tidak dapat bekerja secara optimal dalam kondisi terlalu basa. 4 .Ekstra k d id id ih ka n ke m u d ia n d ita m ba h H2O2
Ekstrak yang dididihkan kemudian ditambah H2O2, ternyata tidak timbul gelembung udara dan saat bara api dimasukkan ke dalamnya juga tidak timb u l n ya la a p i. Ha l in i d ise b a b ka n ka re n a p ro te in d i d a la m en zim k a t a l a s e y a n g t e r d a p a t d i e k s t r a k t e l a h r u s a k s e h i n g g a t i d a k d a p a t
menguraikan H2O2 menjadi H2O dan O2. 5 . E k s t r a k j a n t u n g d i t a m b a h H2O2
T e r b e n t u k gelembung, namun sedikit lama karena kandungan enzim katalase pada jantung ayam lebih sedikit dibandingkan pada hati ayam dan timbul sedikit nyala api.
Pertanyaan :
1) Mengapa H2O2 dipakai sebagai bahan percobaan untuk mengamati kerja enzim katalase ?
2) Gelembung gas apa yang terjadi saat pemberian tetesan sari hati (atau organ lain) pada H2O2 ?
Bagaimana H2O2 ada pada tubuh manusia?
3) H2O2 bersifat racun, bagaimana tubuh menetralkannya ?
4) Diantara tabung-tabung yang didalamnya terjadi reaksi kimia, pada tabung manakah yang reaksi kimianya paling cepat, mengapa ? jelaskan!
5) Buatlah Kesimpulan dari kegiatan ini !
Jawaban :
1) Karena Enzim katalase dapat bekerja untuk mengubah H2O2 menjadi H2O dan O2 sehingga dalam percobaan ini digunakan H2O2 untuk memudahkan kita dalam mengamati kerja enzim katalase.
2) - Gelembung gas O2
- H2O2 pada tubuh manusia bersifat racun sehingga harus segera di pecah / diubah menjadi H2O dan O2.
3) Untuk menetralkannya, tubuh menggunakan enzim golongan desmolase yakni enzim katalase yang dapat memecah rantai C-C / C-N, sehingga H2O2 dapat diubah menjadi H2O dan O2.
4) Ekstrak hati + H2O2, karena enzim hanya dapat bekerja secara optimal/secara efektif pada suhu optimum dan pada PH yang sesuai ( tidak terlalu asam dan tidak terlalu basah)
5) Kesimpulan :
o PH mempengaruhi kerja enzim