ENZIM KATALASE
A. TUJUANMengtahui faktor-faktor yang memngaruhi kerja enzim katalase.
B. DASAR TEORI a. ENZIM
Enzim adalah protein yang berperan sebagai katalis dalam metabolisme makhluk hidup. Enzim berperan untuk mempercepat reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, tetapi enzim itu sendiri tidak ikut bereaksi. Oleh sebab itu enzim disebut sebagai salah satu katalisator alami. Enzim terdiri dari apoenzim dan gugus prostetik. Apoenzim adalah bagian enzim yang tersusun atas protein. Gugus prostetik adalah bagian enzim yang tidak tersusun atas protein. Gugus prostetik dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu koenzim (tersusun dari bahan organik) dan kofaktor (tersusun dari bahan anorganik).
Enzim tak hanya ditemukan dalam sel-sel manusia dan hewan, namun sel-sel tumbuhan juga memiliki enzim sebagai salah satu komponen metabolismenya. Enzim katalase merupakan salah satu enzim yang terdapat pada tumbuhan. Enzim diproduksi oleh peroksisom dan aktif dalam melakukan reaksi oksidatif bahan-bahan yang dianggap toksik oleh tanaman, seperti hidrogen peroksida (H2O2). Enzim katalase termasuk ke dalam golongan desmolase, yaitu enzim yang
dapat memecahkan ikatan C-C atau C-N pada substrat yang diikatnya.
Cara kerja enzim dapat dijelaskan dalam dua teori, yaitu: Teori kunci dan gembok (enzim bekerja sangat spesifik. Enzim dan substrat memiliki bentuk geometri komplemen yang sama persis sehingga bisa saling melekat) dan teori ketepatan induksi (enzim tidak merupakan struktur yang spesifik melainkan struktur yang fleksibel. Bentuk sisi aktif enzim hanya menyerupai substrat. Ketika substrat melekat pada sisi aktif enzim, sisi aktif enzim berubah bentuk untuk menyerupai substrat). Namun dalam implementasinya, teori pertama yang dianggap paling sesuai dalam menjelaskan cara kerja enzim (http://fionaangelina.com).
b. Enzim Katalase
Enzim katalase adalah salah satu jenis enzim yang umum ditemui di dalam sel-sel makhluk hidup. Enzim katalase berfungsi untuk merombak hydrogen peroksida yang bersifat racun yang merupakan sisa / hasil sampingan dari proses metabolisme.
Apabila H2O2 tidak diuraikan dengan enzim ini, maka akan menyebabkan kematian pada sel-sel.
Oleh sebab itu, enzim ini bekerja dengan merombak H2O2 menjadi substansi yang tidak
berbahaya, yaitu berupa air dan oksigen. Selain bekerja secara spesifik pada substrat tertentu, enzim juga bersifat termolabil (rentan terhadap perubahan suhu) serta merupakan suatu senyawa golongan protein. Pengaruh temperature terlihat sangat jelas, karena dapat merusak enzim dan membuatnya terdenaturasi seperti protein kebanyakan.
kanker serta arterosklerosis. Enzim Katalase memiliki kemampuan untuk inaktivasi hydrogen peroksida.
Senyawa H2O2 dihasilkan oleh aktivitas enzim oksidase. H2O2 berpotensi membentuk radikal
karena membentuk OH- .
Enzim katalase merupakan hemoprotein yang mengandung 4 gugus hem. Aktivitas enzim katalase :
1. Aktivitas peroksidase, mengoksidasi senyawa yang analog dengan substrat
2. Aktivitas katalase, enzim ini mampu menggunakan satu molekul H2O2 sebagai substrat atau
donor electron dan molekul H2O2 yang lain sebagai oksidan atau akseptor electron.
2 H2O2 + enzim katalase 2 H2O + O2
Enzim katalase dapat ditemukan di darah, sumsum tulang, membrane mukosa, ginjal dan hati.
c. Derajat Keasaman (pH)
Enzim menjadi nonaktif jika diperlakukan pada asam dan basa yang sangat kuat. Sebagian besar enzim bekerja paling efektif pada kisaran pH lingkungan yang sedikit sempit (pH = ±7). Di luar pH optimal, kenaikan atau penurunan pH menyebabkan penurunan aktivitas enzim dengan cepat.
d. Suhu
Enzim menjadi rusak bila suhunya terlalu tinggi atau rendah. Hal ini disebabkan karena enzim memiliki sifat termolabil (tidak tahan panas). Protein akan mengental atau mengalami koagulasi bila suhunya terlalu tinggi (panas).
Peningkatan suhu diatas suhu optimum menyebabkan putusnya ikatan hydrogen dan ikatan lain yang merangkai molekul enzim, sehingga enzim mengalami denaturasi. Denaturasi adalah rusaknya bentuk tiga dimensi enzim yang menyebabkan enzim tidak dapat lagi berikatan dengan substratnya.
e. Konsentrasi Enzim
Konsentrasi enzim katalase juga mempengaruhi kecepatan reaksi. Semakin besar konsentrasi enzim katalase, semakin cepat pula reaksi yang berlangsung. Dengan kata lain, konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi.
f. Konsentrasi substrat
Bila konsentrasi enzim dalam keadaan tetap, kecepatan reaksi akan meningkat dengan adanya peningkatan konsentrasi substrat. Namun, apada saat semua sisi aktif semua enzim bekerja, penambahan substrat tidak dapat meningkatkan kecepatan reaksi enzim.
Ciri – Ciri Enzim
1. Biokatalisator : enzim hanya dihasilkan oleh sel-sel mahkluk hidup yang digunakan untuk mempercepat proses reaksi.
3. Bekerja Secara Khusus : enzim tertentu hanya dapat mempengaruhi reaks 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.
8. Kerja Enzim Dipengaruhi Faktor Lingkungan
Cara Kerja Enzim
1. Teori gembok - anak kunci Sisi aktif enzim mempunyai bentuk tertentu yang hanya sesuai untuk satu jenis substrat saja. Entuk 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.
C. ALAT DAN BAHAN
- Rak dan tabung reaksi 5 buah
- Pipet tetes
- Ekstrak hati segar, yaitu hati ayam yang dihaluskan (diblender) menjadi seperti bubur
- Air panas
- Es batu
- H2O2
- HCl dan NaOH
D. CARA KERJA
1. Letakkan kertas atau Koran di atas meja percobaan sebagai alas. 2. Masukkan ekstrak hati ke dalam tabung reaksi A, B, C, D, E.
3. Tambahkan HCl ke dalam tabung reaksi B, kemudian ukur pH larutan. 4. Tambahkan NaOH ke dalam tabung reaksi C, kemudian ukur pH larutan.
5. Letakkan tabung reaksi D ke dalam gelas beker yang berisi air panas, kemudian ukur suhunya.
6. Letakkan tabung reaksi E ke dalam gelas beker berisi es batu, kemudian ukur suhunya.
7. Siapkan larutan H2O2 pada tabung reaksi I, II, III, IV, V.
8. Tuangkan H2O2 dari tabung reaksi I ke dalam ekstrak hati pada tabung reaksi A dan
segera lakukan uji gelembung gas dengan menggunakan lidi membara.
9. Dengan langkah yang sama, lakukan untuk tabung reaksi II terhadap B, III terhadap C, IV terhadap D, V terhadap E.
10. Catatlah hasil pengamatan ke dalam table.
11. Setelah kegiatan selesai, cucilah rak dan tabung reaksi dengan menggunakan sabun.
E. HASIL PENGAMATAN
Tabung Perlakuan Percobaan Kondisi GelembungGas Nyala BaraApi Ket. A Hati + H2O2 Netral ++++ ++++
B Hati + HCl + H2O2 Asam -
-C Hati + NaOH+ H2O2 Basa +
-air panas)
E Hati dingin + H2O2
(dalam es batu) Dingin +
-F. 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 → 2H2O +O2
Hal ini dapat dibuktikan dengan percobaan. Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan hati ayam dan jantung ayam (sebagaiperbandingan). Hati ayam digunakan karena banyak mengandung enzim katalase. Hati ayam dan jantung ayam kemudian dibuat ekstrak. Yang terjadi pada ekstrak saat diberi perlakuan adalah 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 (O2).
2. 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.
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 sedikit, 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.
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 00C enzim akan inaktif (tidak aktif sementara).
VARIABEL TERIKAT VARIABEL BEBAS VARIABEL KONTROL
Jumlah gelembung Panas dan Dingin Jumlah ekstrak yang digunakan
Bara api NaOH dan HCl H2O2
a. Yang menghasilkan gelembung gas paling banyak adalah ekstrak hati + H2O2. Hal ini
membuktikan enzim katalase yang terdapat di dalam hati bekerja, mengubah H2O2
menjadi H2O. sedangkan pada waktu dimasukkan lidi membara kedalamnya,timbul nyala
api. Hal ini membuktuikan H2O2 juga uraikan menjadi O2.
b. Nyala bara api yang paling besar adalah ekstrak hati H2O2 (netral).Karena enzim katalase
hanya mampu bekerja dalam suhudan keadaan normal, netral. Dan karena H2O di uraikan
menjadi O2.
c. Gas yang dihasilkan adalah oksigen O2.
d. Ya, gelembung gas menunjukkan perbedaan kandungan jumlah oksigennya. Semakin banyak gelembung maka semakin banyak oksigennya.
e. 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.
f. Beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah sebagai berikut : Suhu
Enzim menjadi rusak bila suhunya terlalu tinggi atau rendah. Protein akan mengental atau mengalami koagulasi bila suhunya terlalu tinggi (panas).
Enzim menjadi nonaktif jika diperlakukan pada asam dan basa yang sangat kuat. Sebagian besar enzim bekerja paling efektif pada kisaran pH lingkungan yang sedikit sempit (pH = ±7). Di luar pH optimal, kenaikan atau penurunan pH menyebabkan penurunan aktivitas enzim dengan cepat.
Konsentrasi enzim, substrat, dan kofaktor
Jika pH dan suhu suatu sistem enzim dalam keadaan konstan serta jumlah substrat berlebihan, maka laju reaksi sebanding dengan jumlah enzim yang ada. Jika pH, suhu dan konsentrasi enzim dalam keadaan konstan, maka reaksi awal hinga batas tertentu sebanding dengan substrat yang ada. Jika enzim memerlukan suatu koenzim atau ion kofaktor, maka konsentrasi substrat dapat menetukan laju reaksi.
Inhibitor enzim
Kerja enzim dapat dihambat, baik bersifat sementara maupun tetap oleh inhibitor berupa zat kimia tertentu. Pada konsentrasi substrat yang rendah akan terlihat dampak inhibitor terhadap laju reaksi.
g. H2O2 dihasilkan pada proses pencernaan makanan, jika di dalam proses tersebut tidak
ada enzim katalase maka penguraian H2O2 yang bersifatracun dalam tubuh menjadi
lambat dan berdampak dalam tubuh yaitu munumpuknya racun dalam tubuh. h. Enzim katalase juga terdapat pada jantung, lemak, melinjo, dan daun melinjo.
i. Contoh enzim yang lain adalah enzim enzim pencernaan, misalnya amilase. Amilase dengan memecah amilum menjadi maltosa. Amilase dihasilkan oleh kelenjar saliva (ludah) dan dikeluarkan ke rongga mulut untuk melakukan fungsinya.
j. Ada dua teori mengenai cara kerja enzim, yaitu teori lock and key (gombok-anak kunci) dan induced fit (kecocokan terinduksi).
Teori gembok-anak kunci
sisi aktif enzim mempunyai bentuk tertentu yang hanya sesuai untuk satu jenis substrat saja. Entuk 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.
Teori induced fit
enzim, yang selanjutnya substrat diubah menjadi produk. Produk kemudian dilepaskan dan enzim kembali pada keadaan semula, siap untuk mengikat substrat baru.
k. Sifat- sifat hati biokatalisator
di dalam sel juga terdapat katalisator, salah satunya adalah enzim. Enzim hanya dihasilkan oleh sel sel mahluk hidup sehingga disebut sebagai biokatalisator.
protein
enzim adalah suatu protein. Dengan demikian, sifat sifat enzim sama dengan protein, yang dapat rusak pada suhu tinggi dan terpengaruh oleh pH..
bekerja secara khusus
enzim bekerja secara khusus, artinya enzim tertentu hanya dapat mempengaruhi reaksi tertentu, tidak dapat mempengaruhi reksi lainnya. Zat yang terpengaruh oleh enzim disebut substrat. Substrat adalah zat yang bereaksi. Oleh karena macam zat yang bereaksi d dalam sel sangat banyak, maka macam enzim pun banyak
dapat digunakan berulang kali
enzim dapat digunakan berulang kali karena enzim tidak berubah pada saat terjadi reaksi. Satu molekul enzim dapat bekerja berkali kali, selama enzim itu sendiri tidak rusak. Jika molekul enzim rusak, enzim tersebut harus diganti. Oleh karena itu, enzim pun hanya diperlukan dalam jumlah sedikit.
rusak oleh panas
Jika telah rusak, enzim tidak dapat berfungsi lagi walaupun pada suhu normalenzim
rusak oleh panas karena enzim adalah suatu protein. Rusaknya enzim oleh panas disebut denaturasi. Kebanyakan enzim rusak pada suhu 50
tidak ikut bereaksi
enzim hanya diperlukan sebagai pemercepat reaksi, namu molekul enzim itu sendiri tidak ikut bereaksi.
bekerja dapat balik
umumnya, enzim bekerja secara dapat balik. Artinya, suatu enzim dapat bekerja menguraikan suatu senyawa menjadi senyawa senyawa lain, dan sebaliknya dapat pula bekerja menyusun senyawa senyawa itu menjdi senyawa semula.
l. 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).
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.
- 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)
G. KESIMPULAN
1. Faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase diantaranya :
· - Suhu: dimana enzim katalase tidak akan bekerja secara optimal pada suhu tinggi.karena kita ketahui bahwa enzim katalase akan bekerja pada suhu netral.
· - Begitu pula faktor pH. Enzim katalase akan bekerja optimal pada pH netral.
2. Enzim katalase berperan dalam menguraikan racun dari H2O2 menjadi H2O dan O2
2H2O2 à 2H2O + O2
DAFTAR PUSTAKA
“LAPORAN BIOLOGI KERJA ENZIM KATALASE” by JONI ARISANDI
http://bagongmendem.blogspot.co.id/2011/09/laporan-biologi-kerja-enzim-katalase.html
“LAPORAN BIOLOGI KERJA ENZIM KATALASE” by INEKE HARDIYANTI http://inekesyanisha.blogspot.co.id/2012/09/laporan-biologi-kerja-enzim-katalase_23.html
“LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI ENZIM KATALASE” by TUGAS SEKOLAH
http://novleexta.blogspot.co.id/2011/10/laporan-praktikum-biologi-enzim.html
“LAPORAN PRAKTIKUM ENZIM KATALASE” by IFRONIA FITRIANI
