Cara kerja enzim katalase docx

LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI

KERJA ENZIM KATALASE

Disusun oleh:

Nama

: Firarizqy Candradari Agfa

No. Urut

: 17

Kelas

: XII IPA-2

SMA NEGERI 1 KOTA MUNGKID

Tahun Ajaran 2013 / 2014

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Metabolisme merupakan suatau reaksi kimia yang terjadi didalam tubuh makhluk hidup. Reaksi metabolisme tersebut dimaksudkan untuk memperoleh energi, menyimpan energi, menyusun bahan makanan, merombak bahan makanan, memasukkan atau mengeluarkn 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 - zat atau senyawa - senyawa baik yang sifatnya menghambat (inhibitor), atau mempercepat reaksi (aktivator).Senyawa – senyawa yang mempercepat suatu reaksi dikenal dengan sebutan katalisator.

Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi.Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah.Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi.

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

Enzim yang tersusun 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 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(sample).

B. Tujuan Penelitian

Mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase dan hasil penguraiannya.

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 derajat 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 ektrak hati ayam

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

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.

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Metode Penelitian

Metode yang kami pergunakan dalam meguji cara kerja enzim katalase adalah metode eksperimen.

B. Tempat Penelitian

Kami melakukan percobaan ini di Laboratorium Biologi SMA Negeri 1 Kota Mungkid.

C. Waktu Penelitian

Percobaan dilaksankan pada pukul 12.00 WIB hari Kamis, 12 September 2013.

D. Alat dan Bahan

1. Rak dan 5 tabung reaksi 2. Pipet tetes

3. Pembakar spiritus

4. Lidi dan korek api 5. Hati Ayam

6. Larutan HCL 5%

7. Larutan NaOH 5%

8. Larutan H2O2 25% 9. Es batu

10. Kaki 3

E. Langkah Kerja

1. Menyiapkan tabung reaksi A, B, C, D, dan E.

2. Mencincang hati ayam dengan pisau / cuter / silet sehingga menjadi potongan kecil-kecil kemudian menambahkan beberapa tetes air agar mudah dimasukkan ke dalam tabung.

3. Mengisi tabung reaksi masing-masing tabung A, B, C, D, dan E dengan cincangan hati ayam

hingga ketinggian 1,5 cm.

4. Mendinginkan lebih dahulu hati ayam pada tabung E pada es batu.

5. Memanaskan lebih dahulu hati ayam pada tabung Dpada air mendidih kemudian di dinginkan.

6. Melakukan urutan langkah pengujian sebagai berikut:

a. Tabung A + 6 tetes H2O2 dan segera menutupnya dengan ibu jari kanan dan mengamati kemunculan gelembung gas. Membuka dengan segera ibu jari dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.

b. Tabung B + 10 tetes NaOH baru kemudian + 6 tetes H2O2 dan segera menutupnya dengan ibu

jari kanan kemudian mengamati kemunculan gelembungg gas, Membuka dengan segera ibu jari dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.

c. Tabung C + 10 tetes HCl + 6 tetes H2O2 dan segera menutupnya dengan ibu jari kanan

kemudian mengamati kemunculan gelembungg gas. Membuka dengan segera ibu jari dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.

d. Tabung D + 6 tetes H2O2 dan segera menutupnya dengan ibu jari kanan dan mengamati

kemunculan gelembung gas. Membuka dengan segera ibu jari dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.

e. Tabung E + 6 tetes H2O2 dan segera menutupnya dengan ibu jari kanan dan mengamati kemunculan gelembung gas. Membuka dengan segera ibu jari dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.

7. Mengisikan hasil percobaan pada tabel pengamatan

BAB IV

HASIL PENGAMATAN

Tabel Pengamatan

Larutan Ektrak hati + H2O2 Keterangan

Gelembung Nyala Api

Netral +++ Nyala terang

Asam - Padam

Basa ++ Tetap

Didinginkan +++ Nyala terang

Keterangan :

+ + + = banyak gelembung

+ + = gelembungnya sedang

+ = sedikit gelembung

- = tidak ada gelembung

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 :

2H2O2 -> 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 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 NaOH dan H2O2

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

3. Ekstrak ditambah HCl dan H2O2

4. 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.

5. Ekstrak dimasukkan kedalam Es di tambah H2O2

Ekstrak yang dimasukkan kedalam es kemudian ditambah H2O2, ternyata menimbulkan gelembung udara sangat banyak saat bara api di masukkan ke dalamnya, dan juga menimbulkan nyala api terang.

BAB VI 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

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.

2. Dibutuhkan alat – alat yang lebih lengkap agar data hasil percobaan kami lebih akurat.

BAB V

PERTANYAAN

1. Bagaimanakah sifat H2O2?

H2O2 besifat korosif dan sangat berbahaya bagi tubuh karena mengandung bahan-bahan anorganik yang tidak dibutukan bagi tubuh.

Karena hati adalah organ tubuh yang banyak mengandung enzim katalase yang dapat

nengubah H2O2 menjadi 2 H2O dan O2 yang tidak berbahaya bagi tubuh. Gelembung yang 

timbul ke atas saat di beri H2O2  membuktikan adanya O2 oleh karena itu saat gelembung pecah ke atas di beri bara api untuk memperjelas keberadaan nya. Sedangkan H2O sudah terlihat saat  memisahkan diri dari hati ayam yang akan terlihat pada lapisan di atas hati ayam pada tabung  reaksi.

3. Apa yang anda ketahui tentang katalase, dimanakah dibuat dalam sel?

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.Enzim katalase dihasilkan di bagian mikro tepatnya peroksisom.

4. Gelembung gas apakah yang terbentuk? tuliskan reaksi penguraiannya!

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 sebagaiberikut.

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

2e-5. Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kerja 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

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.

c. Suhu

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.

Kenaikan suhu sebelum terjadinya proses denaturasi dapat menaikkan kecepatan reaksi. Peningkatan suhu meningkatkan reaksi enzim yang terkatalisis dan yang tidak terkatalisis dengan cara meningkatkan energi kinetic dan frekuensi tubrukan dari besarnya molekul.

Bagaimanapun energy panas dapat meningkatkan energy kinetic dari enzim ke titik yang mana kelebihan energy pelindung untuk dapat mengganggu interaksi non-kovalen yang berfungsi mengatur struktur tiga dimensi dari enzim.Cincin polipeptida kemudian mulai terbuka atau terdenaturasi, yang disertai dengan pengurangan kecepatan dari aktivitas katalisis.Pada temperatur tertentu sebuah enzim berada dalam keadaan stabil, konformasi, kompetensor katalisis tergantung suhu normal sel, yang mana enzim itu berada.Enzim pada umumnya stabil pada temperatur 45-55oC.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 100oC.

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.

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,

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.

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.

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.

DAFTAR PUSTAKA

1. Chambell jilid 3

2. Buku Biologi Kelas XII. Erlangga

3. www.himawari.blogspot.com