Laporan Praktikum Enzim Katalase

BAB I

PENDAHULUAN

1.1    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.

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 ataupun produk. 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).

1.2 Tujuan

1.      Mengetahui factor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase.

2.      Mengetahui fungsi enzim katalase

3.      Mengetahui pengaruh H2O2

BAB II

LANDASAN 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 (http://id.wikipedia.org).

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.

Enzim katalase termasuk enzim hidroperoksidase, yang melindungi tubuh terhadap senyawa-senyawa peroksida yang berbahaya. Penumpukan senyawa peroksida dapat menghasilkan radikal bebas, yang selanjutnya akan merusak membrane sel dan kemungkinan menimbulkan penyakit 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.

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.

BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1 Waktu dan Tempat

Rabu, 23 Agustus 2016, Lab Biologi SMAIT AL-ITTIHAD

3.2  Alat dan Bahan

1.        Tabung reaksi (7) dan rak tabung

2.        Pipet tetes

3.        Pembakaran spirtus

4.        Kati tiga dan kasa

5.        Gelas kimia

6.        Termometer

7.        Lumpang dan alu

8.        Lidi

9.        Pisau

10.    Sarung tangan lateks

11.    Larutan peroksida air

12.    Hati ayam

13.    Jantung ayam

14.    H2O2 10%

15.    HCl 5%

16.    NaOH 5%

3.3 Cara Kerja

1.        Siapkan 6 tabung reaksi di dalam rak

2.        Cincanglah hati dan jantung dengan menggunakan pisau kemudian haluskan dengan menggunakan lumpang dan alu

3.        Masukkan hati yang halus ke dalam tabung 1-5 dengan ukuran 1cm

4.        Masukkan jantung ke dalam tabung 6 dengan ukuran 1 cm

5.        Buatlah rebusan air panas untuk perlakuan suhu

Perlakuan normal

1.      Persiapkan larutan H2O2 10% di dalam 2 tabung reaksi sebanyak masing-masing 1 ml ( 20 tetes )

2.      Ambil tabung 1 yang berisi hati ayam dan tabung 6 yang berisi jantung ayam

3.      Tuanglah larutan H2O2 10 % ke dalam tabung 1 dan 6 tabung secara bersamaaan. Lalu tutup dengan ibu jari

4.      Amatilah gelembung yang terjadi

5.      Uji tabung dengan menggunakan bara api yang terbuat dari lidi

6.      Masukkan bara api lidi ke dalam tabung 1 dan 6 , perhatikan apakah ada nyala api atau tidak

7.      Bandingkan banyak buih dan nyala api pada tabung 1 dan 6

8.      Catatlah pada tabel pengamatan

Perlakuan pH asam dan basa

1.   Persiapkan larutan H2O2 10% di dalam 2 tabung reaksi sebanyak masing-masing 1 ml ( 20 tetes )

2.   Ambil tabung 2 lalu tambahkan HCl 5% sebanyak 7 tetes sehingga ke adaan hati menjadi asam

3.   Ambil tabung 3 lalu tambahkan NaOH 5% sebanyak 3 tetes sehingga keadaan hati menjadi basa

4.   Tuanglah larutan H2O2 10% ke dalam tabung 2 dan 3 secara bersamaan. Lalu tutup dengan ibu jari

5.   Amatilah gelembung yang terjadi

6.   Masukkan bara api lidi ke dalam tabung 2 dan 3 , perhatikan apakah ada   nyala api atau tidak

7.   Catatlah pada tabel pengamatan

    Perlakuan suhu

1.      Persiapkan larutan H2O2 10% di dalam 2 tabung reaksi sebanyak masing-masing 1 ml ( 20 tetes )

2.      Ambil tabung 4, masukkan thermometer ke dalam tabung reaksi lalu masukkan ke dalam rebusan air

3.      Lihatlah suhunya,jika sudah mencapai 37 derejat celcius angkatlah tabung dari rebusan air

4.      Tuanglah larutan H2O2 10% ke dalam tabung lalu tutup dengan ibu jari

5.      Amatilah gelembung yang terjadi

6.      Masukkan bara api lidi ke dalam tabung 4, perhatikan apakah ada nyala api atau tidak

7.      Catatlah pada tabel pengamatan

Perlakuan substrat

1.      Persiapkan larutan H2O2 10% di dalam 2 tabung reaksi sebanyak masing-masing 2 ml ( 30 tetes )

2.      Ambil tabung 5 yang berisi hati ayam

3.      Tuanglah larutan H2O2 10% ke dalam tabung 5 lalu tutup dengan ibu jari

4.      Amatilah gelembung yang terjadi

5.      Masukkan bara api lidi ke dalam tabung 5, perhatikan apakah ada nyala api atau tidak

6.      Catatlah pada tabel pengamatan

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan:

No	Pelakuan	Keadaan setelah penambahan H2O2 pada
		Ekstrak hati		Ekstrak jantung
		Gelembung	Nyala api	Gelembung	Nyala api
1	Keadaan normal	++	++	+	+
2	Keadaan asam	+	-
3	Keadaan basa	++	-
4	Di panaskan	+++	+
5	Konsentrasi substrat	++++	+

Ket: + = Ada    ++ = Sedang     +++ = banyak    ++++ = banyak sekali     - = Tidak ada

4.2 Pertanyaan dan Pembahasan

Pertanyaan :

1.      Mengapa organ yang digunakan dalam percobaan ini harus di lumatkan?

2.      Mengapa pada ekstrak hati yang di beri H2O2 muncul gelembung udara?

3.      Apa pengaruh H2O2 terhadap jaringan bila kadarnya berlebih ?

4.      Apakah suhu dapat mempengaruhi kerja enzim katalase ? jeleskan alasan anda!

5.      Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi kerja enzim katalase ?

6.      Mengapa bara api pada lidi menyala dalam percobaan ini ! dari mana zat tersebut dihasilkan?

7.      Jelaskan fungsi enzim katalase ! dan tuliskan reaksi nya !

8.      Bagaimana hubungan hasil data pada suasana asam dan basa dalam percobaan ini dengan keadaan organisme dalam kehidupan yang sesungguhnya !

Hubungan suasana asam dan basa dalam perobaan ini dengan keadaan organisme dalam kehidupan sesunggguhnya yaitu pada pH asam/basa enzim menjadi rusak. Jadi enzim katalase hanya dapat bekerja pada pH netral

9.      Buatlah kesimpulan dari hasil percobaan tersebut !

Jawab :

1.      Agar kandungan enzim yang berada didalamnya bisa keluar dan mudah dilarutkan oleh zat pereaksi.

2.      Pada ekstrak hati yang diberi H2O2 muncul gelembung udara karena H₂O₂ yang bersifat racun diuraikan menjadi O₂ dan H₂O , jadi gelembung gas yang dihasilkan itu merupakan gas oksigen hasil penguraian H₂O₂

3.      Pengaruh H2O2 terhadap jaringan bila kadarnya berlebih adalah hidrogen peroksida akan mengakibatkan terjadinya gangguan dan mengurangi fungsi atau bahkan mematikan fungsi sel dalam proses penguraian lemak mengingat senyawa ini banyak terdapat di dalam sel yang bekerja untuk menguraikan lemak. Bila dalam tubuh tertimbun H2O2, sel-sel dalam tubuh terutama organ hati dapat rusak karena H2O2 bersifat racun dalam tubuh. Karena hidrogen peroksida dapat diubah menjadi radikal hidroksil yang dapat menyebabkan peroksidasi lipid pada membran sel sehingga terjadi kerusakan sel.Apabila hati rusak, maka hati tidak dapat menghasilkan enzim yang dapat menetralkan racun. Sehingga dapat terserang penyakit dan gangguan seperti :
a.Penyakit fibrosis ginjal progresis
b.Akatalasia, yaitu terjadinya hemolisis pada sel-sel darah merah.
c.Vitiligo, yaitu penyakit kulit yang ditandai dengan adanya makula putih yang dapat meluas di beberapa bagian tubuh.
d. Rambut beruban disebabkan tubuh terlalu banyak menghasilkan hidrogen peroksida. Senyawa ini menghalangi produksi melamin, yaitu pigmen yang memberikan warna bagi kulit dan rambut. Banyaknya senyawa hidrogen peroksida yang dihasilkan tidak seimbang dengan produksi katalase dalam tubuh.

4.      Suhu sangat berpengaruh pada kerja enzim katalase. Pada suhu yang terlalu panas/dingin enzim katalase juga rusak. Jadi enzim katalase hanya bisa bekerja pada suhu normal.

5.      Faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase adalah Suhu, 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.

6.      Bara api pada lidi menyala karena dalam percobaan tersebut menghasilkan gas O₂

7.      Enzim katalase berfungsi sebagai katalisator dalam menguraikan H2O2(hidrogen peroksida) yang bersifat racun dan menetralkannya

Bentuk reaksi kimianya adalah:

2H2O2 –> 2H2O + O2

8.      Hubungan suasana asam dan basa dalam perobaan ini dengan keadaan organisme dalam kehidupan sesunggguhnya yaitu pada pH asam/basa enzim menjadi rusak. Jadi enzim katalase hanya dapat bekerja pada pH netral

9.      Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa enzim katalase berperan dalam menguraikan racun dari H₂O₂ menjadi H₂O₂ dan O₂. Aktivitas Enzim dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut.

a)      Suhu, dimana enzim katalase tidak akan bekerja optimal pada suhu tinggi. karena kita ketahui bahwa enzim katalase akan bekerja pada suhu netral.

b)      Derajat Keasaman pH, dimana enzim katalase akan bekerja optimal pada pH netral. sedangkan pada keadaan pH < 7 (asam) dan pH > 7 (basa) tidak dapat menguraikan secara optimal.

c)      Semakin besar konsentrasi enzim katalase, maka semakin banyak molekul substrat yang dapat dipecahkan.

Semua organ dalam tubuh mengandung enzim katalase yang konsentrasi terbesarnya terdapat di hati dan dengan adanya enzim katalase yang terdapat dalam sel akan menguraikan peroksida air ini sehingga tidak merugikan sel.

 BAB V

PENUTUP

5.1  Kesimpulan

Dari hasil pengamatan dapat ditarik kesimpulan bahwa, pada percobaan ekstrak hati + H₂O₂ dan dicampurkan dengan netral, asam(HCl), basa(NaOH), dan setelah ekstrak dipanaskan, memiliki perbedaan dalam percobaan.

            Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa enzim katalase berperan dalam penguraian racun dari H₂O₂ menjadi H₂O₂ dan O₂ , Enzim katalase akan bereaksi jika ditambahkan dengan H₂O₂ sebagai substratnya. Enzim katalase tidak dapat bekerja atau bereaksi jika dalam kondisi pH yang terlalu asam atau yang terlalu basa dimana kerjanya dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu: Suhu, enzim katalase tidak akan bekerja optimal pada suhu tinggi. Perubahan  pH, enzim katalase akan bekerja optimal pada pH netral. Semakin banyak gelembung gas dan semakin terang nyala bara api berarti kerja enzim katalase akan semakin cepat dan begitu pula sebaliknya karena salah satu kerja enzim yaitu sebagai katalisator/pemercepat reaksi.

5.2                         Saran

Sebaiknya bahan-bahan yang akan digunakan disediakan terlebih dahulu sebelum praktikum, agar praktikum dapat berjalan dengan lancar. Lebih teliti dalam mengamati gelembung dan nyala api yang muncul.

 

DAFTAR PUSTAKA

Ifronia Fitriani. 2013. Laporan Praktikum Enzim Katalase. Diakses dari http://ifronia.blogspot.co.id/2013/07/laporan-praktikum-enzim-katalase.html. Tanggal akses 5 September 2016.

Tyas Fatma Pratiwi. 2014. Laporan Praktikum Biologi Enzim Katalase. Diakses dari http://tyasfatma.blogspot.co.id/2014/10/v-behaviorurldefaultvmlo.html. Tanggal akses 7 September 2016