Laporan Resmi Praktikum Biokimia Enzim Katalase [PDF]

Citation preview

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM BIOKIMIA



ENZIM KATALASE



Disusun Oleh:



1. Gahar Ajeng Prawesthi (13304241064) 2. Katon Waskito Aji



(13304241069)



3. Yustina Bangun R. W. (13304244002) 4. Hidayah Ina Qodriyani (13304244004) 5. Antika Nur Adi W.



(13304244015)



6. Rahmayanti



(13304244016)



JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2014



A. JUDUL Uji Katalase : Pengaruh Berbagai Faktor pada Aktivitas Enzim Katalase



B. TUJUAN 1. Melacak dan menunjukkan keberadaan enzim katalase dalam jaringan hewan dan tumbuhan. 2. Mengetahui pengaruh penambahan substrat pada aktivitas enzim katalase. 3. Mengetahui pengaruh pH pada aktivitas enzim katalase. 4. Mengetahui pengaruh suhu pada aktivitas enzim katalase



C. DASAR TEORI Enzim adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein, berfungsi sebagai senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi dalam suatu reaksi kimia. Enzim sangat penting dalam kehidupan, karena semua reaksi metabolisme dikatalis oleh enzim (Poedjiadi, 1994). Enzim katalase merupakan enzim perombak hidrogen peroksida yang bersifat racun dan merupakan sisa/hasil sampingan dari metabolisme. Apabila H2O2 tidak diuraikan oleh enzim ini, maka akan menyebabkan kematian pada sel-sel tumbuhan. Oleh sebab itu, enzim ini bekerja dengan merombak H2O2 menjadi substansi yang tidak berbahaya,yaitu berupa air dan oksigen. Enzim ini diproduksi oleh peroksisom.Enzim katalase termasuk ke dalam golongan enzim desmolase, yaitu enzim yang dapat memecahkan ikatan C-C atau C-N pada substrat yang diikatnya Berikut reaksi dari penguraian H2O2 oleh enzim katalase : 2H2O2 Enzim ini



2H2O + O2 mengandung empat gugus heme. Heme yang terdapat pada enzim



katalase juga terbentuk dari sebuah cincin protoporphyrin dan mengandung atom besi tunggal. Enzim yang mengandung empat gugus ini juga memiliki empat rantai polypeptide yang masing-masing bagian terdiri atas 500 lebih senyawa asam amino (Gaman, 1992). Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim menurut Poedjiadi (1994) : a. Konsentrasi enzim : pada suatu konsentrasi substrat tertentu, kecepatan reaksi bertambah dengan bertambahnya konsentrasi enzim,



b. Konsentrasi substrat : dengan konsentrasi enzim yang tetap, maka pertambahan konsentrasi substrat akan menaikan kecepatan reaksi. Akan tetapi pada batas konsentrasi tertentu, tidak terjadi kenaikan kecepatan reaksi walaupun konsentrasi substrat diperbesar. Keadaan ini telah diterangkan oleh Michaelis – Menten dengan hipotesis mereka tentang terjadinya kompleks enzim substrat c. Suhu : pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. karena enzim adalah suatu protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan kecepatan reaksinya pun akan menurun. Kenaikan suhu sebelum terjadinya proses denaturasi dapat menaikan kecepatan reaksi, d. Pengaruh pH: perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektivitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim substrat. pH rendah atau pH tinggi dapat pula menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan ini akan mengakibatkan menurunnya aktivitas enzim e. Pengaruh inhibitor: hambatan yang dilakukan oleh inhibitor dapat berupa hambatan tidak reversibel. Hambatan tidak reversibel pada umumnya disebabkan oleh terjadinya proses destruksi atau modifikasi sebuah gugus fungsi atau lebih yang terdapat pada molekul enzim. Hambatan reversibel dapat berupa hambatan bersaing atau hambatan tidak bersaing. Enzim dapat mengatur reaksi tertentu sehingga dalam keadaan normal tidak terjadi penyimpangan hasil reaksinya. Enzim akan kehilangan aktivitasnya karena panas, asam dan basa kuat, pelarut organik atau apa saja yang bisa menyebabkan denaturasi protein. Enzim dinyatakan mempunyai sifat yang sangat khas karena hanya bekerja pada substrat tertentu (Girinda, 1986).



D. CARA KERJA Percobaan Katalase dan Pengaruh Penambahan H2O2



Mengambil sampel : Cacing dipotong menjadi tiga bagian (bagian anterior, abdomen, dan posterior), biji kacang hijau, kecambah muda dan kecambah tua.



Memasukkan masing-masing sampel pada tabung reaksi kemudian menambahkan H2O2 1 ml pada masing-masing tabung reaksi.



Menghubungkan masing-masing tabung reaksi dengan tabung berskala yang penuh berisi air dengan selang plastik. Tabung berskala diletakkan terbalik didalam gelas beker berisi air.



Mencatat jumlah gelembung dan melakukan tes nyala.



Setelah pengamatan gelembung kurang lebih 10 menit, pada masing-masing sampel kembali ditambahkan H2O2 1 ml. Kemudian mengamati terbentuknya gelembung dan melakukan tes nyala.



Percobaan Kerberadaan Katalase dan Pengaruh Penambahan MnO2 Mengambil sampel : Cacing dipotong menjadi tiga bagian (bagian anterior, abdomen, dan posterior), Biji kacang hijau, kecambah muda dan kecambah tua.



Memasukkan masing-masing sampel pada tabung reaksi kemudian menambahkan H2O2 1 ml pada masing-masing tabung reaksi.



Menghubungkan masing-masing tabung reaksi dengan tabung berskala yang penuh berisi air dengan selang plastik. Tabung berskala diletakkan terbalik didalam gelas beker berisi air.



Mencatat jumlah gelembung dan melakukan tes nyala.



Setelah pengamatan gelembung kurang lebih 10 menit, pada masing-masing sampel ditambahkan MnO2 1 sendok. Kemudian mengamati terbentuknya gelembung dan melakukan tes nyala.



Percobaan pengaruh pH terhadap Aktivitas Katalase Mengambil sampel : Cacing dipotong menjadi tiga bagian (bagian anterior, abdomen, dan posterior), biji kacang hijau, kecambah muda dan kecambah tua.



Memasukkan masing-masing sampel pada tabung reaksi kemudian menambahkan H2O2 1 ml pada masing-masing tabung reaksi.



Menambahkan HCl (pH 1) dan NaOH (pH 9) pada masing-masing tabung



Menghubungkan masing-masing tabung reaksi dengan tabung berskala yang penuh berisi air dengan selang plastik. Tabung berskala diletakkan terbalik didalam gelas beker berisi air.



Mencatat jumlah gelembung dan melakukan tes nyala.



Percobaan Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Katalase Mengambil sampel : Cacing dipotong menjadi tiga bagian (bagian anterior, abdomen, dan posterior), biji kacang hijau, kecambah muda dan kecambah tua.



Memasukkan masing-masing sampel pada tabung reaksi kemudian dimasukkan kedalam air es (untuk perlakuan suhu 50C) dan masukkan kedalam waterbath (perlakuan suhu 810C). Dilakukan bergantian untuk masing-masing perlakuan.



Memasukkan masing-masing sampel pada tabung reaksi kemudian menambahkan H2O2 1 ml pada masing-masing tabung reaksi.



Menghubungkan masing-masing tabung reaksi dengan tabung berskala yang penuh berisi air dengan selang plastik. Tabung berskala diletakkan terbalik didalam gelas beker berisi air.



Mencatat jumlah gelembung dan melakukan tes nyala.



E. HASIL Table Hasil Percobaan Enzim Katalase Sampel Organisme Bagian/Fase



Perlakuan penambahan H2O2 H2O2 H2O2+ H2O2 Jumlah Nyala Jumlah Nyala Gelembung Api Gelembung Api



149 +++ 250 ? Anterior Cacing Posterior 50 +++ 228 ? Abdomen 73 ++ 180 ? Biji 28 +++ 25 ? Kecambah Muda 18 +++ 20 ? Tua 21 ++ 26 ? Tabel 1. Keberadaan Katalase dan Pengaruh Penambahan H2O2 pada Katalase



Sampel Organisme Bagian/Fase



Perlakuan penambahan MnO2 H2O2 H2O2+MnO2 Jumlah Nyala Jumlah Nyala Gelembung Api Gelembung Api Anterior 73 ++ 0 Cacing Posterior 48 +++ 14 +++ Abdomen 81 +++ 0 Biji 44 ++ 77 +++ Kecambah Muda 56 + 22 ++ Tua 72 + 94 ++ Tabel 2. Keberadaan Katalase dan Pengaruh Penambahan MnO2 pada Katalase



Sampel Organisme Bagian/Fase



Cacing



Kecambah



9



Jumlah Nyala Jumlah Nyala Gelembung Api Gelembung Api Anterior 65 +++ 64 +++ Posterior 62 ++ 60 +++ Abdomen 57 ++ 63 +++ Biji 21 + 5 + Muda 146 +++ 52 +++ Tua 124 ++ 24 ++ Tabel 3. Pengaruh pH pada Aktivitas Enzim Katalase



Sampel Organisme Bagian/Fase



Cacing



pH 1



Anterior Posterior



Suhu o



5C Jumlah Gelembung 166 10



Nyala Api + ++



81 oC Jumlah Nyala Gelembung Api 0 0 -



Abdomen 34 + 0 Biji 17 + 0 Muda 60 + 0 Tua 41 + 0 Tabel 4. Pengaruh Suhu pada Aktivitas Enzim Katalase



Kecambah



-



F. PEMBAHASAN Pada kegiatan topik pertama yang bertujuan mengetahui pengaruh penambahan H2O2 dan substrat H2O2 pada aktivitas enzim katalase, di dapatkan hasil pada percobaan menggunakan jaringan hewan yaitu cacing. Dari percobaan pada cacing yang ditambahkan H2O2, terdapat sejumlah gelembung muncul. Ketika gelembung sudah tidak muncul lagi, kemudian ditambahkan 1 ml H2O2. Setelah penambahan 1 ml H2O2 gelembung dalam tabung reaksi menjadi lebih banyak. Saat di tes nyala menghasilkan hasil yang positif. Begitu pula pada percobaan menggunakan jaringan tumbuhan yaitu biji Kacang hijau, biji kacang hijau yang ditambah H2O2 terdapat gelembung muncul. Ketika gelembung sudah tidak muncul lagi, kemudian ditambahkan 1 ml H2O2. Setelah penambahan 1 ml H2O2 ternyata gelembung yang muncul lebih sedikit dan saat di tes nyala menghasilkan hasil yang positif. Namun, pada percobaan kecambah yang ditambah H2O2, didapatkan jumlah gelembung lebih sedikit daripada ketika ditambahkan 1 ml H2O2. Setelah penambahan 1 ml H2O2 di dapatkan jumlah gelembung yang lebih banyak dan saat di tes nyala menghasilkan hasil yang positif. Grafik Hubungan Penambahan Substrat H2O2 300 250 200 150



H2O2



100 50 0



H2O2+ H2O2



Grafik 1. Keberadaan Katalase dan Pengaruh Penambahan H2O2 pada Katalase



Dari percobaan tersebut, dapat dilihat munculnya gelembung. Banyaknya gelembung merupakan tanda dari adanya enzim katalase yang dapat menguraikan H2O2.



Semakin banyak gelembung yang terbentuk maka semakin banyak dan cepat pula aktifitas enzimnya. Enzim katalase akan menguaraikan H2O2, menjadi air (H2O) dan oksigen (O2). Penguraian menjadi dapat di lihat tandanya dengan timbulnya gelembung. Timbulnya hasil positif terhadap tes nyala juga bisa menjadi indikator bahwa oksigen di hasilkan pada percobaan ini. Dari hasil di atas dapat kita lihat bahwa Enzim katalase tetap bekerja pada jaringan hewan maupun tumbuhan, dan tetap bekerja saat setelah di tambahkan H2O2, namun terjadinya gelembung lebih banyak pada jaringan hewan. Pada percobaan selanjutnya adalah penambahan MnO2 yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan MnO2 dan substrat pada aktivitas enzim katalase. Pada pengujian pada bagian tubuh cacing + MnO2 + H2O2, ternyata tidak di dapatkan jumlah gelembung satupun dan setelah dilakukan tes nyala api hasilnya adalah negatif, dimana bara api padam setelah berada dalam tabung reaksi. Dan pada saat pengujian menggunakan sampel biji kacang hijau + MnO2 + H2O2, mengalami peningkatan jumlah gelembung dan saat di uji nyala api menghasilkan hasil yang positif. Selanjutnya pada percobaan kedua pada kecambah muda+ MnO2 + H2O2, di dapatkan penurunan jumlah gelembung dari saat belum ditambahkan MnO2 dan ketika di lakukan pengujian nyala api menghasilkan hasil yang positif. Grafik Hubungan Penambahan Substrat MnO2 80 60 40



H2O2



20



H2O2+ MnO2



0



Grafik 2. Keberadaan Katalase dan Pengaruh Penambahan MnO2 pada Katalase



Berdasarkan data sebelum penambahan MnO2 dan sesudah penambahan terjadi perbedaan jumlah gelembung yang dihasilkan juga volumenya, pada cacing bagian abdomen dan anterior tidak terdapat gelembung setelah penambahan MnO2 dan pada saat pengujian pada cacing bagian posterior gelembung yang dihasilkan lebih sedikit



dibanding sebelum ditambahkan MnO2 sebanyak 14 gelembung, hal tersebut membuktikan bahwa dengan penambahan MnO2 akan mempengaruhi kerja enzim katalase. Terlihat juga pada tumbuhan kacang hijau, gelembung yang dihasilkan juga berbeda sebelum dan sesudah penambahan MnO2 hal tersebut juga membuktikan bahwa adanya MnO2 akan mempengaruhi kerja enzim. Percobaan ini sesuai dengan teori yang menyebutkan bahwa kerja enzim dipengaruhi oleh PH, suhu, konsentrasi enzim, konsentrasi substrat. Dan disini MnO2 sebagai salah satu jenis substrat dan penambahan MnO2 pada enzim akan mempengaruhi kerja enzim. Selanjutnya untuk mengetahui pengaruh pH terhadap aktivitas enzim katalase maka perlakuan diberikan dengan perbedaan besarnya pH, sehingga diperoleh pH masing-masing pH 1, pH 7, dan pH 9. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat dilihat pada grafik hubungan antara pH dengan kerja enzim katalase. Pada pH 1 yang bersifat asam volume gelembung yang dihasilkan sedikit begitu juga pada pH 9 yang bersifat basa volume gelembung yang dihasilkan pun sedikit. Hal ini karena enzim terdenaturasi atau mengalami kerusakan pada pH yang ekstrim yaitu pH yang terlalu tinggi atau basa dan pH terlalu rendah atau asam. Sedangkan pada pH 7 atau pH netral volume gelembung yang dihasilkan maksimal atau banyak. Hal ini menunjukkan bahwa enzim katalase bekerja secara optimal pada pH 7. Percobaan ini sesuai dengan teori. Grafik Pengaruh pH terhadap Aktivitas Katalase 160 120 80 1



40



7



0



9



Grafik 3. Pengaruh pH pada Aktivitas Enzim Katalase



Menurut Poedjiadi (1994), perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektivitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim substrat. pH rendah atau pH tinggi dapat pula menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan ini akan mengakibatkan menurunnya aktivitas enzim Enzim katalase dapat berkerja dengan baik



hanya pada pH optimum atau netral yaitu pH 7. Jika pada larutan asam, maka enzim katalase akan rusak dan tidak dapat bekerja. Jika pada basa pun enzim akan kehilangan keefektivitasan kerjanya. Namun pada suasana asam lebih merusak enzim katalase dari pada suasana basa. Percobaan terakhir adalah untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim katalase. Dalam percobaan ini digunakan suhu 5°C, 25°C, dan 81°C. Kecenderungan semakin tinggi suhu aktivitas katalase makin menurun. Dari percobaan yang telah dilakukan, terlihat dari grafik jika semakin tinggi suhu, aktivitas enzim katalase semakin menurun. Terutama jika suhu itu sangat tinggi (di atas 70°C) maka yang terjadi adalah tidak adanya aktivitas enzim sama sekali, bias dilihat dari jumlah gelembung yang muncul adalah nol, tidak muncul gelembung sama sekali. Sedangkan pada suhu rendah (5°C) aktivitas enzim berlangsung sangat lambat. Grafik Pengaruh Suhu pada Aktivitas Katalase 160 120 80 5



40



25



0



81



Grafik 4. Pengaruh Suhu pada Aktivitas Enzim Katalase



Hal ini sesuai dengan Poedjiadi (1994) bahwa pada suhu yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat, namun karena enzim adalah suatu protein, pada suhu tertentu (maksimum) justru dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan kecepatan reaksinya pun akan menurun. Kenaikan suhu sebelum terjadinya proses denaturasi dapat menaikan kecepatan reaksi, yang mengatakan bahwa semakin tinggi suhu makin tinggi pula aktivitas enzim yang terjadi. Perbedaan ini dapat disebabkan karena waktu percobaan yang dilakukan berbeda antara perlakuan satu dengan yang lain.



G. KESIMPULAN Aktivitas enzim katalase dapat dipengaruhi oleh beberapa factor, yaitu konsentrasi substrat, pH, dan suhu. 1. Pada jaringan hewan dan tumbuhan terdapat enzim katalase yang ditunjukkan adanya gelembung saat pada jaringan hewan maupun tumbuhan ditambahkan H2O2. 2. Penambahan substrat pada aktivitas enzim katalase akan menyebabkan reaksi berlangsung lebih cepat, namun pada konsentrasi tertentu katalase akan mengalami titik jenuh dan tidak terdapat peningkatan kecepatan reaksi. 3. Aktivitas enzim katalase bekerja dengan maksimal pada pH optimal yaitu pH 7 atau pH netral. 4. Enzim katalase dapat bekerja pada suhu optimum, jika pada suhu rendah, reaksi akan berlangsung lambat, namun jika suhu terlalu tinggi maka enzim justru terdenaturasi.



H. DAFTAR PUSTAKA Gaman, M. 1992. Ilmu Pangan, Penghantar Ilmu Pangan, Nutrisi dan Mikrobiologi. Edisi II. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Girindra, A. 1986. Enzim dalam Biokimia 1. Jakarta: Gramedia. Poedjiadi. (1994). Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : UI Press.