LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA
Oleh : Farmasi A Kelompok 7 Dian Ayu
2012
Faizah Amriana
201310410311035
Cynthia Anggi P
201310410311040
Rahma Rosalina W
201310410311050
Chotijah Verial V
2013104103110
PROGRAM STUDI FARMASI FAKULTAS ILMU KESEHATAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 1
2014/2015
KATA PENGANTAR Penulis panjatkan puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMA. Dalam penulisan makalah ini penulis banyak menghadapi kesulitan dan hambatan, tetapi berkat dorongan dan dukungan dari rekan-rekan sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis sehingga penulisan makalah ini dapat diselesaikan. Akhir kata, semoga makalah ini dapat berguna bagi penulis khususnya dan para pembaca pada umumnya. Penulis menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan, dikarenakan keterbatasan pengetahuan yang penulis miliki. Oleh karena itu, kritik dan saran yang mengarah kepada perbaikan isi makalah ini sangat penulis harapkan.
Malang, 2015
Penulis
2
DAFTAR ISI
Contents KATA PENGANTAR................................................................................................... ii DAFTAR ISI............................................................................................................. 3 PENGARUH pH PADA REAKSI ENZIMATIK................................................................10 PENGARUH SUHU PADA REAKSI ENZIMATIK...........................................................17 PENGARUH MODIFIER DAN PENINGKATAN KADAR ENZIM PADA REAKSI ENZIMATIK ............................................................................................................................ 24 MEKANISME KERJA ENZIM SCHARDINGER.............................................................37
3
ENZIM I. Dasar Teori A. Pengertian enzim Enzim adalah protein yang diproduksi dari sel hidup dan digunakan oleh sel-sel untuk mengkatalisis reaksi kimia yang spesifik. Enzim memiliki tenaga katalitik yang luar biasa dan biasanya lebih besar dari katalisator sintetik. Spesifitas enzim sangat tinggi terhadap substratnya. Tanpa pembentukan produk samping enzim merupakan unit fungsional untuk metabolisme dalam sel, bekerja menurut urutan yang teratur. Sistem enzim terkoordinasi dengan baik menghasilkan suatu hubungan yang harmonis diantara sejumlah aktivitas metabolic yang berbeda (Shahib, 1992). Enzim dikatakan sebagai suatu kelompok protein yang berperan sangat penting dalam aktivitas biologis. Dalam jumlah yang sangat kecil, enzim dapat mengatur reaksi tertentu sehingga dalam keadaan normal tidak terjadi penyimpangan-penyimpangan hasil akhir reaksinya. Enzim ini akan kehilangan aktivitasnya akibat panas, asam atau basa kuat, pelarut organik, atau pengaruh lain yang bisa menyebabkan denaturasi protein. Enzim dikatakan mempunyai sifat sangat khas, karena hanya bekerja pada substratnya (Girindra, 1990). Untuk aktivitasnya kadang-kadang enzim membutuhkan kofaktor yang bisa berupa senyawa organik atau logam. Senyawa organik itu terikat pada bagian protein enzim. Bila ikatan itu lemah maka kofaktor tadi disebut co-enzim dan dan jika terikat erat melalui ikatan kovalen maka dinamakan gugus prostetis. Pada umumnya dua kofaktor itu tidak dibedakan dan disebut co-enzim saja. Apabila enzim itu terdiri dari bagian seperti yang diterangkan diatas maka keseluruhan enzim itu dinamakan holo enzim. Bagian protein dinamakan apo-enzim dan bagian non proteinnya disebut coenzim.fungsi logam pada umumnya adalah untuk memantapkan ikatan substrat pada enzim atau mentransfer electron yang timbul selama proses katalisis (Soeharsono, 1989). Enzim dalam proses metabolisme berperan sebagai biokatalis dalam setiap reaksi metabolisme yang terjadi pada setiap makhluk hidup. Dalam aktivitas enzim ini dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti konsentrasi, suhu, maupun pH. Pada kondisi yang sesuai enzim ini dapat bekerja secara optimal dalam reaksi katabolisme maupun anabolisme. Enzim dalam aktivitasnya bekerja secara spesifik terhadap substrat yang akan dikatalisisnya, dengan begitu kita akan mengetahui berapa besar aktivitas yang dilakukan. Seperti contoh adalah enzim yang bekerja untuk mendegradasi amilum adalah amilase. Enzim ini banyak terdapat
4
pada saliva, sehingga makanan yang dikunyah lama akan terasa manis, karena senyawa polisakarida akan terurai menjadi monosakarida. Salah satu enzim yang diperlukan untuk pertumbuhan adalah amilase. Amilase dapat diartikan sebagai segolongan enzim yang merombak pati, glikogen, dan polisakarida yang lain. Tumbuhan mengandung α dan ß amylase; hewan memiliki hanya α amylase, dijumpai dalam cairan pankreas dan juga (pada manusia dan beberapa spesies lain) dalam ludah. Amilase memotong rantai polisakarida yang panjang, menghasilkan campuran glukosa dan maltosa. Amilosa merupakan polisakarida yang terdiri dari 100-1000 molekul glukosa yang saling berikatan membentuk rantai lurus. Dalam air, amilosa bereaksi dengan iodine memberikan warna biru yang khas.
B. Sifat-Sifat Enzim 1. Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi. 2. Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil. 3. Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim. 4. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang. 5. Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim), 6.
contoh ektoenzim: amilase, maltase. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, meng-katalisis pembentukan dan penguraian lemak. Lipase: Lemak + H2O —————————> Asam lemak +
Gliserol 7. Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif (permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan substrat tertentu. 8. Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor.
C. Faktor – faktor yang mempengaruhi kerja enzim Konsentrasi substrat
5
Faktor pertama yang mempengaruhi kinetika enzim adalah banyaknya molekul substrat [S] yang tersedia pada suatu sistem. Dengan asumsi, Semakin tinggi konsentrasi enzim maka kerja waktu yang dibutuhkan untuk suatu reaksi semakin cepat, sedangkan kecepatan reaksi dalam keadaan konstan. Semakin tinggi konsentrasi substrat, semakin cepat kerja enzim, tapi jika kerja enzim telah mencapai titik maksimal, maka kerja enzim berikutnya akan konstans. makin banyak molekul substrat maka kemungkinan bertemunya enzim dan substrat juga akan meningkat.
Temperatur Faktor kedua yang mempengaruhi kinetika enzim adalah temperatur/suhu. Pada reaksi kimia pada umumnya, tiap kenaikan suhu sebesar 10 derajat akan diikuti dengan bertambahnya kecepatan reaksi sebesar dua kali. Hal ini terjadi karena pada suhu yang meningkat, energi kinetik antara partikel dan enzim juga akan meningkat hingga memperbesar kemungkinan bertemunya enzim dan substrat. Namun, karena seperti protein lainnya, enzim yang bersifat termolabil akan terdenaturasi pada suhu tinggi hingga kecepatan reaksi juga akan turun. Untuk enzim, suhu optimal antara 35◦ C dan 40◦ C, yaitu suhu tubuh. Pada suhu di atas dan di bawah optimalnya, aktifitas enzim akan berkurang. Di atas suhu 50◦ C enzim secara bertahap menjadi inaktif karena protein terdenaturasi. Pada suhu 100◦ C semua enzim rusak. Pada suhu yang sangat rendah, enzim tidak benarbenar
rusak
tetapi
aktivasinya
sangat
banyak
berkurang
(Gamman
&
Serrington,1994) Enzim memiliki suhu optimum yaitu sekitar 18-23C atau maksimal 40C. Karena pada suhu 45C enzim akan mengalami denaturasi karena merupakan
bentuk protein (Tranggono dan Satiadji, 1989). pH (Derajat keasaman) 6
Faktor ketiga yang mempengaruhi kinetika enzim adalah keasaman lingkungan tempat terjadinya reaksi. pH mempengaruhi kemampuan enzim berikatan dengan substrat karena perubahan pH membuat muatan side chain enzim yang bertanggung jawab dalam mengikat substrat dan memberikan energi. pH optimal enzim adalah sekitar pH 7 (netral). Akan tetapi beberapa enzim hanya beroperasi dalam keadaan asam atau alkalis. Sebagai contoh enzim pepsin yang dikeluarkan ke lambung, hanya dapat berfungsi dalam keadaan asam dengan pH optimal 2 (Gaman dan sherington, 1994). Enzim memiliki konstanta disosiasi pada gugus asam atau basa terutama pada residu terminal karboksil dan asam aminonya. Namun dalam suatu reaksi kimia , pH suatu enzim tidak boleh terlalu asam maupun terlalu basa, karena akan menurunkan kecepatan reaksi dengan terjadinya denaturasi. Sebenarnya enzim juga memiliki pH optimum tertentu, umumnya sekitar 4,5-8 dan pada kisaran pH
tersebut enzim mempunyai kestabilan yang tinggi (Williamson dan Fieser,1992). Keberadaan Aktivator Dan Inhibitor Aktivaor merupakan molekul yang mempermudah ikatan enzim antara enzim dengan dan substrat. Inhibitor merupakan molekul yang menghambat ikatan antara enzim dengan substrat.
Ada dua macam inhibitor yaitu: a. Inhibitor kompetitif adalah inhibitor yang kerjanya bersaing dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktif enzim. b. Inhibitor non kompetitif
7
Adalah inhibitor yang melekat pada tempat selain sisi aktif sehingga bentuk enzim berubah dan substrat tidak dapat melekat pada enzim (Al-hikmah,2010).
II. Prinsip Reaksi Biokimia Pati secara alami terdapat pada tumbuhan dan berfungsi untuk penyimpanan energi dalam bentuk polimer glukosa. Pada perlakuan dengan kondisi asam ataupun dengan bantuan enzim, pati dapat terhidrolisis menjadi dextrin (campuran dari polisakarida dengan titik lebur rendah, tersusun atas 3-8 unit glukosa), Maltose, dan akhirnya Dglukosa. Keberadaan pati dalam makanan dapat dideteksi dengan larutan I2. Larutan akan berubah warna menjadi biru-hitam bila mengandung pati. Pati + I2
Reaksi yang terjadi pada percobaan CH2O
H
Warna biru – hitam
CH2O O
H OH
H
O H
OH
H
H O
O H OH
H + nI2
H O
H
OH
n
8
CH2O H
CH2O O
H OH
H
H
H
O
O OH
H
I
O H OH
H
amilase
H O
H
I
OH
n
biru
CH2O H
O H OH
H + nI2
H OH
OH OH
H bening
PENGARUH pH PADA REAKSI ENZIMATIK I. Tujuan 9
Mengetahui pengaruh pH lingkungan terhadap kinerja enzim yang terkandung dalam saliva. II.
Prosedur Praktikum Alat yang digunakan : - Bejana erlenmeyer 2 buah - Pipet Volumetrik 1 buah - Tabung reaksi 5 buah - Stopwatch 1 buah Reagensia : - Larutan enzim “E” (dibuat dengan mencerkan saliva 1ml dalam 10ml air suling) - Larutan NaCl 0,9% - Larutan buffer dengan pH 5,9; pH 7; pH 8 - Larutan substrat “S” (larutan amilum solani 2%) - Larutan KI-I2 - Larutan HCl 0,05N
10
III.
Skema Kerja
11
Masing-masing kelompok melakukan percobaan pada satu pH tertentu (5,9; 7; dan 8) Disiapkan 5 buah tabung reaksi bersih diberi tanda 0', 5', 10', 15' dan 20' disiapkan bejana erlenmeyer dan pipet volumetrik. diambil 15ml larutan dapar sesuai pH yang ditentukan ditambahkan 10ml larutan "s" dan 6ml larutan NaCl 0,9% dan masukkan ke erlenmeyer Goyangkan erlenmeyerr beberapa detik dengan gerakan memutar agar isinya tercampur rata. Isilah masing-masing tabung dengan 10ml larutan HCl 0,05 N Ambil 1ml larutan dari erlenmeyer masukkan tabung ke 0', campur dengan membolak-balikkan tabung dengan menyumbat ibu jari diujung botol disiapkan stopwatch diambil 1ml enzim dimasukkan dalam campuran yang berada dalam erlenmeyer jalankan stopwatch tepat saat enzim dimasukkan. goyangkan dengan gerakan memutar, lalu diamkan diatas meja. menjelang menit ke-5 ambil 1ml larutan dalam erlenmeyer, tepat pada menit ke 5 masukkan larutan ke tabung 5' campur larutan dengan kocok dengan membalikkan tabung yang disumbat ibu jari lakukan prosedur diatas untuk tabung 10', 15', 20'. setelah semua selesai, masukkan pada masing-masing tabung larutan KII2 5 menit kemudian, amati semua larutan di spektro, catat absorbansinya Hitung % substrat tercerna pada menit ke 0,5,10,15 dan 20. dibuat grafik dari hasil absorbansi diatas.
12
Rumus perhitungan persentase substrat yang dicerna pada menit t (persentase substrat semula – persentase substrat yang tersisa pada menit t). ATt ATo
Persentase substrat yang dicerna pada menit t = 100% -
x 100%
Keterangan : ATt = absorbance larutan pada menit ke t ATo = absorbance larutan pada menit ke 0 IV.
Data Hasil Pengamatan
Berikut data hasil praktikum uji pengaruh berbagai pH dengan reaksi enzimatik pada pH 5,9 (Kelompok I dan II) Waktu t’
Data absorbance
% substrat yang tercerna
Rata-rata % substrat
I
II
I
II
yang
0’
2,357
1,876
0
0
tercerna 0
5’
2,311
1,653
1,95
11,89
6,92
10’
2,270
1,688
3,69
10,02
6,86
15’
2,197
1,658
6,79
11,62
9,205
20’
1,918
1,635
18,63
12,85
15,74
Kurva kerja enzim pada pH 5,9
Rata-rata % substrat yang tercerna 18 16
15.74
14 12 10
Rata-rata % substrat yang tercerna
9.21
8
6.92
6
6.86
4 2 0 0 0’
5’
10’
15’
20’
Berikut data hasil praktikum uji pengaruh berbagai pH dengan reaksi enzimatik pada pH 7 (Kelompok III, IV dan VII) 13
Waktu t’
Data absorbance
% substrat yang tercerna
Rata-rata % substrat yang tercerna
III
IV
VII
III
IV
VII
0’
2,107
1,531
1,384
0
0
0
0
5’
1,927
1,649
1,685
8,54
-7,71
-21,75
-6,97
10’
2,395
1,670
1,678
-11,96
-9,080
-21,24
-14,09
15’
2,451
1,619
1,630
-16,33
-5,75
-17,77
-13,28
20’
1,909
1,599
1,610
9,40
-4,44
-16,33
-3,79
Kurva kerja enzim pada pH 7
Rata-rata % substrat yang tercerna 0 0 0’
5’
10’
15’
20’
-2 -3.79
-4 -6
Rata-rata % substrat yang tercerna
-6.97 -8 -10 -12 -14
-13.28 -14.09
-16
Berikut data hasil praktikum uji pengaruh berbagai pH dengan reaksi enzimatik pada pH 8 (Kelompok V, VI dan VIII)
14
Waktu t’
Data absorbance
% substrat yang tercerna
Rata-rata %
(%)
substrat yang tercerna (%)
III
IV
VII
III
IV
VII
0’
1,789
1,559
2,214
0
0
0
0
5’
2,232
1,673
2,552
-24,76
-7,31
-15,27
-15,78
10’
2,451
1,651
2,498
-37,00
-5,90
-12,83
-18,58
15’
2,422
1,644
2,550
-35,38
-5,45
-15,18
-18,67
20’
2,451
1,610
2,498
-37,00
-3,27
-12,83
-17,7
Kurva kerja enzim pada pH 8
15
Rata-rata % substrat yang tercerna (%) 0 0 0’
5’
10’
15’
20’
-2
-4
-6
-8 Rata-rata % substrat yang tercerna (%) -10
-12
-14
-16
-15.78
-17.7
-18 -18.58
-18.67
-20
16
V. Pembahasan Enzim merupakan substansi yang dihasilkan oleh sel-sel hidup dan berperan sebagai katalisator pada reaksi kimia yang berlangsung dalam organisme. Enzim bekerja dipengaruhi lingkungan. Salah satu yang mempengaruhi kinerja enzim adalah pH. Enzim dapat berbentuk ion positif, ion negatif atau ion bermuatan ganda (zwitter ion) . Dengan demikian perubahan pH lingkungan akan sangat berpengaruh terhadap efektivitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim dengan substrat. Selain itu, pH tinggi atau pH rendah akan menyebabkan penurunan aktivitas dan denaturasi enzim. Pada percobaan mengenai pengaruh pH terhadap aktivitas enzim, bertujuan untuk membuktikan pengaruh pH terhadap aktivitas kerja enzim, khususnya pada enzim amylase pada saliva (air liur). Salah satu tujuan enzim amylase adalah untuk mendegadrasi karbohidrat polisakarida menjadi karbohidrat monoksida, yaitu dari amilum menjadi glukosa. Enzim amilase memiliki kisaran pH optimal yaitu 5,5-6,5. Tetapi memungkinkan aktivitas maksimum enzim amilase bekerja pada pH 5,5-7,0, yaitu sesuai dengan literatur pH amilase signifikan berada diantara 5,6-7,2 (Poedjiadji,1994). Secara teori, enzim bekerja pada kisaran pH tertentu dan menunjukkan kerja maksimum pada pH optimum. Di luar pH optimum aktivitas enzim akan terganggu. Pada percobaan ini menggunakan tiga variasi pH pada subtrat, di antaranya yaitu pH 5,9; pH 7, dan pH 8. Subtrat yang dipakai dalam percobaan ini adalah larutan pati. Dari kurva yang dihasilkan, diperoleh hasil dari pH 5,9 pada menit ke 0, 5, 10, 15, dan 20 berturut-turut menunjukkan nilai yang lebih baik daripada suasana pH lainnya. Hal ini ditunjukan dengan persentase substrat yang tercerna menjadi glukosa lebih besar dari pada pH 7 dan pH 8. Hal ini dimungkinkan, pada pH 7 dan pH 8 enzim telah mengalami denaturasi sehingga menyebabkan penurunan aktivitas enzim, dibuktikan dengan hasil persentase substrat yang tercerna bernilai negatif. Secara teori, enzim amylase bekeja pada rentang pH optimum 5,6 – 7,2. Sehingga bisa dinyatakan pH optimum yang terbentuk dari percobaan ini adalah benar.Meskipun pH 7 masih termasuk dalam rentang pH optimal, tetapi pada data yang diperoleh menunjukkan nilai yang negatif. Hal ini dimungkinkan adanya kesalahan dalam pengerjaan.
Kesalahan yang terjadi dalam proses penambahan larutan enzim yang 17
kurang tepat, dimungkinkan penambahan jumlah larutan enzim yang kurang sempurna (masih kurang, akibat penetesan larutan enzim) sehingga kadar amilum yang terbentuk menjadi tinggi. VI.
Pertanyaan a. Apa fungsi penambahan dapar pada praktikum ini? Suasana yang terlalu asam atau alkalis menyebabkan denaturasi protein dan hilangnya secara total aktivitas enzim. Pada sel hidup, perubahan pH sangat kecil. Enzim hanya aktif pada kisaran pH yang sempit. Oleh karena itu media harus benar-benar dipelihara dengan menggunakan buffer (larutan penyangga). Jadi penambahan buffer dalam praktikum ini dimaksudkan untuk menjaga kestabilan enzim dalam keadaan asam atau basa dengan tidak merubah pH optimalnya.
b. Apa fungsi penambahan larutan NaCl 0,9%? Penambahan NaCl bertujuan sebagai pengaktif kerja enzim dan pati atau amilum
dimana pati ini merupakan substrat yang akan bereaksi dengan iodium membentuk kompleks biru. Saliva yang merupakan enzim amilase akan menghidrolisis pati menjadi dekstrin kemudian maltosa (disakarida) dan terhidrolisis lagi menjadi 2 molekul glukosa secara enzimatis. VII.
Kesimpulan Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa
pH optimum untuk enzim amilase adalah 5,9.
PENGARUH SUHU PADA REAKSI ENZIMATIK
18
I. Tujuan Mengetahui pengaruh suhu lingkungan terhadap kinerja enzim yang terkandung dalam saliva. II. Prosedur Kerja Alat yang digunakan : - Bejana erlenmeyer 2 buah - Pipet Volumetrik 1 buah - Tabung reaksi 5 buah - Stopwatch 1 buah Reagensia : - Larutan enzim “E” (dibuat dengan mencerkan saliva 1ml dalam 10ml air suling) - Larutan NaCl 0,9% - Larutan buffer - Larutan substrat “S” (larutan amilum solani 2%) - Larutan KI-I2 - Larutan HCl 0,05N
Rumus perhitungan persentase substrat yang dicerna pada menit t (persentase substrat semula – persentase substrat yang tersisa pada menit t). ATt Persentase substrat yang dicerna pada menit t = 100% - ATo x 100% Keterangan : ATt = absorbance larutan pada menit ke t ATo = absorbance larutan pada menit ke 0
19
Skema Kerja
20
menjelang menit ke-5 ambil 1ml larutan dalam erlenmeyer, tepat pada menit ke 5 masukkan larutan ke tabung 5' campur larutan dengan kocok dengan membalikkan tabung yang disumbat ibu jari III.
Data Hasil Pengamatan lakukan prosedur diatas untuk tabung 10', 15', 20'. Berikut data hasil praktikum uji pengaruh suhu dengan reaksi enzimatik pada suhu 00C0 semua selesai, masukkan pada masing-masing tabung larutan 5setelah C KI-I2 Waktu t’ Data absorbance % substrat yang tercerna Rata-rata 5 menit kemudian, amati semua larutan di spektro, catat absorbansinya % substrat I IV pada menit I IV Hitung % substrat tercerna ke 0,5,10,15 dan yang 20. tercerna 0’ 2.872 1.786dari hasil 0 %absorbansi 0 %diatas. 0% dibuat grafik 5’ 2.635 1.670 8.25% 6.49 % 7.37%
10’
2.635
1.621
8.25%
9.23%
8.74%
15’
2.635
1.632
8.25%
8.62%
8.43%
20’
2.591
1.637
9.78%
8.34%
9.06%
Kurva kerja enzim pada suhu 00C-50C 10% 8.74%
9% 8%
9.06% 8.43%
7.37%
7% 6% % substrat terlarut
5% 4% 3% 2% 1% 0.00% 0% 0'
5'
10'
15'
20'
waktu (menit)
Berikut data hasil praktikum uji pengaruh suhu dengan reaksi enzimatik pada suhu 270C
21
Waktu t’
Data absorbance
% substrat yang tercerna
Rata-rata %
(%)
substrat yang tercerna (%)
II
V
VII
II
V
VII
0’
2.635
1.954
2.635
0
0
0
0
5’
1.356
1.503
2.081
48.53
23.08
21.02
30.87
10’
0.202
0.728
0.309
92.33
62.72
88.27
81.10
15’
0.048
0.269
0.343
98.17
86.23
86.98
90.46
20’
1.024
0.102
0.190
99.089
94.78
92.79
95.55
Kurva kerja enzim pada suhu 270C 120% 100%
90.46%
95.55%
81.10% 80%
% substrat terlarut
60% 40%
30.87%
20% 0.00% 0% 0'
5'
10'
15'
20'
Waktu (menit)
22
Berikut data hasil praktikum uji pengaruh suhu dengan reaksi enzimatik pada suhu 600C Waktu t’
Data absorbance
% substrat yang tercerna
Rata-rata %
(%)
substrat yang tercerna (%)
III
VI
VIII
III
VI
VIII
0’
2.635
1.853
2.799
0%
0%
0%
0%
5’
0.211
1.606
2.441
91.99%
12.79%
39.37%
10’
0.053
0.377
0.322
97.98%
88.5%
88.71%
15’
0.013
0.150
0.130
99.50%
95.58%
95.58%
20’
0.013
0.007
0.060
99.50%
13.33 % 79.65 % 91.90 % 99.62 %
97.86%
98.99%
Grafik substrat terlarut
23
120%
95.58%
100% 88.71% 80%
% substrat terlarut
60%
40%
39.37%
20%
0.00% 0% 0'
5'
10'
15'
Waktu (menit)
IV.
Pembahasan Suhu rendah mendekati titik beku tidak merusak enzim, namun enzim tidak dapat
bekerja. Dengan kenaikan suhu lingkungan, enzim mulai bekerja sebagian dan mencapai suhu maksimum pada suhu tertentu. Bila suhu ditingkatkan terus, jumlah enzim yang aktif akan berkurang karena mengalami denaturasi. Kecepatan reaksi enzimatik mencapai puncaknya pada suhu optimum. Enzim dalam tubuh manusia mempunyai suhu optimum sekitar 37° C. Sebagian besar enzim menjadi tidak aktif pada pemanasan sampai ± 60° C, karena terjadi denaturasi( Hafiz Soewoto,2000) .
24
Suhu campuran reaksi juga berpengaruh terhadap laju reaksi enzimatik. Jika reaksi tersebut dilangsungkan dalam berbagai suhu, kurva hubungan tersebut akan menunjukkan suhu tertentu, yang menghasilkan laju reaksi yang maksimum. Dengan demikian, dalam hal ini juga ada kondisi optimum yang disebut sebagai suhu optimum. Pada prakteknya aktivitas enzim diukur pada berbagai suhu(sebagai contoh antara 0 0C-600C). Umumnya semakin tinggi temperatur semakin naik laju reaksi yang tidak dikatalis maupun yang dikatalis oleh enzim. Makin besar perbedaan suhu reaksi dengan suhu optimum, makin rendah pula laju reaksinya. Akan tetapi, keadaan yang menyebabkan rendahnya suhu di luar suhu optimum berbeda antara suhu yang lebih rendah dengan suhu yang lebih tinggi. Pada suhu yang lebih rendah penyebab kurangnya laju reaksi enzimatik yaitu kurangnya gerak termodinamik, yang menyebabkan kurangnya tumbukan antara molekul enzim dengan substrat. Jika kontak antara kedua jenis molekul itu tidak terjadi, kompleks ES tidak terbentuk. Padahal kompleks ini sangat penting untuk mengolah S menjadi P. Oleh karena itu, makin rendah suhu, gerak termodinamik tersebut akan makin berkurang. Pada daerah suhu yang lebih tinggi gerak termodinamik akan lebih meningkat, sehingga tumbukan antara molekul akan lebih sering. Akan tetapi laju reaksi tidak terus meningkat, melainkan malah menurun dengan cara yang lebih kurang sebanding dengan selisih nilai dan suhu optimum. Dalam peningkatan suhu ini, selain gerak termodinamik meningkat, molekul protein enzim juga mengalami denaturasi, sehingga bangun tiga dimensinya berubah secara bertahap. Jika suhu jauh lebih tinggi dari suhu optimum, maka makin besar deformasi struktur tiga dimensi tersebut dan makin sukar bagi substrat untuk menempati secara tepat di bagian aktif molekul enzim. Akibatnya, kompleks E-S akan sukar terbentuk, sehingga produk juga makin sedikit.
V. Pertanyaan 1 Digunakan sebagai apa suhu pada praktikum hari ini? Digunakan sebgai kontrol dan mengetahui mana suhu yang dapat mempengaruhi 2 VI.
enzim dalam tubuh Apa fungsi HCl 0.005 N? Sebgai inhibitor enzim (penghambat) Kesimpulan Dari hasil praktikum ini bisa dikatakan bahwa pada suhu 00C-50C enzim masih
dalam kondisi non aktif sehingga % substrat yang terlarut juga masih sedikit. Dalam suhu 25
270C kerja enzimsemakin meningkat karena dilihat dari kenaikan % substrat yang signifikan pada suhu 500C-600C enzim mengalami denaturasi sebab mengalami pemanasan.
PENGARUH MODIFIER DAN PENINGKATAN KADAR ENZIM PADA REAKSI ENZIMATIK I. Tujuan Mengetahui pengaruh modifier dan peningkatan kadar enzim pada reaksi enzimatik. II. Prosedur Kerja Alat yang digunakan : - Bejana erlenmeyer 2 buah - Pipet Volumetrik 1 buah - Tabung reaksi 5 buah - Stopwatch 1 buah Reagensia : - Larutan enzim “E” (dibuat dengan mencerkan saliva 1ml dalam 10ml air suling) 26
- Larutan NaCl 0,9% - Larutan buffer - Larutan substrat “S” (larutan amilum solani 2%) - Larutan KI-I2 - Larutan HCl 0,05N Skema kerja
Masing-masing kelompok dibagi menjadi 3A1 dan 3A2
Beth percobaan kelompok 3A1 dan 3A2 terletak pada tahap ke-5 dan 9 percobaan (lihat tahap 5 dan 9 di bawah ini).
Disiapkan 5 buah tabung reaksi bersih diberi tanda 0', 5', 10', 15' dan 20'
disiapkan bejana erlenmeyer dan pipet volumetrik.
27
Kelompok 3A1, masukkan 15ml larutan dapar (pH 6.5). 3ml larutan “S” dan 6ml aquadest kedalam Erlenmeyer. Goyangkan Erlenmeyer beberapa detik dengan gerakan memutar agar isinya tercampur rata.
Kelompok 3A2 : masukan 15ml larutran dapar (PH 6.5). 3ml larutan “S” dan 5ml aquadest kedalam Erlenmeyer. Goyangkan Erlenmeyer beberapa detik dengan gerakan memutar agar isinya tercampur rata.
Isilah masing-masing tabung reaksi dengan 10ml larutan HCl 0.05 N Ambil dengan pipet 1ml campuran larutan dan labu Erlenmeyer dan masukan kedalam tabung reaksi yang bertanda 0’, campurlah isinya dengan beberapa kali membalikan tabung yang disumbat ibu jari tangan.
Siapkan stopwatch.
Kelompok 3A1 : pipetlah 1ml enzim dan tambahkan kedalam campuran larutan yang berada didalam Erlenmeyer. Jalankan stopwatch tepat pada saat enzim dimasukkan kedalam Erlenmeyer. Goyangkan Erlenmeyer beberapa detik dengan gerakan memutar agar enzim tercampur rata dalam larutan. Setelah itu Erlenmeyer jangan digoyangkan lagi (diamkan diatas meja).
Kelompok 3A2 : pipetlah 2ml enzim dan tambahkan kedalam campuran larutan yang berada didalam Erlenmeyer. Jalankan stopwatch tepat pada saat enzim dimasukkan kedalam Erlenmeyer. Goyangkan Erlenmeyer beberapa detik dengan gerakan memutar agar enzim tercampur rata dalam larutan. Setelah itu Erlenmeyer jangan digoyangkan lagi (diamkan diatas meja).
Kira-kira setengah menit menjelang menit ke-5 ambilah dengan pipet 1ml larutan dengan labu Erlenmeyer. Tepat pada menit ke-5 masukkan cairan dalam pipet tersebut kedalam tabung reaksi bertanda 5’, campurlah isinya dengan beberapa kali membalikkan tabung yang disumbat dengan ibu jari tangan.
Lakukan kembali prosedur seperti tahap 10 sekitar menit ke-10,15,20 dengan memasukkan cairan dari dalam piper kedalam tabung reaksi bertanda 10,15,20 dan mencampurkannya dengan membalik-balikkan tabung.
28
Stelah semua selesai, tambah 1ml larutan KI- I₂ dan buret kedalam tabung reaksi. Campur merata dengan membalikkan beberapa kali tabung reaksi yang disumbat ibu jari tangan.
Kira-kira 15 menit setelah penambahan KI- I₂, bacalah absorbansi larutan yang ada dalam masing-masing tabung reaksi.
Dari nilai absorbansi yang terbaca, hitunglah persen substrat yang tercerna pada menit ke 0,5,10,15 dan 20 dengan rumus.
Runutlah nilai presentase substrat yang dicerna pada ordinat grafik yang menghubungkannya dengan lama berlangsungnya reaksi (T) pada absisnya kurva yang terbentuk disebut progrescurve.
Bandingkanlah kinerja enzim pada percobaan yang dilakukan kelompok 3A1,3A2,3B1 dan 3B2 dan buatlah analisis mengapa demikian
Rumus perhitungan persentase substrat yang dicerna pada menit t (persentase substrat semula – persentase substrat yang tersisa pada menit t). ATt Persentase substrat yang dicerna pada menit t = 100% - ATo x 100% Keterangan : ATt = absorbance larutan pada menit ke t ATo = absorbance larutan pada menit ke 0
29
III. HASIL DAN DATA PENGAMATAN
Data kelompok 1,2,3, dan 4
t ke
Absorbansi
% Substrat yang dicerna
0’
I 2.515
II 2.391
III 2.333
IV 1.761
0%
0%
0%
0%
5’
2.357
2.451
2.382
2.206
6.28%
-8.88%
-2.100%
-25.27%
10’
2.322
2.151
2.382
1.317
7.67%
4.18%
-2.100%
25.21%
15’
2.100
1.039
3.051
0.481
16.50%
53.88%
-5.26%
71.69%
20’
1.565
0.380
2.422
0.08
37.77%
33.12%
-3.31%
95.40%
I
II
III
IV
Kurva perbandingan Data 1 dan Data 2 100.00% 83.12%
80.00%
60.00%
53.84% Data 1 37.77% Column1
40.00%
20.00%
16.50% 7.67% 4.18%
6.28% 0.00% 0.00% 0'
5'
10'
-8.88%
15'
20'
-20.00%
Data kelompok 5, dan 6 t ke-
Absorbansi V
% Substrat yang dicerna
VI
V
VI
Rata-rata % Substrat tercerna
0’
1.720
1.709
0%
0%
0%
5’
1.743
1.755
-1.34%
-269%
-2.02%
10’
1.789
1.764
-4.01%
-3.22%
-3.02%
15’
1.761
1.810
-2.38%
-5.91%
-4.15%
20’
1.786
1.717
-3.84%
-0.97%
-2.16%
30
Kurva perbandingan data 3 dan Data 4 100.00%
95.46%
80.00% 71.69%
60.00% 40.00%
Column1 Data 3
25.21%
20.00% 0.00% 0.00% 0'
5'
-20.00%
-2.10%
-2.10% 10'
15'-5.06%
20'-3.81%
-25.27%
-40.00%
Data kelompok 7, dan 8 t ke-
0’ 5’ 10’ 15’ 20’
Absorbansi VII 1.918 1.836 1.704 1.740 1.712
VIII 1.816 1.712 1.712 1.678 1.670
% Substrat yang dicerna VII 0% 4.38% 11.16% 9.28% 10.74%
VIII 0% 5.73% 5.73% 7.60% 8.40%
Rata-rata % Substrat tercerna 0% 5.06% 8.43% 8.44% 9.39%
Kurva perbandingan 5,6 dan 7,8
31
12.00% 10.00%
9.39% 8.45%
8.00%
8.44%
6.00% 5.06% 4.00%
Data 5,6
2.00%
Column1
0.00% 0.00% 0' -2.00%
5'
10'
15'
20'
-2.02%
-2.16%
-3.02% -4.00%
-4.15%
-6.00%
Kurva Perbandingan Data 1 dan 5,6 50%
40%
37.77%
30% Data 1
20%
Column1
16.50% 10% 6.28% 0% 0.00% 0'
5' -2.02%
7.67%
10'-3.02%
15' -4.15%
20'-2.16%
-10%
Keterangan : Kelompok 1 : Aktivator (+), Inhibitor : (-), konsentrasi enzim 1ml Kelompok 2 : Aktivator (+), Inhibitor : (-), konsentrasi enzim 2ml Kelompok 3 : Aktivator (-), Inhibitor : (-), konsentrasi enzim 1ml Kelompok 4 : Aktivator (-), Inhibitor : (-), konsentrasi enzim 2ml Kelompok 5,6 : Aktivator (-), Inhibitor : (+), konsentrasi enzim 1ml Kelompok 7,8 : Aktivator (+), Inhibitor : (+), konsentrasi enzim 1ml
32
33
IV.
PEMBAHASAN Aktivitas enzim dipengaruhi oleh kadar enzim aktivitas dan kadar enzim memiliki perbandingan yang lurus. Berdasarkan data kelompok 1 yang hanya ,enggunakan altivator saja tanpa inhibitor, dengan konsentrasi enzim sebesar 1ml menunjukkan adanya peningkatan enzim dari nilai persentase substrat tercerna. Sedangkan pada kelompok 2, yang sama-sama menggunakan aktivator tanpa inhibitor, dengan konsentrasi sebesar 2ml, nilai persentase substrat tercernanya menunjukkan peningkatan yang cukup signifikan yaitu sebesar 83,12% pada menit ke 20. Pada kelompok 3 dan 4 diberikan perlakuan yang berbeda, yaitu tanpa diberikan modifiier tetapi jumlah konsentrasinya dibedakan. Kelompok 3 diberikan konsentrasi enzim sebesar 1m, sedangkan kelompok 4 sebesar 2ml. Hal ini membuktikan bahwa persentase substrat tercerna pada kelompok 3 bernilai negatif yang stabil tanpa adanya pengaruh modifier terhadap aktivitas enzim. Kadar enzim yang digunakan sangat kecil. Pada kelompok 4, data yang diperoleh menujukkan hasil yang signifikan tanpa adanya pengaruh modifier, hanya saja kadar yang digunakan lebih besar dari kelompok 3. Pada kelompok 5 dan 6, diberikan perlakuan dengan memberikan inhibitor tanpa aktivator. Inhibitor yang digunakan yaitu HgCl2 sebanyak 3 tetes dengan konsentrasi sebesar 1ml. Dari data yang diperoleh, persentase substrat tercerna bernilai negatif. Hal ini disebabkan oleh inhibitor yang melekat pada sisi aktif enzim sudah banyak, sehingga enzim tidak dapat berikatan dengan substrat, dan menyebabkan penurunan nilai % substrat tercerna serta penurunan aktivitas enzim. Pada kelompok 7 dan 8 digunakan kedua modifier, yaitu aktivator NaCl dan inhibitor HgCl2 dengan konsentrasi sebesar 1ml. Adanya modifier dalam satu waktu menyebabkan kinerja enzim tidak maksimal. Karena pada suatu titik aktivitas enzim akan dihambat oleh HgCl2, tetapi tidak samai bernilai negatif karena masih ada pengaruh pemberian aktivator kinerjanya tidak optimal. Kurva terakhir digambarkan perbandingan antar data kelompok 1 yang menggunakan aktivator dengan kadar 1ml, serta dengan data kelompok 5 dan 6 tanpa modifer, yang tidak ditambahkan dengan kadar yang sama. Hasil yang diperoleh menunjukkan nilai persentase substrat tercerna bernilai negatif pada kelompok yang diberikan modifier. 34
V.
Pertanyaan
A Secara teori, bagaimana pengaruh peningkatan kadar substrat terhadap laju reaks ienzimatik? Pada jumlah/konsentrasi enzim yang konstan, semakin tinggi konsentrasi substrat sampatik tertentu. Aktivitas enzim semakin tinggi (laju reaksi enzimatik semakin cepat). Aktivitas enzim, Hal ini disebabkan oleh keadaan enzim yang sudah jenuh oleh substrat. b. Bagaimana pengaruh modifier terhadap reaksi enzimatik. Semakin besar konsentrasi aktivator, apabila disertai penambahan konsentrasi enzim dan konsentrasi substrat akan meningkat aktivitas enzim. Molekul aktivator dapat menyebabkan sisi aktif enzim semakin cocok dengan substrat. Semakin besar konsentrasi inhibitor, aktivitas enzim akan menurun, karena melekatnya inhibitor pada sisi aktif sehingga menghalangi melekatnya substrat pada enzim tersebut. VI.
Kesimpulan Aktivitas enzim sangat dipengaruhi oleh adanya modifier, yaitu aktivator untuk meningkatkan kinerja enzim dan inhibitor untuk menghambat kinerjanya. Besarnya kadar yang diberikan dapat mempercepat kinerja enzim. Namun, pemberian aktivator dan inhibitor secara bersamaan tidak akan memberi hasil yang optimal.
PENGARUH DENATURASI DAN INHIBITOR TERHADAP KINERJA ENZIM UREASE
35
I. Tujuan Praktikum Memahami pengaruh denaturasi dan keberadaan inhibitor terhadap kinerja enzim urease II. Prinsip Reaksi Biokimia Enzim ini menguraikan ureum menjadi ammonium karbonat. Ammonium karbonat, kerena sifatnya yang alkalis dapat dideteksi dengan menggunakan indikator phenolpthalein yang memiliki rentang pH sebagai berikut:
8.3 Tak Berwarna
10 Merah
Kerja Enzim urease akan mengakibatkan perubahan pH larutan yang dapat dideteksi dengan timbulnya warna tertentu di dalam larutan. III.
Dasar Teori Ureum merupakan senyawa amonia yang berasal dari metabolisme asam amino yang
diubah hati menjadi ureum. Ureum bermolekul kecil mudah berdifusi ke cairan ekstra sel, kemudian akan dipekatkan dan diekskresikan melalui urin. Ureum bersifat racun dalam tubuh, enzim urease menghidrolisis ureum untuk menjadi urea sehingga dapat dikeluarkan dari tubuh, pengeluarannyadari tubuh melalui ginjal berupa urin. Enzim urease berperan dalam ketersediaan energi internal dan external bagi organisme untuk penggunaan urea atau hidroksiurea sebagai sumber nitrogen. Urease ini banyak ditemukan pada jack bean, kacang kedelai, dan beberapa biji tanaman lainnya. Terdapat pula pada jaringan binatang dan pencernaan mikroorganisme.
Pengaruh Inhibitor terhadap kinerja enzim Kinerja enzim dapat dihambat oleh inhibitor. Terdapat dua jenis inhibitor yaitu inhibitor komppetitif dan non kompetitif. Inhibitor kompetitif menghambat kerja enzim dengan cara berikatan dengan enzim pada sisi aktifnya. Oleh karena itu, inhibitor bersaing dengan substrat menempati sis aktif enzim. Hal ini terjadi karena inhibitor memiliki struktur yang mirip dengan substrat. Enzim yang berikatan dengan inhibitor tidak dapat menjalankan fungsinya sebagai katalisator. Berbeda dengan inibitor non kompetitif, inhibitor non kompetitif tidak bersaing dengan substrat untuk berikatan 36
dengan enzim. Inhibitor jenis ini akan berikatan dengan enzim pada sisi yang berbeda (bukan sisi aktif). Jika telah terjadi ikatan enzim inhibitor, sisi aktif enzim akan berubah sehingga substrat tidak dapat berikatan dengan enzim. Banyak ion logam berat bekerja sebagai inhibitor non kompetitif, misalnya Ag+, Hg+, dan Pb+ (Firmansyah dkk, 2007)
Pengaruh Inhibitor terhadap kinerja enzim Suatu enzim dapat mengalami denaturasi, yaitu rusaknya bentuk tiga dimensi enzim yang menyebabkan enzim tidak dapat lagi berikatan dengan substrat. Denaturasi menyebabkan menurunnya aktifitas enzim. Denaturasi umumnya bersifat irreversibel (tidak dapat kembali). Namun, enzim-enzim yang langka seperti RNAase dapat mengalami renaturasi setelah mengalami denaturasi. Denaturasi enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain pH dan suhu. Secara umum jika enzim mengalami denaturasi maka enzim tersebut tidak dapat bekerja optimal. IV.
-
Prosedur praktikum Alat yang digunakan Tabung reaksi 3 buah Water bath Bahan yang digunakan Larutan ureum 1% Indikator phenolpthalein 2% Larutan urease Larutan sublimat
Skema Kerja
37
Disipkan tabung reaksi yang sudah diberi label A,B,C Ditambahkan 5ml larutan ureum 1% dan indikator PP 2 tetes pada masing-masing tabung Ditambahkan sari kedelai 1ml Ditambahkan 1ml sari kedelai panas Ditambahkan larutan sublimat 1 tetes lalu ditambahkan 1 ml sari kedalai Diamati perubahan warna yang terjadi
V.
Data Dan Hasil Pengamatan Tabel pengamatan Kelompok Ke
Tabung A
B
C
1
+
-
-
2
+
-
-
3
+
+
-
4
+
-
-
5
+
-
-
6
+
-
-
7
+
-
-
8
+
-
-
Keterangan : + : Terjadi perubahan warna - : warna tetap
Gambar hasil pengamatan
38
Gambar 1Larutan uji sebelum ditambahkan phenolphthalein dan susu kedelai
Gambar 2 Hasil akhir setela semua bahan dicampur dan dikocok.
VI.
PEMBAHASAN Pada praktikum kali ini, diberikan perlakuan yang berbeda pada setiap tabung. Pada
tabung A, dihasilkan larutan warna merah muda karena enzim bekerja menguraiakan ureum dalam urin menjadi amonium karbonat yang bersifat basa/alkalis, sehingga apabila diuji dengan indikator phenolphtalein akan menunjukkan warna merah muda yang artinya pH berkisar antara 8,3-10,0 (basa/alkalis). Pada tabung B, hasil larutan tetap berwarna putih, karena enzim yang menguraikan ureum menjadi amonium karbonat tidak berfungsi dengan baik, hal ini dikarenakan enzim yang bertindak sebagai mediator telah rusak/terdenaturasi pada suhu tinggi. Pada tabung C,hasil larutan menunjukkan warna putih kemerahan karena enzim bekerja sangat minimum oleh pengaruh inhibitor sublimat. Hal ini dikarenakan amonia yang terbentuk sangat sedikit sehinggatidak memberikan perubahan warna yang cukup signifikan dan diduga pH tidak berubah secara signifikan pula. Tampak terjadinya perbedaan hasil tabung B pada kelompok 3 dengan kelompok lainnya. Hal ini dimungkinkan terjadinya kesalahan pada proses pengerjaan, misalnya enzim yang digunakan kurang panas, atau alat yang digunakan tidak bersih, sehingga terkontaminasi suatu zat dan menimbulkan warna merah muda pada tabung B. Sublimat merupakan logam berat yang dapat menghambat kerja enzim secara irreversibel nonkompetitif. Sublimat tersebut bekerja dengan menggangu sisi kofaktor enzim sehingga enzim tidak teraktivasi dan reaksi gagal berlangsung. Namun beberapa enzim yang tidak berikatan dengan inhibitor tersebut akan teraktivasi dan menguraikan urea menjadi amonium karbonat yang dapat menunjukkan sedikit perubahan warna oleh indikator phenolphtalein.
39
Denaturasi protein merupakan suatu proses dimana terjadi perubahan atau modifikasi terhadap konformasi protein, lebih tepatnya terjadi pada struktur tersier maupun kuartener dari protein. Penyebab dari denaturasi protein bisa berbagai macam, antara lain panas, alkohol, asam-basa, maupun logam berat VII.
Pertanyaan 1 Tuliskan reaksi hidrolisis ureum menjadi ammonium karbonat yang dikatalisis enzim urease! (NH2)2CO + H2O ureum air 2
CO2 + 2NH2 karbondioksida ammonium
Apa yang dimaksud dengan denaturasi enzim? Sebutkan faktor-faktor yang dapat menyebabkan denaturasi enzim! Denaturasi adalah proses terjadinya perubahan struktur proteim pada enzim,selain struktur primernya (ikatan peptida). Faktor-faktor yang mempengaruhi denaturasi enzim adalah suhu, pH, pelarut, mekanik atau tekanan, logam, garam, penambahan oksidator atau redukttor dan aliram listrik.
3
Termasuk
dalam
kelompok
inhibitor
apakah
larutan
sublimat?
Jelaskan
mekanismenya dalam menghambat kinerja enzim! Larutan sublimat termasuk dalam inhibitor irreversibel non kompetitif. Mekanisme reaksinya dengan merubah atau memodifikasi sisi aktif enzim, sehingga substrat tidak dapat membentuk ikatan kompleks dengan enzim karena sisi aktif tidak dikenali oleh substrat, akibatnya tidak terjadi penguraian atau hidrolisis ureum menjadi ammonium karbonat.
VIII. Kesimpulan Enzim urease merubah urea menjadi amonium karbonat dan karbondioksida. Indikator PP mengindikasi adanya amonium karbonat dengan menunjukkan perubahan dari larutan tak berwarna menjadi larutan berwarna merah (bersifat basa/alkalis). Enzim urease dapat mengalami kerusakan/denaturasi pada suhu tinggi. Enzim urease dapat dihambat oleh logam berat salah satunya adalah sublimat.
40
MEKANISME KERJA ENZIM SCHARDINGER I. Tujuan Praktikum Mengetahui kerja enzim schardinger pada berbagai kondisi. II. Dasar Teori Susu dari asal katanya adalah cairan yang tak tembus cahaya yang dihasilkan oleh kelenjar susu dan terdiri atas air, protein susu (kasein), lemak, karbohidrat (laktosa) dan beberapa zat lain. Susu emulsi lemak dalam air dengan kasein sebagai zat pengemulsi/emulgator (Lehninger, 1995). Susu segar adalah susu hasil pemerahan yang tidak dikurangi atau ditambahkan bahan apapun dari pemerahan susu sapi yang sehat. Kriteria untuk air susu sapi yang baik 41
setidak-tidaknya memenuhi hal-hal berikut ini : (i) bebas dari bakteri patogen, (ii) bebas dari zat-zat berbahaya ataupun toksin seperti insektisida, (iii) tidak tersemar oleh debu dan kotoran, (iv) zat gizi tidak menyimpang dari codex air susu, dan (v) memiliki cita rasa normal (Resnawati, 2010). Susu mengandung suatu enzim yang mengkatalisis oksidasi macam-macam aldehid menjadi asam. Reaksinya berlangsung secara anaerobik dan dapat ditunjukkan bila ada akseptor hidrogen yang sesuai seperti : metilen biru. Jalannya reaksi dapat dilihat dari perubahan warna biru (bentuk oksidasi) menjadi tak berwarna (bentuk reduksi). Reaksi ini biasanya dilakukan dalam tabung Thunberg (Patong, dkk., 2012). Uji metilen biru dapat memberikan gambaran perkiraan jumlah bakteri yang terdapat dalam susu. Pada uji ini akan ditambahkan sejumlah zat yang biru ke dalam susu, kemudian diamati waktu yang dibutuhkan oleh bakteri dalam susu tersebut untuk melakukan aktifitas yang dapat mengakibatkan perubahan warna zat tersebut. Semakin tinggi jumlah bakteri dalam susu tersebut, semakin cepat terjadinya perubahan warna zat tersebut. Uji metilen biru didasarkan pada kemampuan bakteri dalam susu untuk tumbuh dan menggunakan oksigen terlarut, sehingga menyebabkan perubahan penurunan kegiatan oksidasi-reduksi dari campuran tersebut. Maka akibatnya metilen biru yang ditambahkan akan tereduksi menjadi putih metilen. Selain itu bekerja pula enzim yang disebut Schardinger enzyme (Girindra, 1990). Enzim Schardinger merupakan enzim yang termasuk golongan enzim oksidase ini terdapat antara lain di dalam susu ncubato dikenal pula sebagai enzim xanthine oksidase karena dapat mengoksidase xanthine. ncubator juga dapat mengoksidasi aldehid. Di dalam percobaan ini ncubator blue digunakan sebagai penangkap hydrogen (Anonim, 2012). III.
Prosedur Praktikum Alat yang digunakan 42
-
tabung reaksi, rak tabung reaksi, pipet tetes, ncubator. Bahan yang digunakan susu segar, larutan metilen biru 0,02%, larutan formaldehid netral 0.5%, vaselin,
Skema Kerja Disipkan tabung reaksi yang sudah diberi label P, Q, dan R pada tabung P dan Q ditambhakan masing-masing 3ml susu mentah, sedangkan ke dalam tabung R masukkan 3ml susu masak. Ditambahkan 6 tetes metylen blue formaldehid (25mg MB dilarutkan dalam 195ml air dan 5ml formaldehid 40% ke dalam ketiga tabung dan kocoklah sampai warnanya merata . tambahkan 8 tetes parafin cair di dalam tabung P dan jangan dikocok! inkubasi ketiga tabung pada 37C selama 1/2 jam. amatilah perubahan warna yang terjadi dalam masing-masin tabung.
Hasil Pengamatan
43
IV.
Pembahasan Penambahan formaldehid dan pemanasan dapat berpengaruh terhadap kesegaran susu dimana susu yang ditambahkan formaldehid lebih lama teroksidasi dibandingkan susu yang hanya diberikan aquades, sedangkan susu yang dipanaskan yang paling lama mengalami oksidasi karena enzim yang dikandung susu rusak akibat pemanasan. Tabung P menunjukkan perubahan warna putih, karena enzim dalam susu mengkatalisis oksidasi formaldehid. Bukan hanya enzim schardinger yang bekerja, melainkan terdapat bakteri yang belum mati selama inkubasi. Kerja bakteri optimal karena adanya penambahan parafin yang melapisi permukaan larutan sehingga tidak terjadi kontak dengan udara, karena bakteri bekerja secara anaerob. Pada tabung Q, larutan mempunyai warna putih dengan sedikit warna biru di bagian atas. Hal ini dikarenakan mengoksidasi formaldehida untuk memberikan warna putih karena senyawa-senyawa pereduksi tidak dihasilkan dalam kondisi aerob. Larutan yang dibiarkan bebas kontak dengan udara (O2) menyebabkan reaksi tersebut berlangsung dalam kondisi aerob yang menurunkan kerja dari enzim schardinger tersebut. Pada tabung R, susu mendapatkan perlakuan dengan dipanaskan sampai mendidih. Hal ini membuat susu mengalami kerusakan enzim yang dimana warna tabung tidak berubah sebelum atau setelah dimasukkan dalam inkubator. Dan juga, bakteri sulit menghasilkan senyawa reduksi yang mengubah warna biru pada metylen blue menjadi putih karena bakteri sudah mulai hilang / mati pada pemanasan susu 44
sebelum diuji dengan metylen blue. Enzim schardinger tidak dapat mengkatalisis formaldehid sehingga warna tabung tetap berwarna biru. V.
Kesimpulan Enzim schardinger bekerja pada kondisi anaerob. Dimana pada pemanasan yang tinggi dapat merusak enzim yang terdapat dalam susu. Penambahan formaldehid dapat mempercepat kerusakan susu (merusak kesegaran susu), karena berperan sebagai substrat dengan enzim schardinger.Semakin lama warna biru berubah menjadi putih maka semakin baik susu tersebut karena bakteri penghasil senyawa reduksi semakin sedikit
ASAM AMINO DAN PROTEIN I.
Tujuan Tujuan percobaan adalah untuk mengetahui cara mengidantifikasi sifat dan reaksi dari protein dan asam amino.
II. Teori Dasar Protein adalah molekul besar (berat molekulnya bisa sampai beberapa juta). Terdapat di semua makhluk hidup. Protein tersusun atas kira-kira 20 macam asam amino yang berikatan satu sam lain dengan ikatan peptide yang dibentuk antara gugus karboksil asam amino dengan gugus amino dari asam amino berikutnya. Protein pada umumnya diklasifikasikan atas daya larut dan komposisi kimianya. a
b
Simple protein Merupakan protein yang hanya mengandung 1-alfa-asam amino atau derivatnya. Contoh : albumin, globulin, glutelin, protamine, albuminoid, histon, dll. Conjugated protein Merupakan protein yang bergabung dengan zat lain yang bukan protein. Zat yang bukan protein ini disebut gugus prostetik. Contoh : nucleoprotein, glikoprotein, fosfoprotein, lipoprotein, metaloprotein, dll. Asam amino dan protein secara umum mempunyai sifat-sifat fisik yang sama.
Sebagai contoh : asam amino dan protein memiliki gugus asam dan basa. Kelarutan protein dala air juga berbeda, tergabtung banyaknya ion positif dan ion negative yang terdapat di dalam protein. Protein apabila dihidrolisis akan terurai menjadi beberapa jenis
45
asam amino. Aktivitas biologis dari protein tergantung dari bentuk tiga dimensi asam amino penyusunnya. Destruksi atas bentuk tiga dimensi suatu protein disebut denaturasi. Bentuk tiga dimensi tergantung atas ikatan hydrogen, ikatan ter-ionik / jembatan garam, dan ikatan disulfide. Suatu agen atau zat-zat tertentu yang dapat berinterferensi dengan ikatan hydrogen, ikatan terionik dan ikatan disulfide dapat mendenaturasi protein. Perubahanperubahan yang terjadi pada protein akibat dari denaturasi, antara lain adalah berkurangnya daya larut enzim, hilangnya aktivitas protein (khususnya untuk enzim dan hormon), berubah atau hilangnya antigen.
Golongan tersebut adalah : a
Dengan rantai samping alifatik (asam amino non polar) : Glisin, Alanin, Valin, Leusin,
b
Isoleusin. Dengan rantai samping yang mengandung gugus hidroksil (OH), (asam amino polar) :
c
Serin, Treonin, Tirosin. Dengan rantai samping yang mengandung atom sulfur (asam amino polar) : Sistein
d
dan metionin. Dengan rantai samping yang mengandung gugus asam atau amidanya (gugus R
e
bermuatan negatif) : Asam aspartat, Asparagin, Asam glutamat, Glutamin. Dengan rantai samping yang mengandung gugus basa (gugus R bermuatan positif):
f g
Arginin, lisin, Histidin, Hydrolisin. Yang mengandung cincin aromatik : Histidin, Fenilalanin, Tirosin, Triptofan. Asam imino : prolin, 4-hidroksiprolin. Asam amino yang tidak terdapat dalam molekul protein antara lain adalah beta-
alanin, taurin, gama aminobutirat, ornitin dan sitrulin.
Sifat-sifat asam amino antara lain : 1 Kristal putih yang larut dalam air, asam atau basa kuat. 2 Beberapa mempunyai rasa manis, ada yang mempunyai rasa tawar da nada pula
yang pahit. 3 Mempunyai atom C simetris (kecuali glysin), sehingga mempunyai sifat optis aktif. 4 Bersifat amfoter. 5 Pada pH isoelektrik, asam amino tidak bergerak dalam medan listrik. Terdapat 2 jenis asam amino berdasarkan kemampuan tubuh dalam sintesisnya :
46
1
Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat disintesis didalam tubuh, tetapi diperoleh dari luar misalnya melalui makanan (Lisin, Leusin, Isoleusin,
2
Treonin, Tritophan, Methionin, Valin, Fenilalanin, Histidin, dan Arginin). Asam amino non esensial adalah asam amino yang dapat disintesis didalam tubuh melalui perombakan senyawa lain. Asam amino ini juga terdapat dalam makanan sebagai sumber nitrogen.
III.
Prosedur Praktikum Alat yang digunakan - Tabung reaksi + rak tabung reaksi - Pipet tetes - Beaker glass - Penangas air - Corong - Kertas saring - Batang pengaduk - Gelas ukur - Pembakar spiritus - Kaki tiga dan kasa
Bahan yang digunakan - Albumin A 2% - Albumin V 2% - Putih telur - Fenol 2% - Pereaksi millon - Larutan Hopkins-cole - Larutan Ninhidrin 0,1% - NaOH 10% - HNO3 pekat - Larutan alkali pekat (NaOH atau NH4OH) - HgCl2 2%
Skema kerja a Test Millon o Prinsip : Reaksi ini disebabkan oleh derivat-derivat monofenol seperti tirosin. Pereaksi yang digunakan adalah larutan ion merkuri / merkuro dalam asam nitrat atau nitrit. Warna merah yang terbentuk mungkin disebabkan oleh garam merkuri dari tirosin yang ternitrasi. o Prosedur :
47
Disiapkan alat-alat dan bahan yang dibutuhkan
Larutan protein 3ml, dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang beebeda.
Setiap tabung, ditambahkan 5 tetes reagen Millon
Panaskan campuran dengan hati-hati
b
48
