1 BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Sebagian besar bahan makanan dikonsumsi dalam bentuk yang tidak segera dapat digunakan oleh organisme karena bahan makanan tersebut tidak bisa diserap dari dalam saluran cerna sebelum terlebih dahulu dipecah menjadi molekul-molekul yang lebih kecil. Proses pengurain bahan makanan yang terjadi secara alami menjadi bentuk yang bisa diasimilasi merupakan proses pencernaan (digesti) [1] . Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalis dalam sel hidup. Kelebihan enzim dibandingkan katalis biasa adalah [1]: 1. dapat meningkatkan produk beribu kali lebih tinggi 2. bekerja pada pH yang relatif netral dan suhu yang relatif rendah 3. bersifat spesifik dan selektif terhadap subtrat tertentu. Enzim adalah biomolekul yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Hampir semua enzim merupakan protein, sehingga sifat-sifat protein dimiliki oleh enzim tapi bukan sebaliknya [2]. Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal reaksi disebut sebagai substrat, dan enzim mengubah molekul tersebut menjadi molekul-molekul yang berbeda, disebut produk. Hampir semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat [2]. Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi, sehingga proses rekasi dapat dipercepat. Percepatan dapat terjadi karena enzim menurunkan energy pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. Sebagian besar enzim bekerja secara khas, yang artinya setiap jenis
1
2 enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap [2]. Kecepatan reaksi enzim adalah perubahan konsentrasi enzim atau substrat tiap satuan waktu. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kecepatan reaksi enzim tersebut adalah suhu, pH (derajat keasaman), konsentrasi substrat, dan konsentrasi enzim [3]. Enzim telah banyak digunakan dalam bidang industri pangan, farmasi dan industri kimia lainnya. Dalam bidang pangan misalnya amilase, glukosa-isomerase, papain, dan bromelin, sedangkan dalam bidang kesehatan contohnya amilase, lipase, dan protease. Enzim dapat diisolasi dari hewan, tumbuhan dan mikroorganisme [3]. Saliva berperan penting dalam menjaga kebersihan dan kesehatan jaringan rongga mulut melalui beberapa cara [3]: 1. Aliran saliva membantu membuang bakteri patogen dan sisa-sisa metabolik yang memberi dukungan bagi bakteri tersebut. 2. Saliva mengandung beberapa faktor yang menghancurkan bakteri misalnya ion SCN- dan beberapa enzim proteolitik. Saliva mengandung antibodi (Ig A). Karbohidrat memegang peranan penting dalam alam karena merupakan sumber energi utama bagi manusia dan hewan yang harganya relatif murah. Semua karbohidrat berasal dari tumbuh-tumbuhan. Melalui fotosintesis, klorofil tanaman dengan bantuan sinar matahari mampu membentuk karbohidrat dari karbondioksida (CO2) berasal dari udara dan air (H 2O) dari tanah. Karbohidrat yang dihasilkan adalah klarbohidrat sederhana glukosa. Di samping itu dihasilkan oksigen (O 2) yang lepas di udara [3]. Sinar matahari
klorofil 6 CO2 + 6 H2O
C6H12O6 + 6 O2 karbohidrat
3 Produk yang dihasilkan terutama dalam bentuk gula sederhana yang mudah larut dalam air dan mudah diangkut ke seluruh sel-sel guna penyediaan energi. Sebagian dari gula sederhana inmi kemudian mengalami polimerisasi dan membentuk polisakarida. Ada dua jenis polisakarida tumbuh-tumbuhan, yaitu pati dan nonpati. Pati adalah bentuk simpanan karbohidrat berupa polimer glukosa yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik (ikatan antara gugus hidroksil atom C nomor 1 pada molekul glukosa dengan gugus hiodroksil atom nomor 4 pada molekul glukosa lain dengan melepas 1 mol air). Polisakarida nonpati membentuk struktur dinding sel yang tidak larut dalam air. Struktur polisakarida nonpati mirip pati, tapi tidak mengandung ikatan glikosidik. Serelia, seperti beras, gandum, dan jagung serta umbi-umbian merupakan sumber pati utama di dunia. Polisakarida nonpati merupakan komponen utama serat makanan [3]. B. TUJUAN
Tujuan Umum Mahasiswa akan dapat menjelaskan hal-hal yang berkaitan dengan enzim, misalnya klasifikasi, model reaksi enzim, reaksi penghambatan, dan faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim. Selain itu, juga diberikan contoh penggunaan obat-obatan yang bekerja seperti reaksi penghambatan enzim. Tujuan Khusus Setelah menyelesaikan praktikum ini mahsiswa mampu : 1. Menjelaskan 6 klasifikasi enzim 2. Menjelaskan 2 model reaksi enzim 3. Menjelaskan pengertian koenzim dan isinya 4. Mengetahui 2 macam reaksi penghambatan enzim dan contohnya 5. Memahami 5 faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim
4 BAB II
TINJAUAN TEORI
A. ENZIM
Enzim umumnya merupakan protein globular dan ukurannya berkisar dari hanya 62 asam amino pada monomer 4-oksalokrotonat tarutomerase, sampai dengan lebih dari 2.500 residu pada asam lemak sintase. Terdapat pula sejumlah kecil katalis RNA, dengan yang paling umum merupakan ribosom. Jenis enzim ini dirujuk sebagai RNA-enzim (ribozim). Aktivitas enzim ditentukan oleh struktur tiga dimensinya (struktur kuartener). Walaupun struktur enzim menentukan fungsinya, prediksi aktivitas enzim baru hanya dilihat dari strukturnya adalah hal yang paling sulit [1]. Enzim adalah biomolekul yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Hampir semua enzim merupakan protein, sehingga sifat-sifat protein dimiliki oleh enzim tapi bukan sebaliknya [2]. Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal reaksi disebut sebagai substrat, dan enzim mengubah molekul tersebut menjadi molekul-molekul yang berbeda, disebut produk. Hampir semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat [2]. Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi, sehingga proses rekasi dapat dipercepat. Percepatan dapat terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. Sebagian besar enzim bekerja secara khas, yang artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap [2]. Berdasarkan pembentukannya, enzim dibedakan atas enzim konstitutif dan enzim induktif. Enzim konstitutif ialah enzim yang dibentuk terus-menerus oleh sel
4
5 tanpa melihat ada atau tidak substratnya. Sementara itu enzim induktif (enzim adaptif) ialah enzim yang dibentuk karena adnya rangsangan substrat atau senyawa lain. Misalnya pembentukan enzim beta-galaktosida pada Escheria coli yang diinduksi oleh laktosa sebagai substratnya. Akan tetapi, ada senyawa lain juga yang dapat menginduksi enzim tersebut walupun tidak merupakan substratnya, yaitu melibiosa. Tanpa adanya laktosa atau melibiosa, maka enzim beta-galaktosida tidak disintesis, tapi sintesisnya akan dimulai bila ditambahkan laktosa atau melibiosa [2]. Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu [2] : 1. Substrat 2. Suhu 3. Keasaman 4. Kofaktor 5. Inhibitor Tiap enzim memerlukan enzim dan pH (tingkat keasaman) optimum yang berbeda-beda karena enzim adalh protein, yang dapat mengalami perubahan bentuk jika suhu dan keasaman berubah. Di luar suhu atau pH yang sesuai, enzim tidak dapat bekerja secara optimal atau strukturnya akan mengalami kerusakan. Hal ini akan menyebabkan enzim kehilangan fungsinya sama sekali. Kerja enzim nuga dipengaruhi oleh molekul lain, yakni aktivator dan inhibitor. Inhibitor adalah molekul yang menurunkan aktivitas enzim, sedangkan aktivator adalah yang meningkatkan aktivitas enzim [2]. B. KLASIFIKASI ENZIM
Enzim diklasifikasikan berdasarkan tipe reaksi dan mekanisme reaksi yang dikatalisis. Pada awalnya hanya ada beberapa enzim yang dikenal, dan kebanyakan mengkatalisis reaksi hidrolisis ikatan kovalen. Semua enzim ini diidentifikasi dengan menambahkan akhiran – ase pada nama substansi atau nama substrat yang dihidrolisis [2].
6 Sebagai contoh : 1. Lipase menghidrolisis lipid 2. Amilase menghidrolisis amilum 3. Protease menghidrolisis protein Pemakaian penamaan tersebut terbukti tidak memadai karena banyak enzim mengkatalisis substrat yang sama tetapi dengan reaksi yang berbeda. Misalnya ada enzim yang mengkatalisis reaksi reduksi terhadap fungsi alkohol gula dan ada pula yang mengkatalisis reaksi oksidasi pada substrat yang sama [2]. Sistem penamaan enzim sekarang masih tetap menggunakan – ase, tapi ditambahkan pada jenis reaksi yang dikatalisisnya. Misalnya enzim dehidroginase mengakatalisis reaksi pengeluaran hidrogen, enzim transferase mengkatalisis pemindahan gugus tertentu. Untuk menghindari kesulitan penamaan karena semakin banyak ditemukan enzim yang baru, maka International Union of Biochemistry (IUB) telah mengadopsi sistem penamaan yang kompleks tetapi tidak meragukan berdasarkan mekanisme reaksi [2]. Penamaan enzim berdasarkan IUB diklasifikasikan sebagai berikut [2] : 1. Oksidureduktase Oksidureduktase adalah kelas enzim yang mengkatalisis reaksi oksidasi reduksi diantara dua substrat. 2. Transferase Transferase ialah kelas enzim yang mengkatalisis pemindahan suatu gugus G (lain dari hydrogen) diantara sepasang substrat S dan S’. 3. Hidrolase Hidrolase merupakan kelas enzim yang mengkatalisis hidrolisis ikata-ikatan ester, eter, peptide, glikolisil, anhidrida asam, C-C, C-halida, atau P-N. 4. Liase Liase merupakan kelas enzim yang menkatalisis pembuangan gugus dari substrat dengan mekanisme yang lain dari hidrolisis dan meninggalkan ikatan rangkap.
7 5. Isomerase Isomerase merupakan kelas enzim yang mengkatalisis interkonversi isomerisomer optic, geometric, atau posisi. 6. Ligase Ligase merupakan kelas enzim yang mengkatalisis penggabungan dua senyawa diikuti oleh pemecahan ikatan piroosfat dari ATP atau senyawa sejenisnya. C. KOENZIM
Enzim ada yang aktif dan ada yang tidak. Enzim yang tidak aktif disebut apoenzim. Agar menjadi enzim yang aktif, apoenzim dapat diaktifkan oleh kofaktor yang dapat berupa senyawa organik maupun ion logam. Yang berupa senyawa organik disebut koenzim. Dengan demikian, koenzim adalah senyawa organik yang dapat mengaktifkan enzim tertentu, contoh [3] : +
1. NAD diperlukan untuk aktivitas enzim LDH 2. KoASH diperlukan untuk aktivitas enzim Tiokinase 3. Piridoksal fosfat diperlukan untuk aktivitas enzim Transaminase 4. Tetrahidrofolat diperlukan untuk aktivitas enzim Transformilase. D. METALLOENZIM
Metalloenzim ialah enzim yang mengikat unsure (mineral) dan mineral tersebut merupakan komponen dari molekul enzim Mineral berbentuk ion yang diperlukan keberadaannya di dalam media tempat kerja e nzim, dinamakan “aktivator” [3].
8 E. MEKANISME REAKSI ENZIM
Reaksi antara enzim dengan substrat dapat dijelaskan dengan 2 model, yaitu model Fischer dan model Koscland. Mekanisme reaksi enzim substrar dapat dijelaskan sebagai berikut [2] : 1. Model Fischer Tempat kontak substrat terhadap molekul enzim sehingga menyebabkan terjadinya reaksi enzimatis disebut active site, sedangkan di luar tempat aktif molekul enzim disebut allosteric site. Model ini mengumpamakan pasangan enzim-substrat berupa gembok dan anak kuncinya. Artinya, tidak sembarang anak kunci dipergunakan untuk membuka/menutup gembok tadi. Dengan kata lain, ada kekhususan antara molekul enzim dan substrat. Kekhususan ini dipengaruhi oleh bentuk, muatan listrik, ikatan hidrogen dan gaya-gaya lemahnya. 2. Model Koscland Berbeda dengan model Fischer, model ini menggambarkan bentuk molekul enzim-enzim yang lentur. F. REAKSI PENGHAMBATAN ENZIM
Penghambatan aktivitas enzim oleh beberapa jenis molekul kecil dan ion-ion sangat penting karena merupakan mekanisme pengendalian kerja enzim secara biologi. Berbagai metabolit, obat-obatan atau bahan yang bersifat racun dapat menghambat berbagai reaksi enzimatik sehingga reaksi yang biasanya berlangsung akan terhenti atau berjalan dalam kecepatan yang rendah. Berikut 2 macam reaksi penghambatan enzim [3] : 1. Penghambatan bersaing Inhibitor kompetitif atau bersaing terjadi karena aanya kemiripan struktur substar yang akan berikatan dengan enzim. Bila inhibitor ini berikatan dengan enzim, maka substrat normal tidak dapat lagi berikatan dengan enzim membentuk ES yang aktif, sehingga enzim yang tersedia untuk proses
9 katalisis menjadi lebih sedikit. Besar-kecilnya persaingan ini bergantung pada konsentrasi substrat-dan konsentrasi inhibitor. 2. Penghambatan tidak bersaing Pada reaksi inhibisi, substrat dan inhibitor masing-masing berikatan dengan enzim pada tempat yang berbeda. Inhibitor dapat berikatan, baik dengan molekul enzim bebas maupun dengan kompleks enzim-substrat (ES). G. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KECEPATAN ENZIM
Kecepatan reaksi enzim adalah perubahan konsentrasi enzim atau substrat tiap satuan waktu. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kecepatan reaksi enzim tersebut adalah suhu, pH (derajat keasaman), konsentrasi substrat, dan konsentrasi enzim [3].
10 BAB III
PRINSIP DAN METODE PRAKTIKUM
A. PRINSIP PRAKTIKUM
Amilase saliva adalah enzim yang terdapat dalam air ludah. Enzim ini bekerja pada pati dan dexztrin (atau juga glikogen) dan mengubahnya menjadi maltose, dengan hasil antar yang larut yaitu amilo dekstrin, eritrodekstrin, dan akrodekstrin. B. METODE PRAKTIKUM
Alat yang digunakan ini adalah : 1. Plat tetes 2. Pipet tetes 3. Beaker glass 4. Stop watch. Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah : 1. Saliva 2. Amilum 3. Iodium. Cara Praktikum 1. Probandus berkumur dengan menggunakan aquadest, setelah itu keluarkan saliva dan tempatkan pada gelas beker 2. Ambil saliva yang telah terkumpul sebanyak 1ml dan encerkan dengan aquadest dalam labu ukur 25ml. 3. Masukkan 5 ml larutan kanji ke dalam gelas beker 4. Tambahkan 2ml buffer fosfat pH 7 o
5. Masukkan gelas beker tersebut ke dalam waterbath suhu 38 C selama 2 menit.
11 6. Tambahkan 1ml saliva yang telah diencerkan dan nyalakn stopwatch 7. Ambil 2 tetes larutan dan tempatkan pada plat tetes 8. Tambahkan 1 tetes larutan iod 9. Jika larutan berwarna biru, ulangi lagi percobaan tersebut. Caranya dengan mengambil kembali 2 tetes larutan kemudian menempatkannya pada plat tetes dan ditambahkan 1 tetes larutan iod. Ulangi cara tersebut setiap menit, sampai warna biru hilang. Jika warna biru sudah hilang, matikan stopwatch dan catat waktu yang dipergunakan. Ulangi cara kerja di atas untuk menentukan waktu (dalam detik) hingga warna biru tersebut hilang. Jika warna biru tersebut hilang. Contoh : andaikan waktu yang diperoleh pada percoabaan adalah 6 menit, maka sesungguhnya waktu yang dipergunakan oleh enzim amylase untuk mengkatalisis terletak pada menit 5 sampai ke 6. Dengan demikian, pada saat menit ke 5, pengambilan larutan dilakukan setiap 10 detik sekali. Jadi waktu yang digunakan adalah 5 menit y detik. Perhitungan Aktivitas amilase saliva dihitung dengan menggunakan rumus : d
unit
Keterangan : Satu unit aktivitas amilase adalah banyaknya milligram amilum yang dipecah oleh o
1ml cairan (saliva) selama 30 menit pada suhu 38 C.
12 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Praktikum
Data Probandus : Nama
: Alfian Nur
Jenis kelamin : Laki-laki Umur
: 18 Tahun
Suku
: Jawa
Bangsa
: Indonesia
Data hasil percobaan : WAKTU
PERUBAHAN WARNA
Menit ke- 0
Kuning
Menit ke- 1
Kuning
Perhitungan aktivitas amilase saliva pada menit ke- 2: d d d
unit
12
unit
13 Kurva :
0
1
2
3
4
5
B. Pembahasan
Pada praktikum ini digunakan larutan amilum yang dicampur dengan saliva, dan ditambah dengan 2 tetes iodium untuk mendapat perubahan warna dari biru menjadi tidak berwarna. Indikator yang digunakan dalam percobaan ini adalah larutan iodium karena larutan ini menampakkan perubahan warna (biru) dan bekerja spesifik pada substrat. Perubahan warna tersebut disebabkan karena adanya proses adsorbsi molekul iodium yang masuk ke dalam aliran spiral amilosa [2]. Setelah beberapa lama, warna kembali bening seperti semula. Hal ini disebabkan karena amilum akan dipecah oleh enzim amilase sehingga kehilangan daya adsorbsi terhadap iodium. Mencampurkan amilum dan iodium kedalam saliva harus bersamaan untuk menghindari amilum terhidrolisis lebih dahulu oleh enzim amilase sehingga bila terlambat ditetesi iodium akan tidak memberikan perubahan warna biru [2]. Dari hasil percobaan yang telah kami lakukan, campuran saliva dan amilum setelah diberi 2 tetes iodine mengalami perubahan warna menjadi kuning pada menit ke-0. Meskipun biasanya perubahan warna pada umumnya diperoleh dalam waktu 5 menit, tapi hasil ini menunjukkan bahwa percobaan ini dapat digolongkan berhasil karena campuran amilum dan iodine belum sempat teroksidasi saat percobaan
14 dilakukan sehingga dapat menunjukkan hasil yang maksimal dalam waktu yang singkat. Enzim merupakan polimer biologik yang mengatalisis lebih dari satu proses dinamik yang memungkinkan kehidupan seperti yang kita kenal sekarang ini. Sebagai determinan
yang
menentukan
kecepatan
berlangsungnya
berbagai
peristiwa
fisiologik, enzim memainkan peranan sentral dalam masalah kesehatan dan penyakit. Pemecahan makanan untuk memasok energi serta unsur-unsur kimia pembangun tubuh (building block), perakitan building block tersebut menjadi protein, membrane sel, serta DNA yang mengkodekan informasi genetic, dan akhirnya penggunaan energy untuk menghasilkan gerakan sel, semua ini dimungkinkan dengan adanya kerja enzim-enzim yang terkoordinasi secara cermat [4]. Sementara dalam keadaan sehat semua proses biologis akan berlangsung dengan cara yang tersusun rapi serta teratur dan homeostasis tetap dipertahankan, homeostasis dapat mengalami gangguan berat pada keadaan patologis. Sebagai contoh, cedera jaringan hebat yang mencirikan penyakit sirosis hepatis dapat menimbulkan gangguan berat pada kemampuan sel membentuk enzim-enzim yang mengatalisis
berbagai
proses
metabolisme
penting
seperti
sintesis
ureum.
Ketidakmampuan mengubah ammonia yang toksik menjadi ureum yang nontoksik senagai akibat dari penyakit tersebut akan diikuti dengan intoksikasi ammonia, dan akhirnya koma hepatikum. Suatu spektrum penyakit genetik langka tetapi yang sering sangat menurunkan keadaan umum penderitanya dan kerap berakibat fatal, memberi contoh-contoh tambahan dramatis tentang konsekuensi fisiologis drastis yang dapat menyertai gangguan terhadap aktivitas bahkan hanya satu enzim [3]. Menyusul suatu cedera jaringan berat (missal, infark jantung atau paru, cedera remuk pada anggota gerak) atau pertumbuhan sel yang tidak terkendali (missal, karsinoma prostat), enzim yang mungkin khas bagi jaringan tertentu akan dilepas ke dalam darah. Dengan demikian, pengukuran terhadap enzim intrasel ini di dalam serum dapat memberikan informasi diagnostik dan prognostik yang tidak ternilai bagi dunia kesehatan [3].
15 Enzim adalah biomolekul yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Hampir semua enzim merupakan protein, sehingga sifat-sifat protein dimiliki oleh enzim tapi bukan sebaliknya [3]. Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal reaksi disebut sebagai substrat, dan enzim mengubah molekul tersebut menjadi molekul-molekul yang berbeda, disebut produk. Hampir semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat [2]. Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi, sehingga proses rekasi dapat dipercepat. Percepatan dapat terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. Sebagian besar enzim bekerja secara khas, yang artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Enzim adalah biokatalisator yang dihasilkan oleh sel-sel jaringan yang dapat meningkatkan laju reaksi kimia yang berlangsung dalam jaringan. Semua enzim yang diketahui hingga kini hampir semuanya protein, sehingga sifat-sifat protein dimiliki oleh enzim seperti termolabil dan dapat rusak oleh adanya logam berat [2]. Enzim
merupakan
katalisator
protein
yang
mengatur
kecepatan
berlangsungnya berbagai proses fisiologis. Sebagai konsekuensinya cacat pada fungsi enzim menyebabkan penyakit. Enzim yang mengkatalisis reaksi yang melibatkan pemindahan gugus, isomerasi, oksidoreaksi atau sintesis ikatan kovalen memerlukan kosubstrat yang dikenal sebagai koenzim [4]. Enzim adalah protein yang berfungsi sebagai katalisator, yaitu senyawa yang dapat meningkatkan reaksi kimia. Enzim terdiri dari ikatan molekul dengan berat molekul yang besar dan membentuk cincin asam amino. Sebagai katalisator enzim mempercepat reaksi tetapi enzim sendiri tidak ikut bereaksi dan tidak mengalami perubahan dalam struktur dasarnya. Selain itu, enzim juga mengatur kecepatan reaksi dalam jalur metabolik tubuh. Klinik praktek dan penelitian mengandalkan koleksi
16 cairan tubuh yaitu, darah dan urin untuk menjawab penting pertanyaan tentang kesehatan pasien dan risiko status [3]. Semua enzim yang diketehui hingga kini seluruhnya adalah protein. Berat molekul enzim sangat beraneka ragam, meliputi rentang nilai yang sangat luas. Sebagai contoh enzim nibonuklease yang menghidrolisis asam nukleat yang mengandung ribosa secara nisbi berukuran kecil, karena berat molekulnya kira-kira 13.700. Sebaliknya aldolase, enzim yang berperan dalam metabolisme glukosa mempunyai berat molekul kira-kira sebesar 156.500 [4]. Kecepatan reaksi enzim adalah perubahan konsentrasi enzim atau substrat tiap satuan waktu. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kecepatan reaksi enzim tersebut adalah sebagai berikut [2] : 1. Suhu 2. pH (derajat keasaman) 3. Konsentrasi substrat 4. Konsentrasi enzim Suatu enzim berikatan dengan substrat reaksi dan mengubah substrat menjadi produk. Substrat berikatan dengan tempat pengikatan substrat spesifik yang terdapat di enzim melalui interaksi dengan residu asam amino enzim. Geometri ruang yang diperlukan untuk semua reaksi ( interaksi ) dengan substrat dan enzim menyebabkan setiap enzim selektif bagi substratnya, dan memastikan bahwa yang dihasilkan hanyalah produk spesifik. Efektivitas berbagai obat dan toksin tergantung pada kemampuannya menghambat suatu enzim. Inhibitor paling kuat membentuk ikatan kovalen dengan gugus reaktif di tempat reaktif enzim atau merupakan analog dan stadium antara reaksi, misalnya stadium tramisi [4]. Kecepatan suatu enzim dapat dipengaruhi oleh konsentrasi, substrat, aktivator dan inhibitor. Bagi banyak enzim, hubungan antara kecepatan reaksi dan konsentrasi substrat dijelaskan oleh persamaan Michales-Menten. Produk dan inhibitor fisiologis reversibel lainnya dapat terkompentisi dengan substrat untuk berikatan pada tempat aktif, sehingga reaksi menjadi lambat [2].
17 Percobaan pada praktikum kali ini menggunakan amilum pada saliva. Komposisi dari saliva manusia terdiri dari bagian [4] : 1. Komponen inorganik dan sekresi protein saliva dari kelenjar saliva 2. Bakteri oral dan sel serta sisa makanan. Air liur (saliva) dihasilkan dan disekresikan dari kelenjar ludah. Adapun kandungannya adalah [4] : 1. Elektrolit (2-21 mmol/L) 2. Natrium (10-36 mmol/L) 3. Kalium (1,2-2,8 mmol/L) 4. Kalsium (0,08-0,5 mmol/L) 5. Magnesium (5-40 mmol/L) 6. Klorida (2-13 mmol/L) 7. Bikarbonat, 1,4-39 mmol/L fosfat) 8. Mukosa (yang terutama mengandung mukopolisakarida dan glikoprotein) 9. Senyawaan antibakteri (tiosianat, hidrogen peroksida, dan immunoglobulin A) 10. Beberapa macam enzim, di antaranya alfa-amilase, lisozim, dan lingual lipase. Amilase dan lipase berturut-turut memulai pencernaan pati dan lemak sebelum makanan ditelan. Enzim-enzim tersebut bekerja optimal pada pH 7,4. Lingual lipase memiliki pH optimum ~4,0, sehingga tak akan aktif jika belum memasuki lingkungan asam. Lisozim berperan dalam lisis bakteri. Air liur manusia juga mengandung
fosfatase asam
ludah,
N-asetilmuramil-L-alanin
amidase,
NAD(P)H dehidrogenase-quinone, laktoperoksidase ludah, superoksida dismutase, glutation transferase, dehidrogenase aldehid kelas 3, glukosa-6-fosfat isomerase, dan kallikrein jaringan. Adanya produk-produk ini kadang mengakibatkan air liur berbau tidak sedap. Manusia mengeluarkan sekitar 700 ml air liur setiap harinya [4]. Amilase saliva adalah enzim yang temasuk kelas hidrolisis dan membantu pemecahan amilum dalam mulut. Tetapi enzim ini tidak memiliki makna fisiologis yang berarti karena waktu kontak dengan substrat hanya sebentar. Setelah makanan masuk ke esophagus dan mencapai lambung enzim ini rusak karena pH asam
18 lambung yang rendah. Enzim ini kemudian digantikan oleh amilase pankreas. Amilum yang berfungsi sebagai substrat dalam hal ini akan dipecah menjadi maltosa dan dekstrin-dekstrin [4]. Sebagian besar bahan makanan dikonsumsi dalam bentuk yang tidak segera dapat digunakan oleh organisme karena bahan makanan tersebut tidak bisa diserap dari dalam saluran cerna sebelum terlebih dahulu dipecah menjadi molekul-molekul yang lebih kecil. Proses pengurain bahan makanan yang terjadi secara alami menjadi bentuk yang bisa diasimilasi merupakan proses pencernaan (digesti) [1]. Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalis dalam sel hidup. Kelebihan enzim dibandingkan katalis biasa adalah [4] : 1. dapat meningkatkan produk beribu kali lebih tinggi 2. bekerja pada pH yang relatif netral dan suhu yang relatif rendah 3. bersifat spesifik dan selektif terhadap subtrat tertentu. Enzim telah banyak digunakan dalam bidang industri pangan, farmasi dan industri kimia lainnya. Dalam bidang pangan misalnya amilase, glukosa-isomerase, papain, dan bromelin, sedangkan dalam bidang kesehatan contohnya amilase, lipase, dan protease. Enzim dapat diisolasi dari hewan, tumbuhan dan mikroorganisme [4]. Saliva berperan penting dalam menjaga kebersihan dan kesehatan jaringan rongga mulut melelui beberapa cara [4] : 1. Aliran saliva membantu membuang bakteri patogen dan sisa-sisa metabolik yang memberi dukungan bagi bakteri tersebut. 2. Saliva mengandung beberapa faktor yang menghancurkan bakteri misalnya ion SCN- dan beberapa enzim proteolitik. Saliva mengandung antibodi (Ig A). Proses
pencernaan
makanan
diselenggarakan
dengan
bantuan
enzim
pencernaan dan kelenjar pencernaan yang menghasilkan sekret tertentu untuk mempermudah pencernaan dan dapat diserap tubuh. Berdasarkan hal diatas maka praktikum ini dilakukan analisa kualitatif pada saliva dan empedu dimana keduanya mempunyai peran dalam proses pencernaan. Kelenjar saliva yang utama adalah
19 kelenjar parotis, submandibularis dan sublingualis, selain itu juga ada beberapa kelenjar bukalis yang kecil [3]. +
Kandungan saliva secara umum adalah air (99,5%), ion-ion organik (Ca2 , +
-
-
-
K , HCO3 . SCN , I ), amilase salivarius dan enzim lipase lingual, serta immunoglobulin A. Nilai ph saliva biasanya berkisar 6,8, dan bisa bervariasi antara kedua sisi netralis tersebut. Sekresi sehari-hari normal saliva berklisar antara 800 ml dan 1500 ml. Sekitar 60-65% dari total air liur dihasilkan oleh parotid, 20-30% oleh submandibular dan 2-5% oleh kelenjar sublingual [4,5]. Amilase pada saliva mampu melakukan hidrolisis amilum dan glikogen menjadi maltosa, walaupun demekian makna enzim ini tidak begitu penting karena waktu kontaknya dengan makanan begitu singkat. Amilase salivarius dapat dihilangkan keaktifannya pada ph 4,0 atau kurang, sehingga kerja enzim ini untuk mencerna makanan dalam mulut segera terhenti di dalam suasana lambung yang asam. Sedangkan enzim lipase lingual pada manusia tidak mempunyai arti yang penting. Air liur manusia mengandung komponen informatif yang dapat digunakan sebagai diagnostik penanda untuk penyakit manusia [1,6]. Taraf amylase adalah 355 u per liter dan lipase meningkat 79.6 u per liter. Kandung kemih taraf creatinine adalah 3.36 mg per mililiter (297 ìmol per liter) dan amylase kandung kemih tingkat 4258 u per liter. Pemeriksaan rasio amylase dihitung kira-kira 3.6, satu nilai meyakini tidak pasti dengan buat-buatan dengan akut pancreatitis tapi hal itu tidak mengesampingkan kemungkinan dengan pankreatitis memanas [4]. Enzim secara umum merupakan protein. Enzim tersebut bekerja untuk mempercepat metabolisme di dalam organisme. Apabila terjadi kerusakan pada struktur enzim maka metabolisme dapat terganggu yang selanjutnya dapat menimbulkan penyakit. Dengan demikian enzim dapat digunakan untuk memantau penyakit maupun kecenderungan genetik terhadap keadaan penyakit [3]. Sebagian besar reaksi-reaksi biologis tergantung pada biokatalisator. Enzim merupakan biokatalisator yang merupakan suatu persenyawaan protein yang
20 dihasilkan oleh sel-sel hidup. Kerja enzim sama dengan katalisator tetapi enzim sangat dipengaruhi oleh keadaan disekitarnya (environment). Karena enzim suatu protein, jadi merupakan suatu amfolit sehingga kerjanya tergantung
ph
larutan
sekitarnya [4]. Amilase merupakan enzim yang berfungsi memecah pati atau tururnannya. Senyawa ini terdapat pada hewan dan tumbuhan .amilase dapat dibagi dalam tiga golongan yaitu [4]: 1. Amilase yang dapat memecah pati secara acak dari tengah atau dari bagian dalam molekulnya karenanya disebut endoamilase 2. Amilase yang menghidrolisis unit gula dari ujung pati karenanya disebut eksoamilase 3. Glukoamilase yang dapat memisah glukosa dari terminal gula nonpereduksi substrat pati. Di alam terdapat 2 macam amilase yakni
-amilase dan -amilase. Untuk
-amilase biasnya terdapat pada tumbuh-tumbuhan tingkat tinggi, sedangkan amilase ditemukan pada bakteri dan getah-getah cairan yang dikeluarkan manusia (saliva, darah, urin) [3]. Ketika makanan dikunyah, makanan bercampur dengan saliva yang terdiri dari enzim ptialin (suatu amilase) yang disekresikan oleh kelenjar parotis. Enzim ini menghidrolisis tepung menjadi disakarida maltosa dan polimer glukosa kecil lainnya yang mengandung 3-9 molekul glukosa seperti maltrotiosa dan limit dekstrin yang merupakan titik cabang molekul tepung [7].
21 Tahapan hidrolisis amilum dapat dilukiskan sebagai berikut [4]: Amilum
Maltosa
Amilodekstrin
(dengan I 2 berwarna ungu )
Maltosa
Eritrodekstrin
(dengan I 2 berwarna merah)
Maltosa
Akrodekstrin
(dengan I 2 tidak berrwarna)
Dekstrin sederhana
Maltosa
Glukosa Amilase tinggi tepung maizena diperoleh dari satu keanekaragaman spesifik dari jagung yang kaya pada kanji resisten yang jenis 2, satu klasifikasi berlandaskan struktur dan konformasi dari molekul kanji orang pribumi. Ketika ini dimakan 50 sampai 70% dari kanji bukan dicerna pada usus halus. Pada manusia sehat, tinggi amylose maizena kanji adalah ragi dan dikonversi ke asam yang mengandung lemak rangkai pendek pada kolon. Enzim amilase menghidrolisis amilum menghasilkan satuan-satuan maltosa sampai sebanyak kira-kira
60-70% dari total amilum serta
sisanya sebagai dekstrin [4]. Amilosa merupakan polimer berantai panjang (tidak bercabang). Tetapi berbentuk spiral. Molekulnya terbentuk dari sejumlah 300-400 satuan glukosa (monomer) dengan ikatan glikosidik
(1,4). Enzim amilase dapat menghidrolilsis
sampai habis dengan produk akhir berupa maltosa, enzim ini mempunyai kemampuan khusus dalam memutus rantai polisakarida pada ikatan glikosidik satu (sehingga menghasilkan maltosa) [3].
(1,4) berselang
22 Enzim amilase berfungsi memecah amilum menjadi sakarida yang sederhana, di dalam tubuh dihasilkan oleh saliva dan pankreas. Enzim amilase yang dihasilkan di pankreas menghidrolisis amilum menjadi glukosa sedangkan enzim amilase yang ada di saliva hanya menghidrolisis amilum sampai menjadi maltose [4]. Enzim amilase pada saliva memiliki pH daerah optimum yaitu 6,7. Enzim dapat bekerja dengan pada pH normal yaitu 5-9, dan akan mengalami denaturasi bila bekerja melewati pH normal sehingga aktivitas katalistik hilang [2].
23 BAB V
PENUTUP
A. Simpulan
Simpulan yang dapat diperoleh dari percobaan ini adalah sebagai berikut: 1. Perubahan wana dari warna biru pada percobaan saliva kali ini menjadi warna kuning terjadi pada menit ke-0. 2. Perubahan warna pada reaksi ini terjadi karena adanya reaksi dari enzim amilase yang bereaksi dengan amilum setelah diberi inhibitor iodium. 3. Satu unit aktivitas amilase yaitu tidak terhingga ( ). B. Saran
1. Pada saat praktikum berlangsung praktikan seharusnya dapat menjaga ketertiban ruangan agar tidak ribut. 2. Praktikan harus berhati-hati saat praktikum berlangsung agar tidak terjadi kerusakan pada alat-alat praktikum.
23
24 DAFTAR PUSTAKA
1. Winarno, FG. 1983. Enzim Dan Pangan. Jakarta : Gramedia. 2. Anonymous. 2011. Diktat dan Modul Biokimia Keperawatan. Banjarbaru : Bagian Biokimia Kedokteran FK UNLAM. 3. Murray, et al. 2009. Biokimia Harper. Jakarta : EGC. 4. Suwandi, M. 1989. Kimia Organik. Jakarta : FK UI. 5. Teshima K, Murakami R, Tomitaka E, Nomura T, Toya R, Hirak A, et al. Radiation-induced Parotid Gland Changes in Oral Cancer Patients: Correlation Between Parotid Volume and Saliva Production . Jpn J Clin Oncol; 40(1)42 – 46. 2010. 6. Hu S, Li Y, Wang J, Xie Y, Tjon K, Wolinsky L, et al. Human Saliva Proteome and Transcriptome. J Dent Res 85: 1129. 2006.
7. Guyton AC, Hall. 2009. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 9. Jakarta : EGC.
23
