Laporan Glikolisis Dalam Sel Ragi PERCOBAAN III GLIKOLISIS DALAM SEL RAGI
I.
Tujuan
Adapun tujuan dilakukannya percobaan ini adalah sebagai be rikut: 1. Mempelajari/mengamati proses glikolisis di dalam sel ragi dengan mengukur tinggi kolom CO2 yang dihasilkan. 2. Mempelajari/mengamati pengaruh inhibitor seperti fluoride dan arsenat terhadap proses glikolisis. II.
Dasar Teori
Glikolisis merupakan rangkaian reaksi yang mengkonversi glukosa menjadi piruvat. Pada organisme aerob, glikolisis adalah pendahuluan daur asam sitrat dan rantai transport electron, saat sebagian besar energi bebas glukosa dihasilkan. Sepuluh reaksi glikolisis terjadi didalam sitosol. Pada tahap pertama, glukosa dikonversi menjadi fruktosa 1,6-bifosfat melalui reaksi fosforilasi, isomerasi, dan fosforilasi kedua. Dua molekul ATP dipakai per molekul glukosa pada reaksi-reaksi ini. Pada tahap kedua, fruktosa 1,6 difosfat dipecah oleh aldolase membentuk dihrosiaseton fosfat dan gliserildehida 3-fosfat, yang dengan mudah mengalami interkonvensi. Gliseraldehida 3-fosfat kemudian mengalami oksidasi dan fofforilasi membentuk 1-3-bisfosfogliserat, suatu asetil fosfat dengan potensi transfer fosforil yang tinggi. 3-fosfogliserat kemudian terbentuk dan ATPdihasilkan. Pada tahap akhir glikolisis, fosfoenolpiruvat, zat antara kedua dengan potensi transfer yang tinggi, dibentuk melalui pergeseran fosforil dan dehidrasi. ATP lainnya dihasilkan sewaktu fosfienolpiruvat dikonnversi menjadi piruvat. Tedapat keuntungan bersih dua molekul ATP pada pembentukan dua molekul piruvat piruvat dari satu molekul glukosa. Akseptor elektron pada oksidasi gliseraldehida 3-fosfat adalh NAD+, yang harus dihasilkan kembali agar glikosis dapat dihasilkan kembali agar glikolisis dapat berlangsung terus. Pada organism aerob, NADH yang terbentuk pada glikolisis mentransfer elektronnya ke O 2 melalui rantai transport elektron, dan dengan demikian menghasilkan kembali NAD +. Pada keadaan aerob, NAD+dihasilkan
kembali
melalui
reduksi
piruvat
menjadi
laktat.
Pada
sejumlah
mikroorganisme, NAD+ biasanya dihasilkan kembali oleh sintesis laktat atau etanol dari piruvat. Dua proses ini merupakan contoh fermentasi.
Jalur glikolisis mempunyai peran ganda: degradasi glukosa untuk menghasilkan ATP, dan memberikan unit-unit penyusun untuk sintesis komponen-komponen sel. Kecepatan konversi glukosa piruvat diatur sesuai dengan dua keperluan utama sel ini. Pada reaksi fisiologis, reaksi-reaksi glikolisis dengan mudah reversible kecuali reaksi-reaksi yang dikalisis oleh heksokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase. Fosfofruktokinase, elemen pengontrol terpenting pada glikolisis, dihambat oleh kadar tinggi ATP dan sitrat, dan diaktifkan oleh AMP dan fruktosa 2,6 bifosfat. Pada hati, bifosfat menandakan bahwa glukosa berlimpah. Karenanya, fosfofruktokinase aktif bila diperlukan energy atau unit-unit penyusun.
Hksokinase
dihambat
oleh
glukosa
6-fosfat,
yang
berakumulasi
bila
fosfofruktokinase aktif. Piruvat kinase situs pengontrol lainnya, secara alosterik dihambat oleh ATP dan alanin, dan diaktif oleh fruktosa 1,6 bifosfat. Akibatnya, piruvat kinase aktif maksimal bila muatan energy rendah dan zat-zat ntara glikolisis menumpuk. Piruvat kinase, seperti enzim bifungsi yang mengontrol kadar fruktosa 2,6 bisfosfat, diatur melalui fosforilasi. Kadar glukosa yang rendah dalam darah mendorong fosforilasi pirivat kinase hati, sehingga aktivitasnya menurun dengan demikian menurunkan pemakaian glukosa dalam hati (Anonim, 2011).
III.
Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah sebagai berikut:
-
Alat:
1. Tabung peragian 4 buah 2. Pipet tetes 3. Gelas kimia 4. Penangas listrik 5. Batang pengaduk 6. Tabung reaksi 7. Statif dan klem 8. Gelas ukur 10 mL 9. Mistar 10. Stopwatch
-
Bahan:
1. Ragi 2. Larutan Ca(OH)2 1 M
3. Larutan glukosa 2% 4. Larutan fluoride 5. Larutan arsenat 6. Aquades
IV.
Prosedur Kerja
Adapun prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini adalah sebagai berikut: 1. Menyediakan 4 buah tabung peragian yang bersih dan kerin g Menggunakan tabung 1 sebagai control positif Menggunakan tabung 2 sebagai control negative Menggunakan tabung 3 dan 4 untuk melihat pengaruh inhibitor 2. Memasukkan 14 mL suspensi ragi ke dalam tabung peragian 1 3. Memasukkan 14 mL suspensi ragi yang telah dididihkan ke dalam tabung reaksi 2 4. Memasukkan 13,5 mL suspensi ragi ke dalam tabung reaksi 3 kemudian menambahkan 0,5 mL larutan fluoride 5. Memasukkan 13,5 mL suspensi ragi ke dalam tabung reaksi 4, kemudian menambahkan 0,5 larutan arsenat 6. Memasukkan 10 mL larutan Ca(OH) 2 ke dalam tabung reaksi, kemudian meletakkannya pada ujung selang tabung peragian 7. Menambahkan 2 mL larutan glukosa 2% ke dalam masing-masing tabung peragian secara bersamaan, kemudian mengukur tinggi kolom sebelum dihasilkannya CO 2, selanjutnya membuka kran tabung peragian 8. Membiarkan suspensi ragi tersebut selama 15 menit dalam suhu kamar 9. Setelah tepat 15 menit menutup kembali kran pada lengan tabung peragian, kemudian melakukan pengukuran pada setiap tabung tersebut tinggi kolom CO 2 yang terbentuk pada lengan tertutup 10. Mengamati keadaan suspensi ragi dan keadaan larutan Ca(OH) 2.
V.
Hasil Pengamatan Adapun hasil pengamatan yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebagai berikut: Tabung Hasil
Tinggi
1
2
3
4
Kontrol +
Kontrol -
+ fluorida
+ arsenat
2,4 cm
0
1,5 cm
1,5 cm
kolom CO2 yang terbentuk Keadaan suspensi ragi
Berwarna putih susu Terbentuk banyak gelembung Tercampur
berwarna putih susu Tidak terbentuk gelembung Campuran
Berwarna putih susu Terbentuk sedikit gelembung Tercampur
Berwarna putih susu Terbentuk sedikit gelembung Tercampur
terpisah Tidak ada endapan
Tidak ada endapan
Tidak ada endapan
Tidak ada endapan
Keadaan Ca(OH)2
VI.
Persamaan Reaksi
C6H1206 → 2C2H5OH + 2C0 2 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
VII. Pembahasan
Metabolisme merupakan suatu proses reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup guna memperoleh energi untuk kelangsungan hidupnya. Metabolisme terbagi menjadi dua jalur yaitu anabolisme (suatu proses untuk membentuk atau mensintesa suatu
senyawa) dan katabolisme (suatu proses perombakan atau penguraian suatu senyawa sehingga menghasilkan energi). Glikolisis merupakan proses penguraian atau katabolisme karbohidrat (glukosa) menjadi asam piruvat. Glikolisis dapat berlangsung secara aerob (memerlukan oksigen) dan juga anaerob (tanpa oksigen). Dalam kondisi aerob, piruvat yang terbentuk akan dioksidasi menjadi CO2 dan H2O. Sedangkan dalam kondisi anaerob, karbohidrat seperti glukosa dan sukrosa akan diuraikan oleh enzim dalam ragi menjadi alkohol dan CO 2 sebagai produk akhir (Anonim, 2010). Adapun tujuan dilakukannya percobaan ini yaitumempelajari/mengamati proses glikolisis di dalam sel ragi dengan mengukur tinggi kolom CO 2 yang dihasilkan, serta mempelajari/mengamati pengaruh inhibitor seperti fluorida dan arsenat terhadap proses glikolisis. Pertama-tama prosedur yang dilakukan yaitu membuat suspensi ragi dengan cara memasukkan ragi ke dalam gelas kimia kemudian menambahkannya dengan aquades. Suspensi yang digunakan dibedakan menjadi dua yaitu suspensi ragi tanpa dididihkan dan suspensi ragi yang dididihkan. Suspensi ragi berfungsi sebagai bahan yang digunakan sebagai sel ragi tempat berlangsungnya proses glikolisis. Jalur glikolisis ditemukan di dalam sitosol sel. Suspensi ragi ini dibedakan menjadi dua yaitu suspense ragi tanpa dididihkan dan suspensi ragi yang dididihkan. Suspensi ragi yang tidak dididihkan bertindak sebagai sel ragi yang masih berfungsi baik sebagai sel hidup dalam proses glikolisis dan dijadikan sebagai kontrol positif. Sedangkan suspensi yang dididihkan bertindak sebagai sel ragi yang telah rusak sehingga tidak berfungsi efektif lagi sebagai sel hidup dalam proses glikolisis dan dijadikan sebagai kontrol negative. Kemudian memasukkan 14 mL suspensi ragi yang tanpa di didihkan ke dalam tabung peragian 1, sedangkan untuk tabung peragian 3 dan tabung peragian 4 masing-masing sebanyak 13,5 mL. Untuk tabung peragian 2 dimasukkan suspensi ragi yang dididihkan sebanyak 14 mL. Kemudian menambahkan 0,5 mL larutan fluorida kedalam tabung peragian 3 dan 0,5 mL larutan arsenat ke dalam tabung peragian 4. Teknik ini sebisa mungkin dilakukan dengan cepat (tabung peragian tertutup), tujuannya untuk meminimalisir kontak antara oksigen dengan campuran larutan, karena diharapkan glikolisis alkohol ini berjalan secara anaerob (tanpa oksigen). Larutan fluorida dan larutan arsenat berfungsi sebagai penghambat atau inhibitor kerja enzim dalam memecah glukosa menjadi etanol dan CO2 (Anonim, 2011). Kemudian memasukkan masing-masing 10 mL larutan Ca(OH) 2kedalam 4 buah tabung reaksi yang berbeda dan meletakkannya pada ujung selang tabung peragian.
Menambahkan 2 mL larutan glukosa 2% ke dalam masing-masing tabung peragian secara bersamaan, dan kemudian mengukur tinggi kolom sebelum dihasilkannya CO 2, selanjutnya membuka kran tabung peragian. Larutan glukosa 2% berfungsi sebagai bahan utama yang digunakan dalam proses glikolisis oleh sel ragi, dimana glikolisis akan memecah glukosa menjadi etanol dan CO 2. Setelah itu mendiamkannya selama 15 menit, dan mengamati tinggi kolom udara yang terjadi. Tujuan pendiaman selam 15 menit yaitu agar berlangsungnya proses glikolisis dalam sel ragi. Terbentuknya kolom udara tersebut diakibatkan oleh adanya gas CO2 yang dihasilkan melalui proses glikolisis ini, semakin banyak CO 2 yang terbentuk maka semakin besar pula tekanan yang ada di dalam tabung sehingga kolom udara akan terlihat lebih tinggi. Adapun tinggi kolom CO 2 yang dihasilkan dari percobaan ini yaitu untuk tabung 1 yaitu 2,4 cm suspensinya berwarna putih susu dan bercampur, terbentuk banyak gelembung serta tidak ada endapan pada larutan Ca(OH) 2., tabung 2 tidak dihasilkan tinggi kolom CO2, suspensinya berwarna putih susu dan terpisah/tidak bercampur, tidak terbentuk gelembung serta tidak ada endapan pada larutan Ca(OH) 2, sedangkan untuk tabung 3 dan 4 yaitu 1,5 cm, suspensinya berwarna putih susu dan bercampur, terbentuk sedikit gelembung serta tidak ada endapan pada larutan Ca(OH) 2 Dalam larutan Ca(OH)2 tidak terbentuk endapan CaCO 3 hal ini dikarenakan karenan kadar CO2 yang terbentuk hanya sedikit. Kadar glukosa dan kadar etanol dari hasil glikolisis sel ragi dapat ditentukan dengan melihat tinggi rendahnya kolom CO 2 yang terbentuk pada lengan tabung. Semakin tinggi kolom CO2 yang terbentuk, maka kadar CO 2 yang dihasilkan pada proses glikolisis semakin tinggi, yang berarti kadar glukosa dalam sel ragi berkurang karena glukosa dihidrolisis oleh enzim glikolisis menjadi CO2 dan etanol. Sedangkan kadar etanol juga akan meningkat jika tinggi kolom CO 2 semakin besar karena etanol dan CO 2 merupakan hasil penguraian glukosa pada proses glikolisis. Sebaliknya jika kolom CO2 semakin rendah, maka kadar etanol juga akan rendah dan kadar glukosa meningkat. Hal ini terjadi karena glukosa tidak banyak terurai menjadi etanol dan CO2. Dengan demikian dapat dikatakan proses glikolisis tidak berlangsung dengan baik. Hal ini dapat disebabkan oleh adanya inhibitor dalam proses glikolisis yang mempengaruhi fungsi enzim dalam memecah glukosa atau juga disebabkan oleh rusaknya sel ragi sehingga proses glikolisis tidak terjadi. Dalam beberapa jasad renik seperti ragi, glukosa dioksidasi menghasilkan etanol dan CO2 dalam proses yang disebut fermentasi alkohol. Jalur metabolisme proses ini sama dengan glikolisis sampai dengan terbentuknya piruvat. Dua tahap reaksi enzim berikutnya adalah reaksi perubahan asam piruvat menjadi asetaldehide, reaksi reduksi asetaldehide
menjadi alkohol. Dalam reaksi yang pertama piruvat didekarboksilasi diubah menjadi asetaldehide dan CO2 oleh piruvat dekarboksilase, suatu enzim yang tidak terdapat dalam hewan (Anonim, 2011). Reaksi dekarboksilasi ini merupakan reaksi yang tidak reversible, membutuhkan ion Mg2+ dan koenzim tiamin piropospat. Dalam reaksi terakhir, asetaldehide direduksi oleh NADH dengan enzim alkohol dehidrogenase, menghasilkan etanol. Dengan demikian etanol dan CO2 merupakan hasil akhir fermentasi alkohol, dan jumlah energi yang dihasilkannya sama dengan glikolisis anaerob, yaitu 2 ATP. (Anonim, 2010). Persamaan reaksi dari hasil fermentasi alcohol berupa sebuah molekul C02 dan sebuah molekul etanol ( sebenarnya masing-masing dua molekul untuk setiap molekul glukosa yang difermentasi) yaitu C6H1206 → 2C2H5OH + 2C02 Sebagian besar energi yang terkandung di dalam glukosa masih terdapat dalam etanol (inilah sebabnya mengapa etanol sering dipakai sebgai bahan bakar bensin). Ragi meracuni diri sendiri jika konsentrasi ethanol mencapai kira-kira 13%. Fermentasi telah membuang sebuah karbohidrat ( C 3H603 ), mengoksidai sebuah karbon dengan sempurna ( menjadi C0 2 ) dan mereduksi lainnya ( CH 3CH2OH ) (Anonim, 2010). \
VIII. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebagai berikut: 1. Tinggi kolom CO 2 yang dihasilkan pada percobaan ini yaitu untuk tabung 1 sebesar 2,4 cm, tabung 2 tidak dihasilkan tinggi kolom CO 2, sedangkan untuk tabung 3 dan 4 sebesar 1,5 cm. 2. Larutan fluorida dan larutan arsenat berfungsi sebagai penghambat atau inhibitor kerja enzim dalam memecah glukosa menjadi etanol dan CO 2. Hal ini dapat di tunjukkan dengan tinggi kolom CO2 yang terbentuk pada masing-masing tabung, untuk tabung peragian yang ditambahkan larutan fluoride dan arsenat menghasilkan tinggi kolom CO 2 yang lebih rendah dibandingkan pada control positif ini menandakan bahwa adanya penghabatan proses glikolisis sehingga CO2 yang terbentuk lebih sedikit.
