LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA Katalase
Oleh :
Noviana Hapsari
(12317244001)
Vyta Andri Setyo U
(12317244002)
Ana Arifatul U
(12317244003)
Muhamad Hasbi A
(12317244004)
Rinaldi Indra S
(12317244005)
JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2012
BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG
Metabolisme merupakan suatau reaksi kimia yang terjadi didalam tubuh makhluk hidup. Reaksi metabolisme tersebut dimaksudkan untuk memperoleh energi, menyimpan energi, menyusun bahan makanan, merombak bahan makanan, memasukkan atau mengeluarkn zat - zat, melakukan gerakan, menyusun struktur sel, merombak struktur – struktur struktur sel yang tidak dapat digunakan di gunakan lagi, dan menanggapi rangsang. Dalam suatu reaksi kimia terdapat zat
–
zat atau senyawa
–
senyawa baik yang sifatnya menghambat (inhibitor), atau mempercepat reaksi (aktivator). Katalisator adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu. Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Metabolisme yang merupakan reaksi kimia memiliki katalisator yang disebut dengan enzim. Enzim yang tersusun atas protein dan molekul lainnya bekerja dengan menurunkan energi aktivasi, sehingga tidak diperlukan suhu dan energi tinggi untuk melakukan suatu reaksi kimia didalam tubuh.Jika tidak terdapat katalisator dalam metabolisme, maka suhu tubuh akan meningkat dan membahayakan bagi tubuh makhluk hidup. Kerja enzim tentunya dipengaruhi oleh faktor dalam dan luar enzim. Faktor dalam misalnya substansi – substansi substansi genetik yang dibawa oleh masing – masing masing enzim.Keinginan kami untuk mengetahui faktor luar yang mempengaruhi kerja enzim, dan memenuhi tugas biologi, merupakan suatu motivasi kami untuk melakukan percobaan sederhana yang menggunakan enzim katalase sebagai contoh(sample)
1.2 TUJUAN
1.2.1 Untuk melacak dan menunjukkan keberadaan enzim katalase dalam jaringan hewan dan tumbuhan. 1.2.2 Untuk mengetahui pengaruh penambahan H 2O2, jaringan katalase, pada aktivitas enzim katalase. 1.2.3 Untuk mengetahui pengaruh pH dan temperature pada aktivitas katalase.
BAB II DASAR TEORI
Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik.Molekul awal yang disebut substrat akan dipercepat perubahannya menjadi molekul lain yang disebut produk. Jenis produk yang akan dihasilkan bergantung pada suatu kondisi/zat, yang disebut promoter. Semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat dalam suatu arah lintasan metabolisme yang ditentukan oleh hormonsebagai promoter. Enzim bekerja dengan cara bereaksi dengan molekul substrat untuk menghasilkan senyawa intermediat melalui suatu reaksi kimia organik yang membutuhkan energi aktivasilebih rendah, sehingga percepatan reaksi kimia terjadi karena reaksi kimia dengan energi aktivasi lebih tinggi membutuhkan waktu lebih lama. Sifat-sifat Enzim
a.
Enzim hanya mengubah kecepatan reaksi, artinya enzim tidak mengubah produk akhir yang dibentuk atau mempengaruhi keseimbangan reaksi, hanya meningkatkan laju suatu reaksi.
b.
Enzim bekerja secara spesifik, artinya enzim hanya mempengaruhi substrat tertentu saja.
c.
Enzim merupakan protein. Oleh karena itu, enzim memiliki sifat seperti protein. Antara lain bekerja pada suhu optimum, umumnya pada suhu kamar. Enzim akan kehilangan aktivitasnya karena pH yang terlalu asam atau basa kuat, dan pelarut organik. Selain itu, panas yang terlalu tinggi akan membuat enzim terdenaturasi sehingga tidak dapat berfungsi sebagai mana mestinya.
d.
Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit. Sesuai dengan fungsinya sebagai katalisator, enzim diperlukan dalam jumlah yang sedikit.
e.
Enzim bekerja secara bolak-balik. Reaksi-reaksi yang dikendalikan enzim dapat berbalik, artinya enzim tidak menentukan arah reaksi tetapi hanya mempercepat laju reaksi sehingga tercapai keseimbangan. Enzim dapat menguraikan sebaliknya,
suatu
senyawa
menyusun
menjadi
senyawa-senyawa
senyawa-senyawa
menjadi
lain.
senyawa
Atau
tertentu.
Reaksinya dapat digambarkan sebagai berikut. f.
Enzim
dipengaruhi
oleh
faktor
lingkungan.
Faktor-faktor
yang
mempengaruhi kerja enzim adalah suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat) serta konsentrasi substrat. Cara kerja enzim dapat dijelaskan dengan dua teori, yaitu teori gembok dan anak kunci, dan teori kecocokan yang terinduksi. a.
Teori gembok dan anak kunci (Lock and key theory )
Enzim dan substrat bergabung bersama membentuk kompleks, seperti kunci yang masuk dalam gembok. Di dalam kompleks, substrat dapat bereaksi dengan energi aktivasi yang rendah. Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta membebaskan enzim. b.
Teori ketetapan induksi (induced fit theory)
Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupi substrat membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim tidak aktif menjadi bentuk yang lepas. Sehingga, substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut. Kerja Enzim Katalase
Enzim merupakan senyawa yang dibentuk secara alamiah oleh tubuh organisme. Enzim ini memiliki peranan dalam membantu proses penting di dalam tubuh
organisme
tersebut.
Dalam
lingkup
ilmu
pengetahuan,
enzim
diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis. Pengelompokkan ini didasarkan pada beberapa hal antara lain fungsi biologis enzim, susunan gugus enzim, tingkat kelarutan serta struktur 3 dimensi enzim itu sendiri. Salah satu jenis enzim yang memiliki peranan yang cukup penting adalah enzim katalase. Enzim ini berperan dalam mengurai H2O2 atau Hidrogen Peroksida yang apabila tidak diurai akan menjadi senyawa beracun. Enzim katalase dari mamalia seperti manusia, ataupun sapi, ayam ataupun mikroba moderat (jamur) misalnya, hanya dapat berfungsi di antara suhu 37-40 derajat celcius. Jika suhu terlalu rendah ( < 10 0C) , maka enzim ini akan berhenti bekerja, tetapi tidak mengalami kerusakan dan akan bekerja kembali jika suhu telah normal. Jika suhu terlalu tinggi ( >40 0C), enzim ini akan mengalami denaturasi sehingga tidak dapat dipakai kembali. pH optimum untuk enzim katalase adalah pH netral ( 6,5
–
7,5 ),
sedangkan pada lingkungan yang ber-pH Asam atau Basa, enzim ini akan mengalami denaturasi. Dengan demikian reaksi pemecahan Hidrogen peroksida oleh enzim katalase tidak dapat berlangsung di lingkungan asam maupun basa . Susunan Enzim Katalase
Enzim katalase ini terdiri atas 4 gugusan heme. Ia ada pada tulang, ginjal, membran mukosa dan juga hati. Adapun aktifitas enzim katalase ini ditemukan di wilayah mitokondria, peroksosom dan juga sutoplasma. Enzim katalase ini mempunyai 4 rantai polupeptida yang pada masing-masing rantain ya tersusun atas kurang lebih 500 asam amino. Selain itu, enzim katalase ini juga mempunyai empat kelompok heme yang terbentuk dari cincin protoporphyrin. Cincin ini mengandung atom besi yang tunggal. Adapun berat molekul tersebut sekitar 118.054,25 gram/mol. Struktur sekunder : 31% helical (22 helik; 161 residu) 16% beta sheet (19 strands; 82 residu). Enzim
katalase
ini
dimasukkan
ke
dalam
golongan
enzim
hidroperoksidase dimana ia melindungi tubuh organisme dari senyawa peroksida
yang berbahaya. Penumpukan senyawa ini bisa memancing radikal bebas yang jika tidak diurai akan membuat membran sel di dalam tubuh rusak dan memancing
penyakit
semacam
kanker
dan
juga
arterosklerosis.
Fungsi Enzim Katalase
Seperti telah dijelaskan sebelumnya, enzim katalase ini berperan dalam mengurai senyawa peroksida yanga da du dalam tubuh. Lebih detil, senyawa tersebut bernama Hidrogen Peroksida atau H2O2. Hidrogen peroksida (H2O2) merupakan hasil dari respirasi dan dibuat di dalam seluruh sel - sel organisme. H2O2 berbahaya dan harus dibuang secepatnya. Pada posisi inilah enzim katalase dibutuhkan. Enzim katalase diproduksi sel untuk mengkatalis H2O2. Enzim ini akan melakukan serangkaian proses yang mengurai H2O2 menjadi oksigen dan juga air. Katalase berperan sebagai enzim peroksidasi khusus dalam reaksi dekomposisi hydrogen peroksida menjadi oksigen dan air. Enzim ini mampu mengoksidasi 1 molekul hydrogen peroksida menjadi oksigen. Kemudian secara simultan juga dapat mereduksi molekul hydrogen peroksida kedua menjadi air. Reaksi dapat berjalan bila terdapat senyawa pemberi ion hydrogen (AH2) seperti methanol, etanol dan format. Peran katalase dalam mengkatalis H2O2 relatif lebih kecil dibandiingkan dengan kecepatan pembentukannya. Sel-sel yang mengandung katalase dalam jumlah sedikit sangat rentan terhadap peroksida. Oleh karena itu katalase berperan penting dalam mekanisme pertahanan sel darah merah terhadap serangan oksidaror hydrogen peroksida. Pada kondisi tertentu, organisme utamanya manusia bisa saja kekurangan enzim katalase. Kondisi akan akan membawa sejumlah kerugian terutama yang berkaitan dengan organ yang banyak menyimpan enzim katalase
Cacing Tanah
Cacing tanah ( Lumbricus rubellus) sering disebut perut bumi karena semua mikroorganisme menguntungkan ada di perut cacing tanah. Cacing tanah yang kelihatan sangat lemah tapi mempunyai kekuatan yang melebihi semua kekuatan yang ada bumi ini, yaitu kekuatan untuk merubah semua bentuk bahan organik dalam sekejap menjadi tanah subur dan kekuatan lainnya. Cacing tanah termasuk binatang lunak di alam ada 1800 species, tetapi baru sebagian kecil dapat dimanfaatkan. Cacing tanah termasuk binatang yang sangat kompleks karena masing-masing jenis cacing tanah memiliki habitat yang spesifik. Hal ini menyebabkan setiap jenis cacing tanah akan bertahan pada habitatnya masingmasing. Cacing tanah dapat hidup dengan baik pada pH 6 s/d 7,2, kelembaban 12,5 s/d 17,5 dan suhu 15 s/d 31 oC. Dari berbagai hasil penelitian, ternyata kandungan protein tepung cacing Lumbricus rubellus mencapai 66-78 %, mempunyai protein alami asam omega 3 dan asam amino paling lengkap. Kandungan enzimnya antara lain; Enzim Lumbrokinase, yang menormalkan tekanan darah, enzim Peroksidase dan Katalase sangat efektif dalam penyembuhan penyakit degeneratif seperti, diabetes mellitus, kolesterol tinggi dan rematik. Enzim Selulase dan Lignase mengatasi gangguan pencernaan atau maag. Kandungan lain yang dimiliki adalah Arachidonicacid
efektif
sebagai
penurun
suhu
tubuh,
Zat
penghambat
perkembangan kuman Salmonella typhimurium, Escherichia coli, Staphylococcus albus, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, efektif untuk penyembuhan penyakit diare, typus dan lain-lain. Kacang Hijau
Enzim memiliki konsentrasi yang berbeda-beda tiap tahap pertumbuhan, Hal ini tentunya berlaku pada enzim katalase pada kacang hijau. Semakin tinggi tingkatan pertumbuhan semakin banyak kandungan enzimnya, karena enzim yang dibutuhkan untuk aktivitasnya juga semakin banyak. Pada tanaman kacang hijau, kadar enzim katalase pada tanaman berkecambah tentunya lebih tinggi daripada
kacang hijau dalam bentuk biji. Pada bentuk biji tanaman masih dalam fase dormansi, sehingga masih banyak enzimnya yang belum akti f. Larutan H2O2
HidogenPeroksida (H2O2), merupakan senyawa racun dalam tubuh yang terbentuk pada proses pencernaan makanan. Hidrogen peroksida dengan rumus kimia H2O2 ditemukan oleh Louis Jacquea Thenard pada tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia organik yang memiliki sifat oksidator kuat dan bersifat racun dalam tubuh. Senyawa peroksida harus segera diuraikan menjadi air (H 2O) dan oksigen (O2) yang tidak berbahaya. Enzim katalase mempercepat reaksi penguraian peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2). Penguraian peroksida (H2O2) ditandai dengan timbulnya gelembung. Bentukreaksikimianya adalah: 2H2O2
2H2O(g) + O2(g)
Senyawa H2O2 yang ada dalam tubuh sangat berbahaya.Maka enzim katalase menguraikan H2O2 menjadi H2O dan gas O 2 yang tidak berbahaya bagi tubuh.Ada tidaknya gelembung merupakan indikator adanya air dalam wujud uap. Sedangkan menyala atau tidaknya bara merupakan indikator adanya gas oksigen dalam tabung tersebut.
BAB III EKSPERIMENTAL SET UP 3.1 WAKTU DAN TEMPAT PRAKTIKUM
Biochemistry laboratory, 29 Oktober 2013 3.2 ALAT DAN BAHAN
3.2.1 ALAT a. Tabung reaksi b. Pipet tetes c. Tabung berskala d. Pisau silet e. Sumbat gabus / karet f. Neraca g. Klem dan statif h. Beker gelas i.
Lidi dan korek
j.
Slang Plastik
3.2.2 BAHAN a. Anterior, abdomen dan posterior cacing b. Biji kacang hijau c. Kacang Hijau muda d. Kecambah kacang hijau e. H2O2 10% f. NaOH 5% g. HCl 5% h. MnO2 ( serbuk ) i.
Aquades
j. pH stick
3.3 LANGKAH PENGAMATAN
3.3.1 MELIHAT KEBERADAAN KATALASE Mengambil sampel : - Anterior , abdomen, posterior cacing ; biji kacang hijau, kacang hijau muda, kecambah kacang hijau ; MnO 2
Memasukkan masing-masing sampel ke dalam tabung reaksi yang telah diisi 1 ml H2O2. Menututup dengan sumbat gabus / karet.
Menghubungakan masing-masing tabung reaksi dengan t abung berskala yang penuh berisi air dengan selang plastik.
Mencatat jumlah gelembung dan lama terbentuk gelembung. Melakukan tes nyala.
3.3.2 MELIHAT PENGARUH PENAMBAHAN H 2O2, DAN SAMPEL PADA AKTIFITAS KATALASE Melakukan langkah a-d pada kegiatan 1, masing-masing 2 tabung reaksi. (2 set)
Melakukan langkah a-d pada kegiatan 1, masing-masing 2 tabung reaksi. (2 set)
Setelah tidak terbentuk gelembung, pada masing-masing tabung pertama ditambahkan H2O2. Pada tabung keduanya ditambahkan masing-masing sampel.
Mencatat pada tabung reaksi mana terjadi penguraian H 2O2 .
.
3.3.3 MELIHAT PENGARUH PH TERHADAP KATALASE Menyiapkan 9 buah tabung reaksi dan masing-masing diisi dengan 1ml H2O2
Pada 3 tabung pertama ditambah HCl sehingga diperoleh pH 1 Pada 3 tabung kedua ditambah HCl sehingga diperoleh pH 6-7 Pada 3 tabung ketiga ditambah NaOH sehingga diperoleh pH 14
Menambahkan anterior, abdomen, dan posterior cacing atau biji kacang hijau, kacang hijau muda, dan kecambah pada tiap-tiap tabung dengan variasi pH berbeda
Menghubungakan masing-masing tabung reaksi dengan tabung berskala yang penuh berisi air dengan selang plastik.
Mencatat jumlah gelembung dan lama terbentuk gelembung. Melakukan tes nyala.
3.3.4 MELIHAT PENGARUH SUHU TERHADAP KATALASE
Menyiapkan 3 buah tabung reaksi dan diisi dengan 1 ml H2O2
Memasukkan tiap tiap bagian tubuh cacing atau ketiga tahap o
pertumbuhan kacang hijau kedalam air bersuhu 5 C selama 5-10 menit. Setelah itu memasukkan hati hasil rendaman ke tabung pertama. Menutup tabung dengan sumbat karet.
Memasukkan tiap tiap bagian tubuh cacing atau ketiga tahap o
pertumbuhan kacang hijau kedalam air bersuhu 35 C selama 5-10 menit. Setelah itu memasukkan hati hasil rendaman ke tabung pertama. Menutup tabung dengan sumbat karet.
Memasukkan tiap tiap bagian tubuh cacing atau ketiga tahap o
pertumbuhan kacang hijau kedalam air bersuhu 75 C selama 5-10 menit. Setelah itu memasukkan hati hasil rendaman ke tabung pertama. Menutup tabung dengan sumbat karet.
Menghubungakan masing-masing tabung reaksi dengan tabung berskala yang penuh berisi air dengan selang plastik.
Mencatat jumlah gelembung dan lama terbentuk gelembung. Melakukan tes nyala.
BAB IV HASIL PENGAMATAN
4.1 Tabel 1 : MELIHAT KEBERADAAN KATALASE No Sampel
Jumlah gelembung
1
Lama terbentuk
Tes nyala
Cacing Anterior
71
Langsung terbentuk
++
Abdomen
133
Langsung terbentuk
+++
Posterior
114
Langsung terbentuk
++
2
Kecambah Biji
61
Langsung terbentuk
+
Muda
66
Langsung terbentuk
+
Berkecambah
80
Langsung terbentuk
+++
MnO2
73
Langsung terbentuk
++
3
4.2 Tabel 2 : MELIHAT PENGARUH PENAMBAHAN H 2O2, DAN SAMPEL PADA AKTIFITAS KATALASE.
Bagian Tubuh Cacing 1 Bagian Cacing
Jumlah Gelembung
Posterior
Abdomen
Anterior
2 Nyala Api
Jumlah Gelembung
Nyala Api
7
+
2
-
44
+++
25
+++
16
+
7
-
Kacang Hijau 1 Kecambah
Jumlah
Kecambah
Muda
Jumlah
Nyala Api
Gelembung Biji
2 Nyala Api
Gelembung
24
+
11
+
33
+++
20
+++
30
++
15
+
MnO2 1 Kecambah
Jumlah
Jumlah
Nyala Api
Gelembung MnO2
2
55
Gelembung
+++
Nyala Api
68
+++++
4.3 Tabel 3: MELIHAT PENGARUH PH TERHADAP KATALASE PH Bagian Cacing
Posterior
Abdomen
Interior
1
7
14
Jumlah
Nyala
Jumlah
Nyala
Jumlah
Nyala
Gelembung
Api
Gelembung
Api
Gelembung
Api
3
-
53
++
Tidak ada
-
Tidak ada
-
72
+++
3
-
Tidak ada
-
28
+
Tidak ada
-
Keterangan : (-)
= Tidak ada nyala api
(+)
= Api menyala
(++)
= Api menyala
(+++) = Api menyala Terang
4.4 Tabel 4 : MELIHAT PENGARUH SUHU TERHADAP KATALASE
Bagian tubuh Cacing Pada Menit Ke-5
Bagian Tubuh Cacing
Suhu Rendah (5 oC)
Suhu Kamar (30oC)
Suhu Tinggi (78 oC)
Nyala
Gelembung
Nyala
Gelembung
Nyala
Gelembung
Anterior
+++
45
+++
66
+++
43
Abdomen
+++
50
+++
94
+++
45
Posterior
++
30
+++
55
++
28
Kacang Hijau Suhu /
Banyak gelembung
nyala api
Biji
Kecambah muda
Berkecambah
Rendah
18
112
-
(50C)
redup
Terang
Tidak ada
Sedang
27
118
47
(250C)
terang
Terang
Terang
Tinggi
-
2
-
(750C)
Tidak ada
Tidak ada
Tidak ada
BAB V DISKUSI (PEMBAHASAN) 5.1.ANALISIS DATA
Praktikum uji enzim katalase yang dilaksanakan pada Kamis, 19 November 2013 ini bertujuan untuk melacak dan menunjukkan keberadaan enzim katalase dalam jaringan hewan dan tumbuhan,.untuk mengetahui pengaruh penambahan H2O2, jaringan katalase, pada aktivitas enzim katalase dan untuk mengetahui pengaruh pH dan temperature pada aktivitas katalase. Enzim katalase adalah enzim yang dapat menguraikan hidrogen peroksida (H2O2) yang tidak baik bagi tubuh makhluk hidup menjadi air (H 2O) dan oksigen (O2) yang sama sekali tidak berbahaya. Senyawa H 2O2 yang ada dalam tubuh sangat berbahaya. Maka enzim katalase menguraikan H2O2menjadi H2O dan gas O2 yang tidak berbahaya bagi tubuh. Seperti halnya kerja enzim yang lain, kerja enzim katalase dipengaruhi oleh beberapa factor antara lain konsentrasi enzim, substrat, dan kofaktor, suhu, pH, dan inhibitor. Indikasinya adalah ada tidaknya busa merupakan indikator adanya air dalam wujud uap. Sedangkan menyala atau tidaknya bara merupakan indikator adanya gas oksigen dalam tabung tersebut. Apabila busa yang dihasilkan banyak maka bara api akan menyala, sedangkan apabila busa yang dihasilkan sedikit, maka bara api tidak akan menyala. Yang dimana pada suhu normal dan pH netral, reaksi berjalan dengan lancar. Secara lebih lanjut akan dibahas sebagai berikut. a. Keberadaan Katalse Enzim adalah katalis yang terbuat dari protein dan dihasilkan oleh sel. Enzim mempunyai sifat spesifik yaitu hanya mengatalisis reaksi kimia tertentu. Sebagai contoh enzim katalase yang hanya menguraikan H 2O2 menjadi H2O dan O2 dengan reaksi sebagai berikut :
2H2O2 → 2H2O + O2 Enzim katalase adalah enzim yang dapat menguraikan hidrogen peroksida (H2O2) yang tidak baik bagi tubuh makhluk hidup menjadi air (H 2O) dan oksigen (O2) yang sama sekali tidak berbahaya. Senyawa H 2O2 yang ada dalam tubuh sangat berbahaya. Maka enzim katalase menguraikan H2O2menjadi H2O dan gas O2 yang tidak berbahaya bagi tubuh. Enzim katalase paling banyak ditemukan pada pencernaan. Keberadaan enzim katalase dapat dibuktikan dengan adanya gelembung dan nyala api dipakai untuk mengetahui adanya oksigen dari penguraian H2O2. Untuk membuktikan lebih jelasnya, kita melakukan percobaan dengan menggunakan bahan cacing, kacang hijau, dan MnO 2. Pada percobaan bertujuan untuk melacak dan munujukkan keberadaan katalase, perhitungan gelembung dilakukan selama 10 menit. Pada penggunaan bahan cacing sebagai ekstrak dan cacing tersebut dibagi 3 bagian badan yaitu anterior, abdomen dan posterior. Pada anterior diperoleh gelembung sebanyak 114, pada abdomen 133, dan pada posterior 71. Dari data tersebut dapat kita ketahui bahwa ekstrak pada daerah abdomen menghasilkan gelembung lebih banyak daripada ekstrak bagian anterior dan posterior. Hal ini disebabkan bahwa pada ekstrak daerah abdomen terdapat banyak enzim katalase, dimana pada dasar teori telah dibutkan bahwa enzim katalase itu sendiri telah banyak ditemukan pada daerah pencernaan. Daerah pencernaan pada ekstrak ini telah ditemukan pada daerah abdomen sehingga bisa menghasilkan gelembung lebih banyak dan saat diuji nyala api pun bagian abdomen menghasilkan nyala api paling terang karena enzim katalase pada bagian abdomen lebih banyak sehinggga penguraian H 2O2 menjadi O2 lebih banyak. Pada ekstrak bagian anterior gelembung yangb dihasilkan berjumlah 114, hal ini disebabkan pada ekstrak daerah anterior terdapat enzim katalase dan memang enzim yang ada tidak sebanyak pada ekstrak daerah abdomen sehingga jumlah gelembung yang dihasilkanpun tidak sebanyak bagian abdomen. Pada daerah posterior hanya ada sedikit gelembung dan enzim katalase pada daerah ini bisa dihasilkan dari sisa sisa metabolisme yang terjadi pada cacing. Kedua ekstrak
ini menghasilkan nyala api tidak begitu terang karena enzim katalase yang ditemukan hanya sedikit. Enzim tak hanya ditemukan dalam sel-sel manusia dan hewan, namun selsel tumbuhan juga memiliki enzim sebagai salah satu komponen metabolismenya. Enzim katalase merupakan salah satu enzim yang terdapat pada tumbuhan. Enzim diproduksi oleh peroksisom dan aktif dalam melakukan reaksi oksidatif bahan bahan yang dianggap toksik oleh tanaman, seperti hidrogen peroksida (H2O2). Percobaan yang kedua yaitu dilakukan pada kacang hijau, dimana pada kacang hijau ini kita mengambil sampel ada 3, yaitu : biji, kacang muda, dan berkecambah. Pada percobaan diperoleh hasil di ekstrak biji kacang hijau 61 gelembung, ekstrak kacang muda ada 66 gelembung, berkecambah ada 80. Pada biji terdapat sedikit enzim katalase tetapi masih sedikit karena pada biji berada fase dormansi sehingga belum aktif, pada kacang muda enzim mulai aktif sehingga jumlah sedikit meningkat, dan pada masa berkecambah enzim katalase mulai banyak melakukan aktifitas sehingga katalase yang dibutuhkan banyak jadi jumlahnya pun banyak dan saat di uji nyala api terlihat paling terang karena banyak menghasilkan O2. Pada percobaan ketiga menggunakan bahan kimia MnO 2. Mangan Dioksida (MnO2) adalah senyawa yang berfungsi sebagai depolrizer. Depolarizer adalah zat yang dimaksudkan untuk menghilangkan hydrogen. Pada percobaan ini telah membuktikan bahwa MnO 2 salah satu inhibitor karena pemecahan O 2 menjadi semakin banyak sehingga katalasenya banyak. Maka gelembung yang dihasilkan pun banyak dan nyala api juga terang. b. Penambahan H2O2 dan sampel Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh substrat terhadap katalase. Pada praktikum ini, substrat yang digunakan adalah cacing, biji kacang hijau dan MnO 2 sebagai sember enzim katalase. Untuk uji katalase pada cacing , cacing tersebut dipotong menjadi 3 bagian, yaitu anterior, abdomen dan posterior. Setelah itu, bagian-bagian tubuh cacing tersebut dimasukkan pada tabung reaksi yang telah diisi dengan larutan hidrogen peroksida atau H 2O2. Selanjutnya tabung
reaksi tersebut dihubungkan dengan tabung berskala yang penuh berisi air dengan selang karet. Kemudian diamati jumlah gelembung yang terbentuk serta dilakukan tes nyala dengan bara api terhadap masing-masing substrat. Hasil yang diperoleh ketika bagian tubuh cacing tersebut diberi H 2O2 terjadi gelembung-gelembung udara yang banyak, dengan urutan ; bagian abdomen cacing dengan 44 gelembung, bagian posterior sebanyak 16 gelembung dan bagian anterior sebanyak 7 gelembung. Adapun penyebab bagian abdomen cacing memiliki jumlah gelembung yang lebih banyak daripada bagian posterior dan anteriornya, disebabkan karena pada bagian abdomen cacing itu terdapat sistem pencernaan yang dimana tempat terjadinya metabolisme makanan yang melibatkan enzim katalase. Hal ini membuktikan bahwa terdapatnya enzim katalase di dalam tubuh cacing. Pada bagian tubuh cacing itu menunjukkan bahwa enzim katalase tersebut mengubah H2O2 menjadi H2O (air), sedangkan pada waktu dimasukkan lidi membara ke dalamnya, timbul nyala api dengan bagian abdomen yang memiliki nyala yang paling terang, terbuktikan bahwa H 2O2 juga diuraikan menjadi oksigen (O2). Penambahan konsentrasi H2O2 yaitu berfungsi untuk mengetahui apakah masih ada sisa sisi aktif dari enzim katalase setelah reaksi pertama. Ketika konsentrasi
H2O2 ditambahkan jumlah gelembung yang terbentuk semakin
banyak. Hal ini membuktikan masih banyak sisi aktif dari enzim katalase yang mampu menguraikan H 2O2 menjadi oksigen (O2) dan air (H2O). Contohnya pada abdomen cacing, kecambah, dan MnO 2 masih terdapat banyak gelembung (reduksi H2O2 menjadi air), dan nyala api yang lumayan besar (reduksi H 2O2
-
menjadi oksigen). Sehingga dapat diketahui bahwa 3 sampel tersebut banyak mengandung enzim katalase. Adapun fungsi penambahan konsentrasi sampel dimaksudkan untuk mengetahui apakah ada H 2O2 yang belum diuraikan. Ketika konsentrasi sampel ditambahkan pada beberapa sampel masih tebentuk gelembung air (H 2O) dan masih terdapat nyala api (O2). Konsentrasi gelembung paling banyak dan nyala api paling besar terdapat pada abdomen cacing, kecambah, dan MnO 2.. Sehingga
dapat dibuktikan bahwa dari ketiga sampel tersebut masih banyak konsentrasi H2O2 yang belum diuraikan pada reaksi pertama. c. Pengaruh pH Berdasarkan data tersebut, penguraian hidrogen peroksida yang dipercepat oleh bantuan enzim katalase pada bagian-bagian tubuh cacing tanah, akan menghasilkan uap air dan oksigen. Menurut reaksinya: 2H2O2(l) 2H2O(g) + O2(g). Bahwa gelembung udara yang muncul berdasarkan reaksi tersebut merupakan uap air, sedangkan oksigen dapat kita ketahui dengan menyala tidaknya bara api ketika dimasukkan ke mulut tabung reaksi. Sehingga dalam hal ini, semakin banyak gelembung udara yang dihasilkan berarti semakin banyak pula uap air yang terbentuk dari reaksi penguraian hidrohen peroksida (H 2O2). Dan jika semakin membara atau menyala bara api ketika dimasukkan ke mulut tabung reaksi, semakin banyak pula oksigen yang dihasilkan. Pada ketiga tabung pertama yaitu dengan menambahkan larutan HCL pada setiap tabung yang berisi masing masing bagian posterior cacing, abdomen cacing dan anterior cacing hingga diperoleh pH 1, kemudian ditambah H 2O2, setelah itu menghubungkan masing masing tabung dengan tabung berskala yang penuh berisi air dengan selang plastik untuk menghitung jumlah gelembung yang terjadi dari reaksi pada tabung itu. Setelah mengitung jumlah gelembung dalam jangka waktu 10 menit, selanjutnya dilakukan uji nyala api yaitu dengan memasukkan bara api dari lidi yang telah siap ke dalam tabung reaksi secara perlahan. Dan hasilnya menunjukkan bahwa pada bagian abdomen dan anterior tidak terdapat gelembung dan pada bagian posterior hanya 3 gelembung yang terjadi. Selain itu ketiganya ketika dimasukkan bara api ke dalamnya tidak terjadi nyala api. Itu membuktikan bahwa katalase yang
bekerja, tidak dterurai secara sempurna pada
reaksi
penguraian hidrogen peroksida (H 2O2) menjadi H2O (air) dan tidak timbul nyala api itu berarti sedikit, bahkan tidak adanya penguraian dari H 2O2 menjadi O2. Hal ini menandakan walaupun pada suhu normal, enzim katalase pada tubuh cacing
bekerja kurang maksimal dan mengalami sedikit denaturasi (kerusakan) dikarenakan pH pada ketiga tabung tersebut adalah asam. Terbukti bahwa pada keadaan yang terlalu asam yaitu dengan ditambahnya HCL dengan pH 1, enzim tidak dapat bekerja secara optimal. Pada ketiga tabung yang ke dua, dengan cara yang sama tetapi pH pada tabung reaksi tersebut adalah 7 (netral) hasil yang diperoleh diantaranya, Jumlah gelembung udara pada ketiga tabung reaksi tersebu adalah banyak, dengan urutan tabung berisi bagian abdomen cacing lebih banyak (73 gelembung) daripada bagian posterior cacing (53) dan lebih banyak dari interior cacing (28) hal ini disebabkan oleh banyaknya uap air yang dihasilkan saat reaksi berlangsung, terbukti bahwa enzim katalase yang terdapat di dalam tubuh cacing mengubah H2O2 menjadi H2O (air), sedangkan pada waktu dimasukkan lidi membara ke dalamnya, timbul nyala api dengan urutan sama seperti tersebut sebelumnya. Hal ini membuktikan bahwa H 2O2 juga diuraikan menjadi oksigen (O 2), selain itu jumlah konsentrasi oksigen dalam tabung, lebih banyak dibandingkan di luar tabung. Adapun penyebab bagian abdomen cacing memiliki jumlah gelembung yang lebih banyak daripada bagian posterior dan anteriornya, disebabkan pada bagian abdomen cacing itu terdapat sistem pencernaan yang dimana tempat terjadinya metabolisme makanan yang melibatkan enzim katalase. Pada ketiga tabung yang terakhir, dengan menambahkan larutan basa (NaOH) dengan pH pada tabung reaksi tersebut adalah 14 (netral) hasil yang diperoleh diantaranya,
pada bagian posterior dan anterior tidak terdapat
gelembung dan pada bagian abdomen hanya 3 gelembung yang terjadi. Selain itu ketika ketiganya dimasukan bara api ke dalamnya tidak terjadi nyala api. Itu membuktikan bahwa katalase yang bekerja, tidak terurai secara sempurna pada reaksi penguraian hidrogen peroksida (H 2O2) menjadi H2O (air) dan tidak timbul nyala api. Itu berarti tidak adanya penguraian dari H 2O2 menjadi O2. Jadi, ini membuktikan bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja secara optimal dalam kondisi terlalu basa.
d. Pengaruh suhu Kacang Hijau
Pada percobaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim katalase. Faktor suhu ternyata berpengaruh sangat signifikan terhadap kerja enzim katalase. Hal ini dapat dilihat pada hasil reaksi berbagai macam keadaaan/kondisi yang memberikan hasil berlainan antara kondisi satu dengan yang lainnya. Reaksi di atas dapat dituliskan :
H2O2→H2O + O2
Menyala atau tidaknya bara merupakan indikator adanya gas oksigen dalam tabung tersebut. Enzim katalase yang dihasilkan pada kacang hijau (biji, kecambah muda, berkecambah) akan mengalami denaturasi (kerusakan) pada suhu yang tinggi. Enzim katalase bekerja secara optimal pada suhu kamar (25 0 – 300). Pada percobaan digunakan 3 tipe suhu, yaitu rendah 5 0C, sedang 25 0C, dan tinggi 750C. Pada kecambah yang jenis biji saat suhu rendah nyala apinya redup, pada suhu sedang terang, dan pada suhu tinggi tidak menyala. Pada kecambah muda saat suhu rendah nyala api terang, pada suhu sedang terang, dan saat suhu tinggi tidak ada nyala api. Pada masa berkecambah saat suhu rendah dan suhu tinggi tidak terdapat nyala api dan saat suhu sedang nyala api terang. Dari percobaan ini dapat diketahui bahwa enzim katalase bekerja secara optimal pada 0
suhu kamar yang berada pada suhu sedang yaitu 25 C. Kecambah muda disitu menunjukkan keoptimalan dimulai pada suhu rendah. Sehingga dapat disimpulkan bahwa berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat dibuktikan bahwa suhu yang paling berpengaruh keoptimalannya adalah jenis suhu sedang (25 0C). Kerja enzim katalase pada suhu sedang juga lebih baik daripada kerja enzim katalase pada suhu rendah dan tinggi karena
dilihat dari tinggi busa yang terbentuk dan nyala bara api yang dihasilkan jumlahnya lebih banyak. Selain itu, penelitian ini akan lebih sempurna, apabila dilakukan sesuai dengan prosedur, namun yang perlu kami ingatkan pada saat melakuakan penelitian ini agar lebih sempuna, sehingga mendapatkan data yang lebih kongkrit adalah sebagai berikut: a. Praktikan bisa berhati – hati dengan kekonstanan suhu yang diperhatikan. b. Pada saat melakukan pengujian dengan bara api, usahakan jangan sampai bara tersebut terkena busa, karena apabila terkena busa maka bara api tersebut akan padam. Cacing Tanah
Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap katalase. Pada praktikum ini, substrat yang digunakan adalah cacing sebagai sember enzim katalase. Cacing yang digunakan berjumlah 3 ekor, 1 cacing dimasukkan ke dalam air berisi es bersuhu 5 oC, 1 cacing diletakkan pada suhu kamar sekitar 30oC dan 1 cacing diletakkan pada inkubator dengan suhu 78 oC dan masing-masing dibiarkan selama 5 menit. Kemudian masing-masing cacing dipotong menjadi 3 bagian, yaitu anterior, abdomen dan posterior. Setelah itu, bagian-bagian tubuh cacing tersebut dimasukkan pada tabung reaksi yang telah diisi dengan larutan hidrogen peroksida atau H 2O2. Selanjutnya tabung reaksi tersebut dihubungkan dengan tabung berskala yang penuh berisi air dengan selang karet. Kemudian diamati jumlah gelembung yang terbentuk serta dilakukan tes nyala dengan bara api terhadap masing-masing substrat. Hasil yang diperoleh adalah pada tabel berikut : Bagian Tubuh Cacing Anterior Abdomen Posterior
o
Suhu Rendah (5 C) Nyala Gelembung +++ 45 +++ 50 ++ 30
Pada Menit Ke-5 Suhu Kamar (30oC) Nyala Gelembung +++ 66 +++ 94 +++ 55
Suhu Tinggi (78 oC) Nyala Gelembung +++ 43 +++ 45 ++ 28
Dari data hasil percobaan di atas, dapat diketahui bahwa gelembung yang dihasilkan lebih banyak pada cacing yang diletakkan pada suhu kamar yaitu ± 30oC karena enzim katalase bekerja secara optimal pada suhu kamar. Jumlah gelembung yang terbentuk pada suhu 5 oC secara berturut-turut mulai dari anterior, abdomen dan posterior yaitu 45, 50 dan 30. Pada suhu kamar, jumlah gelembung yang terbentuk secara berturut-turut yaitu 66, 94 dan 55. Sedangkan pada suhu 78oC secara berturut-turut yaitu 43, 45 dan 28. Jumlah gelembung yang dihasilkan lebih banyak dari bagian abdomen karena pada bagian inilah terdapat proses metabolisme makanan. Pada suhu rendah, enzim masih belum aktif meskipun tidak seluruhnya dan hal ini dibuktikan dengan adanya gelembung pada suhu 5 oC. Begitu juga pada suhu tinggi, enzim akan mengalami denaturasi atau kerusakan struktur, namun dalam praktikum ini masih terdapat toleransi denaturasi enzim pada suhu 78oC terhadap enzim katalase dengan adanya delembung udara. Gelembung-gelembung tersebut merupakan molekul H 2O dari pemecahan H 2O2 oleh enzim katalase, sedangkan adanya gas O2 dapat diketahui dengan melihat daya nyalanya dengan memasukkan bara api ke dalam tabung reaksi. Hasil yang diperoleh adalah semua tabung menunjukkan adanya gas O 2. Reaksi dari pemecahan H2O2 oleh enzim katalase yaitu :
2 H2O2
2 H2O + O2
Sehingga dapat disimpulkan bahwa suhu memiliki pengaruh yang signifikan terhadap pemecahan hidrogen peroksida (H 2O2) oleh enzim katalase. Pemecahan tersebut bekerja optimal pada suhu kamar, hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa enzim bekerja pada suhu optimum yaitu 30 oC – 40oC.
5.2.ANALISIS GRAFIK
5.2.1. Grafik 1 : Keberadaan Enzim Katalase
Keberadaan Enzim Katalase 140
133
g n 120 u b 100 m e 80 l e G 60 h a 40 l m 20 u J
114 80
71
61
73
66
Series1
0
Letak Katalase
5.2.2. Grafik 2 : Pengaruh Penambahan H 2O2 dan sampel
Grafik Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim Katalase 140 120 g 100 n u b m 80 e l e G h 60 a l m u J 40
biji kecambah muda kecambah
20 0 5
25 Suhu
75
5.2.3. Grafik 3 : Pengaruh pH
Pengaruh PH terhadap Aktivitas Enzim Katalase 80 70 60
g n u b 50 m e l e 40 g h a l 30 m u J
Posterior Abdomen Inferior
20 10 0 1
7 PH
14
5.2.4. Grafik 4 : Pengaruh suhu
80
Pengaruh Penambahan Substrat terhadap Aktivitas Enzim Katalase
70 g 60 n u b 50 m e l e 40 G h a 30 l m u J 20
H2O2 + Bagian Tubuh H2O2 + Bagian Tubuh + H2O2
10 0
Letak Katalase
BAB VI PENUTUP 6.1. KESIMPULAN
Dari percobaan yang dilakukan dan data diperoleh dapat disimpulkan : 1. Terdapat enzim katalase dalam anterior, abdomen, dan posterior cacing ; biji kacang hijau, kacang hijau muda, dan kecambah kacang hijau ; dan MnO2. 2. Pengaruh penambahan H 2O2, jaringan katalase (anterior, abdomen, dan posterior cacing ; biji kacang hijau, kacang hijau muda, dan kecambah kacang hijau ; dan MnO 2)pada aktivitas enzim katalase. 3. PH optimal untuk enzim katalase yaitu pada pH netral. Pada pH asam/basa enzim katalase tidak bekerja optimal. 4. Temperature optimal untuk aktivitas katalase adalah pada temperature ruang (suhu ruang). Pada suhu tinggi / rendah enzim katalase aktivitasnya tidak optimal. 6.2.SARAN
Penelitian ini akan lebih sempurna, apabila dilakukan sesuai dengan prosedur kerja. Namun perlu diperhatikan beberapa hal agar dalam penelitian ini mendapatkan data yang lebih kongkrit, antara lain : 1. Praktikan perlu berhati – hati dengan kekonstanan suhu sampel. 2. Pada saat melakukan pengujian dengan bara api, usahakan jangan sampai bara tersebut terkena busa, karena apabila terkena busa maka bara api tersebut akan padam. 3. Pada saat melakukan penelitian berhati-hatilah jika berhadapan denga larutan, karena larutan H2O2 bersifat toksik, usahkan gunakanlah sarung tangan dan masker. 4. Semua sampel dibuat ekstrak untuk mempercepat laju reaksi sehingga mudah diamati.
DAFTAR PUSTAKA :
Gilvery, Goldstein. 196. Biokimia Suatu Pendekatan Fungsional Edisi 3. Surabaya : Airlangga University Press. Girindra, A. 1993. Biokimia I . Jakarta: Gramedia. Lehninger, A.L. 1982. Dasar-Dasar Biokimia Jilid I . Terjemahan Maggy Thenawijaya. Jakarta: Erlangga. Poedjiadi, Ana dkk. 2005. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press). Riawan , S. 1990. Kimia Organik Edisi I . Jakarta : Binarupa Aksara. http://www.scribd.com/doc/26597695/uji-enzim-katalase/
