LAPORAN BIOLOGI TENTANG ENZIM KATALASE

BAB I

PENDAHULUAN

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 sel yang tidak dapat digunakan lagi, dan menanggapi rangsang.

Tentunya dalam suatu reaksi kimia terdapat zat - zat atau senyawa - senyawa baik yang sifatnya menghambat (inhibitor), atau mempercepat reaksi (aktivator).Senyawa – senyawa yang mempercepat suatu reaksi dikenal dengan sebutan katalisator.

Katalisator adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksireaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu.Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk.

Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi.Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah.Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi.

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 genetik yang dibawa oleh 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).

C.     Rumusan Masalah

1.      Bagaimana pengaruh NaOH, HCl dan suhu terhadap kerja enzim pada hati ayam ?

2.      Bagaimana pengaruh NaOH, HCl dan suhu terhadap kerja enzim pada jantung ayam?

D.    Tujuan penelitian

1.      Mengetahui pengaruh NaOH, HCl dan suhu terhadap kerja enzim pada hati ayam

2.      Mengetahui pengaruh NaOH, HCl dan suhu terhadap kerja enzim pada  jantung ayam

E.     Manfaat penelitian

1.      Untuk siswa

Menambah wawasan dan pengetahuan tentang enzim katalase

2.      Untuk peneliti

Menambah wawasan dan pengalaman peneliti tentang enzim katalase

BAB II

LANDASAN TEORI

A.    ENZIM

Enzim adalah protein yang berperan sebagai katalis dalam metabolisme makhluk hidup. Enzim berperan untuk mempercepat reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, tetapi enzim itu sendiri tidak ikut bereaksi. Oleh sebab itu enzim disebut sebagai salah satu katalisator alami. Enzim terdiri dari apoenzim dan gugus prostetik. Apoenzim adalah bagian enzim yang tersusun atas protein. Gugus prostetik adalah bagian enzim yang tidak tersusun atas protein. Gugus prostetik dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu koenzim (tersusun dari bahan organik) dan kofaktor (tersusun dari bahan anorganik).

Enzim tak hanya ditemukan dalam sel-sel manusia dan hewan, namun sel-sel 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). Enzim katalase termasuk ke dalam golongan desmolase, yaitu enzim yang dapat memecahkan ikatan C-C atau C-N pada substrat yang diikatnya (http://id.wikipedia.org).

Cara kerja enzim dapat dijelaskan dalam dua teori, yaitu: Teori kunci dan gembok (enzim bekerja sangat spesifik. Enzim dan substrat memiliki bentuk geometri komplemen yang sama persis sehingga bisa saling melekat) dan teori ketepatan induksi (enzim tidak merupakan struktur yang spesifik melainkan struktur yang fleksibel. Bentuk sisi aktif enzim hanya menyerupai substrat. Ketika substrat melekat pada sisi aktif enzim, sisi aktif enzim berubah bentuk untuk menyerupai substrat). Namun dalam implementasinya, teori pertama yang dianggap paling sesuai dalam menjelaskan cara kerja enzim (http://fionaangelina.com).

B.     ENZIM KATALASE

Enzim katalase adalah salah satu jenis enzim yang umum ditemui di dalam sel-sel makhluk hidup. Enzim katalase berfungsi untuk merombak hydrogen peroksida yang bersifat racun yang merupakan sisa / hasil sampingan dari proses metabolisme.

Apabila H₂O₂ tidak diuraikan dengan enzim ini, maka akan menyebabkan kematian pada sel-sel. Oleh sebab itu, enzim ini bekerja dengan merombak H₂O₂ menjadi substansi yang tidak berbahaya, yaitu berupa air dan oksigen. Selain bekerja secara spesifik pada substrat tertentu, enzim juga bersifat termolabil (rentan terhadap perubahan suhu) serta merupakan suatu senyawa golongan protein. Pengaruh temperature terlihat sangat jelas, karena dapat merusak enzim dan membuatnya terdenaturasi seperti protein kebanyakan.

Enzim katalase termasuk enzim hidroperoksidase, yang melindungi tubuh terhadap senyawa-senyawa peroksida yang berbahaya. Penumpukan senyawa peroksida dapat menghasilkan radikal bebas, yang selanjutnya akan merusak membrane sel dan kemungkinan menimbulkan penyakit kanker serta arterosklerosis. Enzim Katalase memiliki kemampuan untuk inaktivasi hydrogen peroksida.

Senyawa H₂O₂ dihasilkan oleh aktivitas enzim oksidase. H₂O₂ berpotensi membentuk radikal karena membentuk OH^- .

Enzim katalase merupakan hemoprotein yang mengandung 4 gugus hem.

Aktivitas enzim katalase :

1.     Aktivitas peroksidase, mengoksidasi senyawa yang analog dengan substrat

2.     Aktivitas katalase, enzim ini mampu menggunakan satu molekul H₂O₂ sebagai substrat atau donor electron dan molekul H₂O₂ yang lain sebagai oksidan atau akseptor electron.

2 H₂O₂ + enzim katalase à 2 H₂O + O₂

Enzim katalase dapat ditemukan di darah, sumsum tulang, membrane mukosa, ginjal dan hati.

C.     DERAJAT KEASAMAN (pH)

Enzim menjadi nonaktif jika diperlakukan pada asam dan basa yang sangat kuat.  Sebagian besar enzim bekerja paling efektif pada kisaran pH lingkungan yang sedikit sempit (pH = ±7).  Di luar pH optimal, kenaikan atau penurunan pH menyebabkan penurunan aktivitas enzim dengan cepat.

D.    Suhu

Enzim menjadi rusak bila suhunya terlalu tinggi atau rendah.  Hal ini disebabkan karena enzim memiliki sifat termolabil (tidak tahan panas). Protein akan mengental atau mengalami koagulasi bila suhunya terlalu tinggi (panas).

Peningkatan suhu diatas suhu optimum menyebabkan putusnya ikatan hydrogen dan ikatan lain yang merangkai molekul enzim, sehingga enzim mengalami denaturasi. Denaturasi adalah rusaknya bentuk tiga dimensi enzim yang menyebabkan enzim tidak dapat lagi berikatan dengan substratnya.

E.     Konsentrasi Enzim

Konsentrasi enzim katalase juga mempengaruhi kecepatan reaksi. Semakin besar konsentrasi enzim katalase, semakin cepat pula reaksi yang berlangsung. Dengan kata lain, konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi.

F.     Konsentrasi substrat

Bila konsentrasi enzim dalam keadaan tetap, kecepatan reaksi akan meningkat dengan adanya peningkatan konsentrasi substrat. Namun, apada saat semua sisi aktif semua enzim bekerja, penambahan substrat tidak dapat meningkatkan kecepatan reaksi enzim.

BAB III

METODE PENELITIAN

A.    Waktu penelitian

Waktu : Rabu, 3 September

Tempat : kelas XII IPA 5, SMAN 1 Kajuara

B.     Alat dan bahan

a.       Alat           :

NO	ALAT	JUMLAH
1	Tabung Reaksi	10 buah
2	Spatula	1 buah
3	Rak Tabung Reaksi	1 buah
4	Mortar dan Alu	1 buah
5	Penjepit tabung reaksi	1 buah
6	Pipet tetes	1 buah
7	Lampu spiritus	1 buah
8	Beaker gelas	1 buah
9	Korek Api	1 buah
10	Pisau	1 buah
11	Alat tulis

b.      Bahan        :

NO	BAHAN	JUMLAH
1	hati ayam	1 pasang
2	HCl	secukupnya
3	NaOH	secukupnya
4	H2O2	secukupnya
5	Lidi	3 batang
6	Air	secukupnya

C.    Cara kerja

A.Persiapan

1.      Hati dan jantung ayam ditumbuk dengan menggunakan mortal dan alu, kemudian diberi air secukupnya dan diambil ekstrak dari hati ayam.

2.      Ekstrak hati dan jantung ayam dituangkan ke dalam 10 buah tabung reaksi secukupnya, pada tabung reaksi diberi label (nama) sesuai dengan bahan yang akan di isi

3.      Kemudian simpan tabung reaksi pada rak tabung reaksi

B.Percobaan

a.       Tabung 1 (Ekstrak hati ayam + H₂O₂)

1.      Ekstrak hati dan jantung ayam yang terdapat dalam tabung reaksi 1 dimasukkan 10 tetes H₂O₂ dengan menggunakan pipet tetes ke dalam tabung reaksi

2.      Kemudian lidi dibakar dengan menggunakan spiritus, sehingga muncul bara api

3.      Sesudah bara api siap, bara api tersebut dimasukkan ke dalam tabung reaksi

4.      Kemudian, tabung reaksi tersebut diamati, apakah mengalami pembentukan gelembung pada tabung dan keadaan bara api

5.      Catat dan potret perubahan yang terjadi

b.      Tabung 2 (Ekstrak hati ayam + Hcl + H₂O₂)

1.      Ekstrak hati ayam dan jantung yang terdapat dalam tabung reaksi  dimasukkan 10 tetes HCl kemudian ditambah 10 tetes H₂O₂ dengan menggunakan pipet tetes ke dalam tabung reaksi 2.      Kemudian lidi dibakar dengan menggunakan spiritus, sehingga muncul bara api

3.      Sesudah bara api siap, bara api tersebut dimasukkan ke dalam tabung reaksi

4.      Kemudian, tabung reaksi tersebut diamati, apakah mengalami pembentukan gelembung pada tabung dan keadaan bara api

5.      Catat dan potret perubahan yang terjadi

c.       Tabung 3 (Ekstrak hati ayam + NaOH + H₂O₂)

1.      Ekstrak hati ayam dan jantung yang terdapat dalam tabung reaksi  dimasukkan 10 tetes NaOH kemudian ditambah 10 tetes H₂O₂ dengan menggunakan pipet tetes ke dalam tabung reaksi 3

2.      Kemudian lidi dibakar dengan menggunakan spiritus, sehingga muncul bara api

3.      Sesudah bara api siap, bara api tersebut dimasukkan ke dalam tabung reaksi

4.      Kemudian, tabung reaksi tersebut diamati, apakah mengalami pembentukan gelembung pada tabung dan keadaan bara api

5.      Catat dan potret perubahan yang terjadi

d.      Tabung 4 (Ekstrak hati atau jantung ayam + dipanaskan + H₂O₂)

1.      Ekstrak hati dan jantung ayam secukupnya dipanaskan menggunakan spiritus hingga mendidih kemudian ditambah 10 tetes H₂O₂ dengan menggunakan pipet tetes ke dalam tabung reaksi

2.      Selanjutnya lidi dibakar dengan menggunakan spiritus, sehingga muncul bara api

3.      Sesudah bara api siap, bara api tersebut dimasukkan ke dalam tabung reaksi

4.      Kemudian, tabung reaksi tersebut diamati, apakah mengalami pembentukan gelembung pada tabung dan keadaan bara api

5.      Catat dan potret perubahan yang terjadi

e.      Tabung 4 (Ekstrak hati atau jantung ayam + didinginkan + H₂O₂)

1.      Ekstrak hati dan jantung ayam secukupnya didinginkan dalm es  batu  kemudian ditambah 10 tetes H₂O₂ dengan menggunakan pipet tetes ke dalam tabung reaksi

2.      Selanjutnya lidi dibakar dengan menggunakan spiritus, sehingga muncul bara api

3.      Sesudah bara api siap, bara api tersebut dimasukkan ke dalam tabung reaksi

4.      Kemudian, tabung reaksi tersebut diamati, apakah mengalami pembentukan gelembung pada tabung dan keadaan bara api

5.      Catat dan potret perubahan yang terjadi

D.    Pembahasan

Tabung	Ekstrak hati		Ekstrak jantung
	Gelembung	Nyala api	Gelembung	Nyala api
1 ( ekstrak + H2O2  )	+++	Nyala terang	++	Nyala terang
2 (ekstrak +H2O2  +  NaOH)	+	Nyala api redup	+	Nyala api redup
3 (ekstrak +H2O2 +  HCl )	-	Tidak menyala	+	Tidak menyala
4 (ekstrak +H2O2  di panaskan )	+	Tidak menyala	+	Tidak menyala
5 (ekstrak  +H2O2 didinginkan )	+++	Nyala terang	++	Nyala api terang

Keterangan :

+ + +         = banyak gelembung

+ +             = gelembungnya sedang

+                = sedikit gelembung

-                 = tidak ada gelembung

E.     Analisa data

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 H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂ dengan reaksi sebagai berikut :

2H₂O₂         2H₂O + O₂

Hal ini dapat dibuktikan dengan percobaan.Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan hati ayam.Hati ayam digunakan karena banyak mengandung enzim katalase. Yang terjadi pada ekstrak saat diberi perlakuan adalah sebagai berikut :

1. Ekstrak ditambah H₂O₂ (hidrogen peroksida)

Saat ekstrak diberi H₂O₂ terjadi gelembung-gelembung udara yang banyak.Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase yang terdapat di dalam hati ayam mengubah H₂O₂ menjadi H₂O (air), sedangkan pada waktu dimasukkan lidi membara ke dalamnya, timbul nyala api. Hal ini membuktikan bahwa H₂O₂ juga diuraikan menjadi oksigen (O₂).

2. Ekstrak ditambah NaOH dan H₂O₂

Penambahan NaOH disini dimaksudkan untuk membuat ekstrak dalam keadaan terlalu basa.  Kemudian ditambah H₂O₂ ternyata terbentuk gelembung  udara yang sedang, saat bara api dimasukkan ke dalamnya nyala api redup. Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja secara optimal dalam kondisi terlalu basa.

3. Ekstrak ditambah HCl dan H2O2

Pertambahan HCl disini dimaksudkan untuk membuat ekstrak dalam keadaan terlalu asam.  Kemudian ditambah H₂O₂ ternyata tidak terbentuk gelembung udara ketika dimasukkan bara api ke dalamnya juga tidak terjadi nyala api. Hal ini menunjukkan bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja dalam kondisi terlalu asam.

4. Ekstrak dididihkan kemudian ditambah H2O2

Ekstrak yang dididihkan kemudian ditambah H₂O₂, ternyata timbul gelembung udara yang sangat sedikit dan saat bara api dimasukkan  ke dalamnya juga tidak timbul nyala api. Hal ini disebabkan karena protein di dalam enzim katalase yang terdapat di ekstrak telah rusak sehingga tidak dapat menguraikan H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂.

5. Ekstrak dimasukkan kedalam Es di tambah H₂O₂

Ekstrak yang dimasukkan kedalam es kemudian ditambah H₂O₂, ternyata menimbulkan gelembung udara sangat banyak saat bara api di masukkan ke dalamnya, dan juga menimbulkan nyala api terang.

BAB IV

PENUTUP

Kesimpulan

Enzim katalase merupakan enzim yang berfungsi untuk menguraikan peroksida air yang bersifat racun dan dapat merusak sel tubuh. Peroksida air dihasilkan dari proses ekskresi yang jika tidak dibuang dan mengalami penimbunan di dalam tubuh akan menjadi penyakit bagi tubuh tersebut. Enzim katalase banyak terdapat pada organ hati karena pada organ hati terjadi proses penetralan racun. Enzim katalase menguraikan peroksida air (H₂O₂) menjadi air (H₂O) dan oksigen (O₂). Enzim katalase bekerja dengan baik pada suhu tubuh normal dan pada pH netral. Enzim katalase akan rusak pada pH yang terlalu asam, terlalu basa, ataupun jika dipanaskan pada suhu yang terlalu ekstrim. Karena pada suhu yang terlalu ekstrim enzim akan mengalami koagulasi (menggumpal). Enzim katalase bekerja secara khusus/spesifik karena hanya bekerja untuk menguraikan peroksida air.

Saran

Laporan ini didasarkan atas teori dan praktikum yang telah dilakukan. Diharapkan laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca terutama bagi penulis dalam penyempurnaan teori dan pengusaan materi. Semoga apa yang diharapkan penulis dan semua pihak pendukung penulisan laporan ini dapat sesuai dengan penguasan teori yang diharapkan.

                                           

                                            DAFTAR PUSTAKA

Anneahira. Mengenal Sifat dan Fungsi Enzim Katalase. Diambil tanggal 20 September 2012
http://www.anneahira.com/enzim-katalase.htm
Anonim. 2011. Enzim. Diambil tanggal 20 September 2012
http://id.wikipedia.org/wiki/ Enzim
http://wanenoor.blogspot.com/2011/10/protein-yang-mengandung-fe-besi-enzim.html#.UFxfY41lRpE
Aryulina, Dyah. 2007. Biologi III. Jakarta:Esis
Campbell, jwrence G. Mitchell Neil A. 2004. Biologi edisi 5 jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Dewanti, Ayu . 2009. Laporan Biologi Enzim Katalase. Diambil tanggal 21 September 2012
http://www.scribd.com/doc/52759785/ENzim-ktalaSE
Priadi, Arif. 2009. Biologi SMA XI. Bogor: Yudhistira.
Sudjadi, Bagod, dkk.2007. Biologi 3A SMA kelas XII. Jakarta:Yudhistira.
Syamsuri, Istamar. 2004.Biologi untuk SMA kelas XII.Malang:Erlangga
Yani, Riana, dkk.2008.SMS Biologi 3A SMA kelas XII.Bandung:Rosda