BAB IPENGARUH SUHU, pH, MODIFIER DAN PENINGKATAN KADAR ENZIM

TERHADAP REAKSI ENZIMATIK

1.1. Dasar TeoriEnzim merupakan biomolekul protein yang kompleks. Enzim dihasilkan oleh organ-

organ hewan dan tumbuhan yang secara katalik menjalankan berbagai reaksi, seperti pemecahan hidrolisis, oksidasi, reduksi, isomerasi, adisi, transfer radikal dan kadang-kadang pemutusan rantai ikatan karbon. Kebanyakan enzim yang ada pada organisme hidup berupa larutan koloidal dalam cairan tubuh, seperti air ludah, darah, cairan lambung dan cairan pankreas. (Damin Sumardjo, 2009)

Enzim mengikat zat lain yang bukan protein. Zat tersebut disebut kofaktor atau kokatalis. Agar enzim dapa bekerja, harus terdapa haloenzim yang merupakan penggabungan bagian protein enzim yang disebut apoenzim.

Enzim dapat digolongkan menjadi beberapa golongan, seperti pada tabel berikut ini:

Prinsip kerja enzim berlangsung dalam dua tahap, tahap pertama enzim (E) bergabung dengan substrat (S) membentuk kompleks enzim-substrat (ES). Tahap kedua, kompleks enzim-substrat terurai menjadi produk (zat hasil) dan enzim bebas.

Kinerja enzim akan maksimal jika enzim berada dalam keadaan yang optimal. Keadaan optimal dari suatu enzim dipengaruhi oleh beberpa faktor, seperti pH, suhu, modifier, konsentrasi enzim dan konsentrasi substrat. 1. Pengaruh pH

Setiap enzim memiliki pH optimal yang menyebabkannya bekerja maksimal. Aktivitas optimal enzim secara khas terlihat diantara nilai 5-9.

2. Pengaruh suhuPenurunan atau pun kenaikan suhu akan mempengaruhi kinerja enzim. Suhu yang

terlalu tinggi bisa menyebabkan terjadinya denaturasi enzim. Sedangkan suhu rendah membuat enzim menjadi inaktif.

3. Pengaruh modifierAdanya modifier yang berfungsi sebagai inhibitor dan aktivator akan

meningkatkan laju reaksi.4. Pengaruh peningkatan kadar enzim

Peningkatan kadar enzim mempengaruhi kecepatan reaksi. Semakin tinggi kadar enzim semakin cepat pula reaksi yang berlangsung.

1.2. Alat dan ReagensiaNo. Alat1. Bejana erlenmyer2. Pipet volumetric3. Buret4. Tabung reaksi (5 buah)5. Stopwatch

1.3. Prosedur Kerja1. Siapkan 5 tabung reaksi bersih, beri masing-masing tanda 0’, 5’, 10’, 15’, dan 20’2. Siapkan erlenmeyer dan pipet volumetric3. Isilah masing-masing tabung dengan 10ml HCl 0,05N4. Lakukan percobaan terhadap reaksi enzimatik5. Masing-masing kelompok melakukan percobaan pada satu pH tertentu, suhu

tertentu dan pada modifier serta pada kadar enzim tertentu.a. Pengaruh pH dan Suhu

- Ambil larutan dapar yang telah ditentukan pH bagi masing-masing kelompok + 10ml larutan “S” + 6ml larutan NaCl 0,9%, masukkan ke erlemeyer, kocok ad homogen (untuk uji pH)

- Ambil berturut-turut 15ml larutan dapar pH 6,5 + 3ml larutan “S” + 6ml larutan NaCl 0,9%, masukkan erlenmeyer, kocok ad homogen (untuk uji suhu)

No.

Reagensia

1. Larutan enzim “E”2. Larutan enzim “B”3. Larutan KI-I2

4. Larutan substrat “S”5. Larutan NaCl 0.09%6. Larutan HCl 0,05N7. Larutan dapar (buffer) dengan pH 4,5,6,6.5,7,8 dan 108. Aqua destilata9. Larutan HgCl2

- Untuk uji suhu, larutan yang dalam erlenmeyer di panaskan dulu dalam waterbath dan jangan dikeluarkan agar suhu tidak berubah selama percobaan

- Pipet 1ml larutan dalam erlenmeyer, masukkan ke dalam tabung bertanda 0’, kocok ad homogen

- Siapkan stopwatch- Pipet 1ml enzim dan tambahkan ke dalam erlenmeyer, jalankan stopwatch.

Goyangkan erlenmeyer ad homogenb. Pengaruh modifier dan peningkatan kadar enzim

- Pengujian ini kelompok dibagi menjadi dua untuk modifier dan dibagi menjadi dua kelompok untuk uji kadar enzim

- Kelompok 3A1 (15ml larutan dapar pH 6,5 + 3ml larutan “S”+6ml aqua destilata, masukan ke dalam erlenmeyer, kocok homogen). Kelompok 3A2 (15ml larutan dapar pH 6,5 + 3ml larutan “S”+5ml aqua destilata, masukan ke dalam erlenmeyer, kocok homogen)

- Kelompok 3B1 (15ml larutan dapar pH 6,5 + 3ml larutan “S”+6ml larutan NaCl 0,9%, masukan ke dalam erlenmeyer, kocok homogen). Kelompok 3B2 (15ml larutan dapar pH 6,5 + 10ml larutan “S”+5tts HgCl2 sebelum penambahan substrat, masukan ke dalam erlenmeyer, kocok homogen)

- Pipet 1ml larutan dalam erlenmeyer, masukkan ke dalam tabung bertanda 0’, kocok ad homogen

- Siapkan stopwatch- Pipet 1ml enzim dan tambahkan ke dalam erlenmeyer, jalankan stopwatch.

Goyangkan erlenmeyer ad homogen. (untuk kelompok 3A2 enzim yang dipipet sebanyak 2ml)

6. Jalankan stopwatch tepat setelah enzim dimasukkan.7. Menjelang menit ke-5 ambil 1ml masing-masing dari campuran tadi, masukkan ke

tabung yang bertanda 5’.8. Lakukan percobaan nomor 7 pada menit ke 10, 15 dan 20, masukkan ke tabung

10’,15’ dan 20’.9. Setelah selesai semua tambahkan larutan KI-I2 dan buret ke dalam masing-masing

tabung reaksi10. Lima menit setelah penambahan larutan KI-I2 baca absorbannya dan hitung substrat

yang tercerna pada menit ke 0’,5’,10’,15’, dan 20’.

1.4. Data Hasil Praktikum1. Pengaruh pH

Waktu pHAbsorbansi Kelompok Persen tercerna %

1 2 3 4 5 1 2 3 4 50’ 5,9 1,780 1,281 1,575 1,720 1,487 0% 0% 0% 0% 0%

5’ 5,9 0,139 0,234 0,028 0,084 0.07692,19

%81,73

%98,22

%95,12

%94,82

%

10’ 7 0,021 0,017 -0,035 0,010 0,01698,92

%98,67

%102,22

%99,42

%98,92

%

15’ 7 0,018 0,021 -0,024 0,039 0,00298,99

%98,36

%101, 52%

97,73%

98,52%

20’ 8 0,012 0,021 -0,031 0,007 0,01699,33

%98,36

%101,97

%99,59

%98,92

%

2. Pengaruh suhu

WaktuAbsorbansi Kelompok Persen tercerna (%)

1 2 3 4 5 1 2 3 4 50’ 2,451 1,856 2,451 1,841 1,868 0% 0% 0% 0% 0%

5’ 2,571 1,773 2,451 1,691 1,668-

4,89%4,47% 0% 8,15% 10,71%

10’ 2,553 1,752 1,856 1,630 1,663-

3,35%5,60% 24,28% 11,46% 10,97%

15’ 2,533 1,740 0,778 1,661 1,661-

3,35%6,25% 68,26% 9,78% 11,08%

20’ 2,515 1,696 0,758 1,640 1,653-

2,61%8,62% 69,07% 10,92% 11,51%

0' 5' 10' 15' 20'0%

100%200%300%400%500%600%

Kurva Pengamatan

Kel. 5

Kel. 4

Kel. 3

Kel. 2

Kel. 1

Waktu

% te

rcer

na

0' 5' 10' 15' 20'-20%0%

20%40%60%80%

100%120%

Kurva Pengamatan

Kel. 5Kel. 4Kel. 3Kel. 2Kel. 1

Waktu

% te

rcer

na

3. Pengaruh modifier dan peningkatan kadar enzim

WaktuAbsorbansi Kelompok Persen tercerna %

1 2 3 4 5 1 2 3 4 50’ 2,498 1,810 2,345 2,181 1,827 0% 0% 0% 0% 0%5’ 0,940 1,630 0,069 0,625 1,770 62,37% 9,94% 97,06% 71,34% 3,12%10’ 0,060 1,515 0,008 0,105 1,764 97,60% 16,30% 99,66% 95,19% 3,45%15’ 0,028 0,683 0,006 0,115 1,761 98,88% 62,27% 99,74% 94,73% 3,61%20’ 0,018 0,659 0,020 0,056 1,755 99,28% 63,58% 99,15% 97,43% 3,94%

Bahan Kelompok 1 Kelompok 2 Kelompok 3 Kelompok 4 Kelompok 5Buffer 15 ml 15 ml 15 ml 15 ml 15 mlNaCl 6 ml - 6 ml -Substrat 10 ml 10 ml 10 ml 10 ml 10 mlEnzim 1 ml 1 ml 2 ml 1 ml 1 mlHCl 10 ml 10 ml 10 ml 10 ml 10 mlAquades - 6 ml - 6 ml 6 mlHgCl2 - - - - 8 tetes

1.5. PembahasanEnzim merupakan biomolekul protein yang berfungsi sebagai katalisator. Kinerja

enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :1. Pengaruh pH

Enzim terdapat dalam sel dengan konsentrasi yang sangat rendah, dimana enzim dapat meningkatkan laju reaksi tanpa mengubah kesetimbangan. Seperti protein pada umumnya struktur ion enzim tergantung pada pH lingkungannya. Enzim dapat berbentuk ion positif, ion negatif atau ion bermuatan ganda (zwitter ion).

0' 5' 10' 15' 20'0%

50%100%150%200%250%300%350%400%

Kurva Pengamatan

Kel. 5

Kel. 4

Kel. 3

Kel. 2

Kel. 1

Waktu

% te

rcer

na

Dari bentuk kurva pada gambar diatas, tampak bahwa pada rentang pH tertentu atau daerah pH tertentu dapat menyebabkan kecepatan reaksi yang paling tinggi. pH tersebut dinamakan pH optimum. Apabila aktivitas sebagian besar enzim digambarkan sebagai suatu fungsi dari pH reaksi, biasanya akan tampak peningkatan kecepatan reaksi seiring dengan pergeseran pH dari tingkat yang sangat asam menuju rentang fisiologis dan kecepatan penurunan reaksi sewaktu pH bergerak dari rentang fisiologis ke rentang yang sangat basa.

Pada percobaan ini dilakukan pengamatan terhadap enzim dalam mulut. Enzim-enzim ini biasanya bekerja maksimum pada rentang pH 6-7. pH yang digunakan pada percobaan ini yaitu pH 8. Hal ini mempengaruhi kinerja enzim, sehingga kinerja enzim menjadi tidak optimal. Turunnya kinerja enzim menyebabkan polisakarida yang dicerna semakin sedikit.

2. Pengaruh suhuSuhu merupakan salah satu faktor lingkungan penting dalam aktivitas suatau

enzim. Kinerja enzim selain dipengaruhi pH juga dipengaruhi oleh suhu. Enzim juga mempunyai suhu optimum, dimana enzim dapat bekerja secara maksimal. Setiap enzim memiliki suhu optimum tersendiri. Semakin jauh dari suhu optimum, kerja enzim semakin tidak baik. Suhu optimum untuk enzim yang terdapat dalam tubuh biasanya berkisar antara 360-450 C.

Kecepatan suatu reaksi enzimatik meningkat sejalan dengan meningkatnya suhu sampai pada titik tertentu. Hal ini karena tumbukan yang terjadi antara substrat dan sisi aktif enzim yang sering terjadi ketika molekul bergerak dengan cepat. Namun diluar suhu itu kinerja enzim akan turun bahkan tidak bekerja sama sekali. Molekul yang bergerak cepat akan mengganngu ikatan hidrogen, ikatan ionik dan lain-lain.

Pada praktikum ini dilakukan percobaan terhadap suhu yang berbeda-beda (00, 230-270, dan 600 ). Reaksi enzimatik pada suhu 00 tidak menunjukkan adanya reaksi, hal ini terjadi karena tidak adanya tumbukan antara substrat dan sisi aktif enzim. Molekul pada suhu 00 tidak bergerak dan enzim berada pada keadaan inaktif. Pada suhu ruang, kinerja enzim lebih optimal dibanding pada suhu 00

karena suhu ruang hampir mendekati suhu optimum enzim. Pada suhu 600, enzim mengalami denaturasi sehingga kinerja enzim menurun drastis. Hal ini disebabkan karena peningkatan suhu yang terlalu jauh. Namun, jika suhu dikembalikan ke keadaan optimum, maka enzim akan bisa bekerja optimal lagi.

3. Pengaruh modifier dan peningkatan kadar enzimModifier adalah zat yang dapat mempengaruhi kinerja enzim yaitu aktivator dan

inhibitor. Aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan antara enzim dan substrat. Kebanyakan aktivatoradalah ion-ion anorganik, terutama ion logam atau kation. Inhibitor adalah molekul yang menghambat ikatan antara enzim dan substrat. Inhibitor dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu inhibitor kompetitif, inhibitor non-kompetitif dan inhibitor unkompetitif. Inhibitor kompetitif adalah inhibitor yang berkompetisi dengan substrat untuk menempati sisi aktif enzim. Inhibitor non-kompetitif yaitu inhibitor yang menempati sisi lain enzim selain sisi aktifnya sehingga membuat struktur enzim berubah. Inhibitor unkompetitif yaitu inhibitor yang menyerang ketika enzim sudah atau pun belum berikatan dengan substrat.

Praktikum ini dilakukan untuk melihat pengaruh modifier dan peningkatan kadar enzim terhadap reaksi enzimatik. Sebagai inhibitor ditambahkan HgCl2

(inhibitor non-kompetitif) sehingga produktivitas enzim menurun dan substrat yang tercerna sedikit. HgCl2 menempel pada sisi selain sisi aktif enzim sehingga membuat enzim tidak responsif lagi terhadap substrat.

Selain pengaruh adanya inhibitor, jumlah substrat yang tercera juga dipengaruhi oleh kadar enzim yang terlibat dalam reaksi enzimatik. Hal ini berkaitan dengan kadar enzim yang sedikit. Kadar enzim yang sedikit menyebabkan kurangnya laju reaksi. Meskipun konsentrasi substrat yang digunakan cukup banyak dan seharusnya bisa meningkatakan laju reaksi namun enzim yang bekerja sudah jenuh sehingga tidak bisa mengikat substrat lagi dan tidak bisa bekerja secara optimal.

1.6. KesimpulanEnzim merupakan biomolekul kompleks yang berfungsi sebagai katalisator. Seperti

protein pada umumnya, enzim juga dapat mengalami denaturasi. Hal ini berpengaruh pada kinerja enzim. Jika enzim mengalami denaturasi maka enzim akan rusak sehingga enzim tidak dapat bekerja lagi. Denaturasi enzim bisa bersifat reversibel dan bersifat irreversibel. Hal yang dapat mempengaruhi kinerja enzim adalah pH, suhu, kadar enzim, modifier dan kadar substra.