LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI HEWAN

KERJA ENZIM KATALASE

Nama : Natalina

NIM : J1C108027

Kelompok : 6 (enam)

Asisten : Ernawati

PROGRAM STUDI BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARBARU

2010

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Enzim adalah golongan protein yang paling banyak terdapat dalam sel

hidup dan mempunyai fungsi penting sebagai katalisator reaksi biokimia yang

secara kolektif membentuk metaboliesme-perantara (intermediary methabolishm)

dari sel. Pada tahun 1860, telah menunjukkan bahwa proses fermentasi dikatalisa

oleh enzim yang secara struktuil terikat di dalam sel ragi. Ekstraksi enzim pertama

kali dilakukan oleh Buchner terhadap sel ragi yang berfungsi dalam fermentasi

alkohol (Wirahadikusumah, 1992).

Enzim adalah katalisasi sejati. Enzim meningkatkan kecepatan reaksi

dengan menurunkan energi aktivasinya. Secara umumnya ada 2 cara untuk

meningkatkan kecepatan reaksi kimia yaitu :

1. Meningkatkan suhu, kecepatan reaksi meningkat sampai 2 kali dengan

kenaikan suhu 100C.

2. Menggunakan katalisator yaitu menurunkan batas penghalang energi.

Enzim dapat bekerja hanya pada substrat tertentu. Enzim berikatan dengan

substratnya (beberapa substratnya ketika terdapat dua atau lebih reaktan). Pada

saat enzim dan substrat berikatan, kerja katalitik enzim tersebut akan mengubah

substrat menjadi produk (atau beberapa produk) reaksi. Setiap enzim dapat

membedakan substratnya dari senyawa yang sangat dekat sekalipun hubungannya

seperti isomer. Hal ini terjadi karena enzim merupakan salah satu protein, dan

protein merupakan makromolekul dengan konformasi tiga dimensi yang unik.

Kekhususan suatu enzim disebabkan oleh bentuknya tersebut. Hanya daerah

tertentu dari molekul enzim itu yang sesungguhnya berikatan dengan substrat.

Daerah ini disebut sebagai tempat aktif yang merupakan kantong atau lekukan

yang khas pada permukaan protein tersebut. Tempat aktif ini adalah pusat dari

katalitik enzim (Kimball, 1983).

1.2 Tujuan

Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui enzym katalase adalah protein

dan untuk mengetahui pengaruh asam dan basa terhadap kerja enzim.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Enzim adalah protein katalitik yaitu suatu agen kimiawi yang mengubah

laju reaksi tanpa harus dipergunakan oleh reaksi itu. Tidak adanya enzim, lalu

llintas kimiawi melalui jalur-jalur metabolisme akan menjadi sangat macet. Suatu

enzim dapat mempercepat laju reaksi dengan cara menurunkan rintangan energi

aktivasinya. Enzim hanya dapat mempercepat reaksi yang memang pada akhirnya

akan terjadi sangat lambat, akan tetapi fungsi ini memungkinkan sel untuk

memiliki suatu metabolisme yang dinamis. Selanjutnya karena enzim sangat

selektif dalam hal reaksi yang dapat dikatalisisnya, maka enzim itu akan

menentukan proses kimiawi mana yang akan berlangsung pada suatu sel pada

waktu tertentu (Campbell, 2000).

Katalase adalah enzim yang dapat menguraikan hidrogen peroksida yang

tidak baik bagi tubuh makhluk hidup menjadi air dan oksigen yang sama sekali

tidak berbahaya. Selain itu, enzim ini di dalam tubuh manusia juga menguraikan

zat-zat oksidatif lainnya seperti fenol, asam format, maupun alkohol yang juga

berbahaya bagi tubuh manusia. Katalase terdapat hampir di semua makhluk hidup.

Enzim ini diproduksi oleh sel di bagian badan mikro, yaitu perioksisom bagi sel,

enzim ini adalah bodyguard yang melindungi bagian dalam sel dari kondisi

oksidatif yang bagi kebanyakan orgnisme ekuivalen dengan kerusakan (Streyer,

2000).

Hidrogen peroksida dengan rumus kimia bila H2O2 ditemukan oleh Louis

Jacquea Thenard pada tahuna 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia organik

yang memiliki sifat oksidator kuat dan bersifat racun dalam tubuh. Senyawa

peroksida harus segera di uraikan menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang tidak

berbahaya. Enzim katalase mempercepat reaksi penguraian peroksida (H2O2)

menjadi air (H2O) dan oksigen (O2). Penguraian peroksida (H2O) ditandai dengan

timbulnya gelembung (Wirahadikusuma, 1992).

Enzim katalase dari mamalia seperti manusia, ataupun sapi, ataupun

mikroba moderat (jamur) misalnya, hanya dapat berfungsi di antara suhu 37-40○C

derajat celcius. Jika suhu terlalu rendah ( < 10○C) , maka enzim ini akan berhenti

bekerja, tetapi tidak mengalami kerusakan dan akan bekerja kembali jika suhu

telah normal. Jika suhu terlalu tinggi ( >40○C), enzim ini akan mengalami

denaturasi sehingga tidak dapat dipakai kembali (Streyer, 2000).

Reaksi-reaksi yang berlangsung didalam tubuh makhluk hidup terjadi pada

suhu 27○C, misalnya pada tumbuhan dan pada tubuh hewan berdarah dingin; atau

pada suhu 37○C, misalnya pada tubuh hewan berdarah panas.Pada suhu tersebut

proses oksidasi akan berjalan lambat.Agar reaksi-reaksi berjalan lebih cepat

diperlukan katalisator.Katalisator adalah zat yang mempercepat reaksi tetapi zat

tersebut tidak ikut bereaksi. Katalisator didalam sel makhluk hidup disebut

biokatalisator atau enzim (Aryulina, 2007).

Dengan menaikkan temperatur, jumlah molekul yang dapat masuk ke

keadaan transisi bertambah. Dalam banyak reaksi kimia, pertambahan suhu 10oC

menyebabkan berlipat gandanya laju reaksi kimia. Fungsi katalisator adalah

mempercepat reaksi kimia dengan cara menurunkan energi bebas pengaktifan.

Dalam hal ini, katalisator bergabung dengan reaktan, sedemikian rupa sehingga

dihasilkan keadaan transisi yang memiliki energi bebas lebih rendah dibandingkan

keadaan reaksi tanpa katalisator. Setelah hasil reaksi terbentuk (produk),

katalisator dibebaskan kembali ke keadaan semula (Wirahadikusumah, 1992).

Penggunaan makanan untuk keperluan berbagai macam aktivitas tubuh

termasuk untuk pemeliharaan pertumbuhan dan pelepasan energi kimia,

diperlukan suatu tahap dimana hewan harus mencerna dulu makanan tersebut.

Pencernaan merupakan proses kimia yang rumit dimana enzim yang khusus

diperlukan untuk mengkatalisis pencernaan molekul subtansi makanan menjadi

senyawa kimia yang sederhana dan berukuran kecil sehingga dapat dengan segera

menembus dinding usus menuju ke dalam darah. Sebagai contoh, dapat

dikemukakan disini bahwa tepung yang merupakan polisakarida berantai panjang

dipecah menjadi disakarida dan polisakarida, demikian juga protein dipecah

menjadi tripeptida, dipeptida dan akhirnya menjadi asam amino (Wulangi, 1993).

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Praktikum dilaksanakan pada tanggal 9 April 2010 jam 15.45 – 18.00

wita di Laboratorium Biologi I, Laboratorium Dasar MIPA Universitas Lambung

Mangkurat.

3.2 Alat dan Bahan

Alat yang digunakan yaitu lumpang dan alu porselen, beaker glass 100

ml, corong, tabung reaksi, neraca ohaus, kertas saring, pipet tetes, gelas ukur,

sentrifuge dan tabung sentrifuge.

Bahan yang digunakan yaitu aquadest, larutan H2O2 0,2%, larutan

NaOH 10%, dan larutan CuSO4 2%.

3.3 Prosedur Kerja

3.3.1 Membuktikan bahwa enzim katalase adalah protein

1. Ditimbang hati ayam seberat 5 gr dan dihancurkan hingga halus.

2. Ditambahkan 20 ml aqudest dan diaduk hingga homogen.

3. Disaring campuran hati dan ditampung dalam beaker gelas.

4. Dimasukkan ekstrak hati tersebut ke dalam tabung sentrifuge,

kemudian disentrifuge hingga diperoleh supernatan (SLE).

5. Dimasukkan 1 ml SLE ke dalam tabung reaksi dan dilakukan uji

biuret dengan diteteskan larutan NaOH 10% dan CuSO4 2%

(masing-masing 2 tetes).

6. Diamati dan dicatat reaksi yang terjadi.

3.3.2 Pengaruh kepekatan terhadap kerja enzim katalase

1. Disediakan 6 tabung reaksi dan diberi label A, B, C dan 1, 2, 3.

2. Diisi tabung A, B, dan C dengan larutan H2O2 0,2% masing-

masing sebanyak 1 ml.

3. Diisi tabung 1, 2, 3 dengan SLE dengan kepekatan yang berbeda

yaitu :

a. 100% SLE dalam tabung 1

b. 50% SLE dalam tabung 2

c. 25% SLE dalam tabung 3

4. Diteteskan SLE tabung 1 ke dalam tabung A dan dihitung

banyaknya tetesan SLE yang diperlukan untuk diuraikan H2O2

sampai terbentuk gelembung, dilakukan hal tersebut untuk tabung

2 dan 3

5. Dibuat grafik yang dihubungkan kepekatan enzim katalase dengan

banyaknya tetesan untuk diuraikan H2O2

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Membuktikan bahwa enzim katalase adalah protein

Larutan Perubahan

Warna awal SLE

1 mL SLE+NaOH

coklat keruh

coklat bening

4.1. Pengaruh kepekatan terhadap kerja enzim katalase

Komposisi larutan Jumlah tetesan

100% SLE pada tabung 1

50% SLE pada tabung 2

25% SLE pada tabung 3

6 tetesan

15 tetesan

24 tetesan

4.2 Pembahasan

Pada praktikum ini menggunakan hati ayam sebagai bahan

percobaannya. Hati ayam digunakan dalam praktikum ini karena dalam sel-sel

hati ayam memiliki banyak organel peroksisom yang memproduksi enzim

katalase yang mampu menguraikan racun termasuk hydrogen peroksida atau

peroksida (H2O2), hal ini berkaitan dengan fungsi hati sebagai penawar racun.

Pengujian ini dilakukan dengan penetesan SLE dari hati ayam ke dalam larutan

yaitu hidrogen peroksida (H2O2), kemudian saat penetesan akan terjadi gelembung

udara.

Dalam praktikum ini digunakan 2 larutan yaitu NaOH dan H2O2, 2

larutan ini memiliki fungsi masing-masing. NaOH berfungsi sebagai larutan

reaksi biuret yang menunjukan bahwa enzim katalase itu adalah protein,

sedangkan H2O2 berfungsi sebagai senyawa racun yang akan bereaksi dengan

enzim katalase. Tanda uji positif reaksi ini adalah jika terjadi perubahan warna

menjadi biru tua hingga ungu, ini menandakan pada larutan terdapat ikatan

peptida dan protein. Warna ungu atau biru tua terjadi karena terbentuknya

senyawa kompleks dengan ion pusat Cu2+ dan gugus-gugusnya NH2, dan protein

sebagai ligan juga memiliki ikatan peptida.

Uji biuret yang dilakukan pada enzim katalase menunjukan uji negatif

karena tidak terbentuk warna biru tua atau ungu yang artinya pada enzim tersebut

tidak terkandung protein. Hal ini tentu saja bertentangan dengan teori yang telah

ada, teorinya adalah enzim adalah suatu kelas protein yang terdiri dari ikatan-

ikatan peptida sehingga jika dilakukan uji biuret hasilnya tentu akan positif

dengan terbentuknya kompleks warna ungu. Reaksi pada uji ini adalah sebagai

berikut :

RCHCOOH + 2NaOH 2RCHCOONa + 2H2O

NH2 NH2

NH2 RCHCOO 2RCHCOONa + CuSO4 Cu + Na2SO4

NH2 RCHCOO NH2

Kegagalan pada praktikum ini disebabkan karena uji biuret yang

dilakukan tidak lengkap, sebab setelah supernatan (SLE) ditetesi NaOH, hati

ayam tidak ditetesi oleh CuSO4 sehingga tidak terbentuk senyawa kompleks

dengan ion pusat Cu2+ dan gugus-gugusnya NH2, dan protein sebagai ligan juga

memiliki ikatan peptida. Warna ungu atau biru tua terbentuk karena adanya

senyawa kompleks dengan ion pusat Cu2+, jika hanya ditambahkan NaOH protein

hanya berikatan dengan Na dan tidak mengalami perubahan warna yang berarti.

Hal ini yang membuat uji biuret pada hati tidak menunjukkan uji positif.

Untuk mengetahui pengaruh kepekatan terhadap kerja enzim katalase.

Maka dilakukan beberapa perlakuan yaitu SLE dengan konsentrasi 100%, yaitu

larutan SLE tanpa aquades, SLE dengan konsentrasi 50%, yaitu terlarut 2 mL

supernatan ditambah 2 ml aquadest, dan SLE dengan konsentrasi 25%, yaitu

terlarut 1 ml supernatan + 3 ml aquadest. Kemudian SLE pada masing-masing

konsentrasi tersebut kemudian diteteskan dengan H2O2 0,2% dan dihitung jumlah

tetesannya sampai gelembung awal terbentuk. Hal ini dilakukan karena enzim

katalase akan mengkatalisis perubahan dua molekul hidrogen peroksida menjadi

air dan oksigen, dengan tanda adanya terbentuk gelembung.

Adanya gelembung memperlihatkan adanya suatu reaksi oksidasi pada

larutan tersebut. Dari pengamatan yang dilakukan didapat bahwa untuk SLE

100% diperlukan 6 tetes untuk menguraikan H2O2, untuk SLE 50% diperlukan 15

tetes dan SLE 25% memerlukan 24 tetes. Dari sini kita dapat melihat bahwa

makin besar konsentrasi SLE makin banyak SLE yang kita perlukan untuk

menguraikan H2O2.

Bentuk reaksi kimia penguraian H2O2 adalah:

Enzim katalase

2H2O2 2H2O + O2

Dari percobaan yang telah dilakukan didapatkan hasil yaitu untuk SLE

100% diperlukan 6 tetes untuk menguraikan H2O2, untuk SLE 50% diperlukan 15

tetes untuk menguraikan H2O2 dan SLE 25% diperlukan 24 tetes untuk

menguraikan H2O2. Dari hasil ini dapat dikatakan bahwa makin besar kepekatan

SLE semakin banyak SLE yang kita perlukan untuk menguraikan H2O2.

Pada pH yang mendekati netral bahkan netral, katalase akan kehilangan

aktivitasnya dengan cepat. Oleh karena itu semakin kurang kepekatan enzim

katalase semakin mendekati netral pHny maka katalase akan mengalami

penurunan aktivitas, sehingga harus diperlukan banyak SLE untuk menguraikan

peroksida.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari praktikum yang telah dilaksanakan dapat diambil kesimpulan sebagai

berikut :

1. Hati ayam digunakan dalam praktikum ini karena dalam sel-sel hati ayam

memiliki banyak organel peroksisom yang memproduksi enzim katalase yang

mampu menguraikan racun termasuk hydrogen peroksida atau peroksida

(H2O2).

2. Uji biuret pada SLE menunjukkan hasil yang negatif, karena kesalahan dalam

menambahkan pereaksi yaitu tidak ditambahkan dengan larutan CuSO4 yang

dapat menunjukan warna ungu atau biru tua.

3. Enzim katalase berfungsi untuk menguraikan H2O2 menjadi O2 dan H2O yang

tidak berbahaya terhadap tubuh.

4. Pada uji kepekatan terhadap kerja enzim katalase diperoleh hasil untuk

terbentuknya gelembung pada SLE 100% adalah 6 tetes, SLE 50%

memerlukan 15 tetes dan SLE 25% memerlukan 24 tetes.

5. Semakin besar kepekatan SLE semakin banyak pula SLE yang kita perlukan

untuk menguraikan H2O2 menjadi O2 dan H2O.

5.2 Saran

Sebaiknya bahan-bahan yang digunakan dalam praktikum dapat digunakan

semuanya, sehingga hasil praktikum dapat lebih akurat dan tepat sesuai teori.

DAFTAR PUSTAKA

Aryulina, Dyah. 2007. Biologi III. Esis, Jakarta

Campbell, N. A. 2000. Biologi Edisi Kelima. Penerbit Erlangga, Jakarta

Kimball, J. W. 1983. Biologi Edisi Kelima.Penerbit Erlangga, Jakarta.

Streyer, L. 2000. Biokimia. Buku Kedokteran, Jakarta

Wirahadikusuma, M. 1992. Biokimia. Penerbit ITB, Bandung

Wulangi, K.S. 1993. Prinsip-Prinsip Fisiologi Hewan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, Jakarta