Laporan Biologi Enzim Katalase

           LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KERJA ENZIM KATALASE

Disusun Oleh: Eka Fahruriza/ XII IPA 5/ 5

SMA NEGERI 2 MAGELANG

Tahun Ajaran 2014 / 2015

BAB I

PENDAHULUAN

A.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).

B.Tujuan Penelitian

Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase dan hasil penguraiannya.

C.Rumusan Masalah

   Bagaimana pengaruh NaCl (larutan asam), NaOH (larutan basa), dan suhu (suhu rendah dan suhu tinggi) terhadap kerja enzim?

D.Batasan Masalah

Kami hanya membahas dan menganalisa hasil percobaan yang telah kami lakukan.

E.Hipotesis

Karena enzim katalase terbentuk atas senyawa protein, maka enzim ini juga memiliki ciri – ciri yang sama dengan protein. Kerja enzim akan sangat dipengaruhi oleh suhu dan derajat keasaman lingkungannya.

        Variabel:

a.       Variabel  terikat         : Banyak gelembung dan nyala bara api.

b.      Variabel bebas            : NaOH, HCl, dan suhu.

c.       Variabel control         : H₂O₂ dan ektrak hati ayam.

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A.  Pengertian Enzim

Menurut Syamsuri metabolisme sangat bergantung pada enzim. Enzim berperan sebagai pemercepat reaksi metabolisme di dalam tubuh mahkluk hidup, tetapi enzim tidak ikut bereaksi.

B. Struktur Enzim

Enzim merupakan protein yang tersusun atas asam–asam amino. Kebanyakan enzim berukuran lebih besar dari substratnya. Akan tetapi, hanya daerah tertentu dari molekul enzim tersebut yang berikatan dengan substrat, yaitu bagian yang disebut dengan sisi aktif (active side).

Secara kimia, enzim yang lengkap (holoenzim) tersusun atas dua bagian, yaitu bagian protein dan bagain bukan protein.

1.     Bagian protein disebut apoenzim, tersusun atas asam – asam amino. Bagian protein bersifat labil (mudah berubah), misalnya terpengaruh oleh suhu dan keasaman.

2.     Bagian bukan protein yang disebut gugus protetik, yaitu gugusan yang aktif. Gugus prostetik yang berasal dari molekul non organik disebut kofaktor, misalnya besi, tembaga, zink. Gugus prostetik yang terdiri dari senyawa – senyawa kompleks disebut konenzim, misalnya NADH, FADH, koenzim A, tiamin, riboflavin, asam pantotenat, niasin, piridoksin, biotin, asam folat, dan kobalamin.

C.         Ciri – Ciri Enzim

1.     Biokatalisator : enzim hanya dihasilkan oleh sel-sel mahkluk hidup yang digunakan untuk mempercepat proses reaksi.

2.     Protein : sifat-sifat enzim sama dengan protein yaitu dapat rusak pada suhu yang tinggi dan dipengaruhi pH.

3.     Bekerja Secara Khusus : enzim tertentu hanya dapat mempengaruhi reaksi tertentu, tidak dapat mempengaruhi raeksi lainnya. Zat yang terpengaruhi oleh enzim tersebut substrat. Substrat adalah zat yang bereaksi. Oleh karena macam zat yang bereaksi di dalam sel sangat banyak, maka macam enzim pun banyak.

4.     Dapat Digunakan Berulang Kali: dapat digunakan berulang kali karena enzim tidak berubah pada saat terjadi reaksi. Satu molekul enzim dapat bekerja berkali-kali selama enzim itu tidak rusak.

5.     Rusak Oleh Panas : enzim rusak oleh panas karena merupakan suatu protein . Rusaknya enzim oleh panas disebut denaturasi jika telah rusak enzim tidak dapat bekerja lagi.

6.     Tidak Ikut Bereaksi : enzim hanya diperlukan untuk mempercepat reaksi namun tidak ikut bereaksi.

7.     Dapat Bekerja Bolak-Balik : suatu enzim dapat bekerja menguraikan suatu senyawa menjadi senyawa-senyawa lain dan sebaliknya dapat pula bekerja menyusun senyawa-senyawa itu menjadi senyawa semula.

D. Cara Kerja Enzim

1.     Teori Gembok - Anak Kunci

Teori ini dikemukakan oleh Emil Fischer. Sisi aktif enzim mempunyai bentuk tertentu yang hanya sesuai untuk satu jenis substrat saja.Bentuk substrat sesuai dengan sisi aktif, seperti gembok cocok dengan anak kuncinya.Hal itu menyebabkan enzim bekerja secara spesifik. Substrat yang mempunyai bentuk ruang yang sesuai dengan sisi aktif enzim akan berikatan dan membentuk kompleks transisi enzim-substrat. Senyawa transisi ini tidak stabil sehingga pembentukan produk berlangsung dengan sendirinya. Jika enzim mengalami denaturasi (rusak) karena panas, bentuk sisi aktif berubah sehingga substrat tidak sesuai lagi. Perubahan pH juga mempunyai pengaruh yang sama.

2.     Teori Induced Fit

Reaksi antara substrat denan enzim berlangsung karena adanya induksi molekul substrat terhadap molekul enzim. Menurut teori ini, sisi aktif enzim bersifat fleksibel dalam menyesuaikan struktur sesuai dengan struktur substrat. Ketika substrat akan terinduksi dan kemudian mengubah bentuknya sedikit sehingga mengakibatkan perubahan sisi aktif yang semula tidak cocok menjadi cocok (fit). Kemidian terjadi pengikatan substrat oleh enzim, yang selanjutnya substrat diubah menjadi produk. Produk kemudian dilepaskan dan enzim kembali pada keadaan semula, siap untuk mengikat substrat baru.

BAB III

METODE PENELITIAN

A.Metode Penelitian

Metode yang kami pergunakan dalam meguji cara kerja enzim katalase adalah metode eksperimen.

B.Tempat Penelitian

Kami melakukan percobaan ini di Laboratorium Biologi SMA Negeri 2 Magelang.

C.Waktu Penelitian

 Percobaan dilaksankan pada pukul 09.30 WIB hari Kamis, 22 September 2014.

D.Alat dan Bahan

1.     Rak dan 6 tabung reaksi

2.      Pipet tetes

3.      Pembakar spiritus

4.      Lidi dan korek api

5.      Hati Ayam

6.   Jantung Ayam

7.      Larutan HCL 10%

8.      Larutan NaOH 10%

9.      Larutan H₂O₂ 10%

10.   Freezer

11.  Kaki 3

12.  Gelas kimia

13.  Pisau / cuter / silet

14. Lumpang dan alu porseline

E.Langkah Kerja

1.      Siapkan tabung reaksi A,B,C,D,E, dan F.

2.      Cincang hati ayam dengan pisau / cuter / silet sehingga menjadi potongan kecil-kecil kemudian dihaluskan dengan lumpang dan alu porseline selanjutnya tambahkan beberapa tetes air agar mudah dimasukkan ke dalam tabung. Perlakuan sama untuk jantung ayam.

3.    Isi tabung A dengan ekstrak hati ayam.

4.    Isi tabung B dengan ekstrak hati ayam.

5.    Isi tabung C dengan ekstrak hati ayam.

6.    Isi tabung D dengan ekstrak hati ayam, dinginkan di dalam freezer.

7.    Isi tabung E dengan ekstrak hati ayam, panaskan. Cara memanaskannya yaitu dengan menyalakan pembakar spritus, kemudian letakkan kaki tiga dan kasa di atasnya lalu, langkah selanjutnya yaitu dengan meletakkan gelas kimia yang yang diberi air. Letakkan tabung E di dalam gelas kimia tersebut, tunggu hingga warna berubah memutih.

8.   isi tabung F dengan ekstrak jantung ayam.

9.      Melakukan urutan langkah pengujian sebagai berikut:

a.       Tabung A + 10 tetes H₂O₂ dan segera menutupnya dengan ibu jari kanan dan mengamati kemunculan gelembung gas. Membuka dengan segera ibu jari dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.

b.      Tabung B + 10 tetes NaOH baru kemudian + 10 tetes H₂O₂ dan segera menutupnya dengan ibu jari kanan kemudian mengamati kemunculan gelembungg gas, Membuka dengan segera ibu jari dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.

c.       Tabung C + 10 tetes HCl  + 10 tetes H₂O₂ dan segera menutupnya dengan ibu jari kanan kemudian mengamati kemunculan gelembungg gas. Membuka dengan segera ibu jari dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.

d.      Tabung D + 10 tetes H₂O₂ dan segera menutupnya dengan ibu jari kanan dan mengamati kemunculan gelembung gas. Membuka dengan segera ibu jari dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.

e.       Tabung E + 10 tetes H₂O₂ dan segera menutupnya dengan ibu jari kanan dan mengamati kemunculan gelembung gas. Membuka dengan segera ibu jari dan melakukan uji nyala api dengan memasukkan bara lidi api dalam tabung.

7.      Mengisikan hasil percobaan pada tabel pengamatan

  BAB IV

HASIL PENGAMATAN

•            Tabel PengamatanTabel Pengamatan

Larutan	Ekstrak hati + H2O2		Ekstrak jantung +  H2O2
	Gelembung	Nyala api	Gelembung	Nyala api
Netral	v	V	v	˟
Asam	v	˟
Basa	˟	V
Didinginkan	v	˟
Dipanaskan	v	˟

Keterangan:

v = timbul / nyala.

x = tidak timbul / tidak nyala.

BAB V

PEMBAHASAN

A.Analisis Data

Pada praktikum kali ini kita menggunakan hati ayam sebagai bahan percobaan, karena hati ayam banyak mengandung enzim katalase. Hasil dari percobaan yang terdapat pada tabung reaksi adalah gelembung yang mengandung gas oksigen. Dan apabila kita menempatkan bara di dalam tabung reaksi, maka bara tersebut akan menyala, ini membuktikan bahwa reaksi pembakaran tadi menghasilkan oksigen (O2). Tetapi tidak semua tabung reaksi menghasilkan gelembung dan menyala apabila ditempatkan bara di atasnya. Ada juga bara yang mati setelah di tempatkan di atas tabung reaksi.

•                 2 cc Ekstrak hati ayam + H₂O₂

Saat H₂O₂ dimasukan ke dalam tabung reaksi berisi ekstrak hati ayam, terjadi pembentukan gelembung-gelembung. Hal ini membuktikan di dalam hati ayam terdapat enzim katalase yang kemudian menguraikan H₂O₂ menjadi air (H₂O) dan oksigen (O₂).  Bara api dapt menyala dengan intensitas kecil membuktikan enzim katalase dapat menguraikan H₂O₂  menjadi O₂

•                 2 cc Ekstrak hati + HCL + H₂O₂

Dihasilkan gelembung dalam kategori sedikit namun bara api tidak ada. Hal tersebut menunjukkan bahwa enzim katalase dalam hati tidak bekerja karena penambahan HCL yang merubah kondisi di sekitar molekul menjadi asam. Derajat keasaman (pH) sangat mempengaruhi aktivitas enzim, sehingga kndisi asam tersebut merusak enzim katalase yang bekerja pada pH netral. Oleh sebab itu penguraian senyawa H₂O₂ menjadi air dan oksigen tidak optimal.

•                 2 cc Ekstrak hati + NaOH + H₂O₂

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

•                 2 cc Ekstrak hati didinginkan + H₂O₂

Ekstrak yang didinginkan kemudian ditambah H₂O₂, ternyata timbul gelembung udara dan saat bara api dimasukkan  ke dalamnya ternyata mati.  Hal ini disebabkan karena ekstrak hati yang dikeluarkan dari dalam freezer sudah hampir kembali pada suhu normal. Sehingga penguraikan H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂ tidak optimal.

•                 2 cc Ekstrak hati dipanaskan + H₂O₂

Ekstrak yang dipanaskan kemudian ditambah H₂O₂, ternyata timbul gelembung udara dan saat bara api dimasukkan  ke dalamnya tidak timbul nyala api.  Hal ini disebabkan karena protein di dalam enzim katalase yang terdapat di ekstrak telah rusak karena enzim pada suhu tinggi akan rusak atau mengaami denaturasi. Sehingga penguraikan H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂ tidak optimal

•                 2 cc Ekstrak jantung + H₂O₂

Pada ekstrak jantung yang ditambahkan H₂O₂ tanpa dipanaskan dan tanpa penambahan asam maupun basa, dihasilkan gelembung namun tidak timbu bara api. Itu menunjukanpenguraian H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂ tidak berjalan optimal

B.Pertanyaan

•         Mengapa pada ekstrak hati yang diberi H₂O_2, muncul gelembung udara?

Jawaban : karena H₂O₂ yang bersifat racun diuraikan menjadi O₂, dan H₂O, jadi gelembung gas yang dihasilkan itu merupakan gas oksigen hasil penguraikan hidrogen peroksida (H₂O₂).

•         Mengapa gelembung udara pada tabung 2,3, dan 4 lebih sedikit dari gelembung udara pada tabung 1?

Jawaban : karena pada tabung 2 dan 3 ekstrak hati ditambah dengan HCL dan NaOH yang menyebabkan enzim katalase tidak bekerja secara optimal, sehingga penguraian H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂  tidak sempurna. Sedangkan pada tabung 4 yang didinginkan enzim katalase masih aktif namun tidak dapat bekerja secara optimal karena suhunya dingin.

•          Mengapa di dalam jaringan terdapat H₂O₂ ?

Jawaban : karena senyawa H₂O₂ merupakan hasil dari kerja enzim yang membantu reaksi berbagai macam substrat dengan okigen (O₂) sehingga membentuk senyawa hidrogen peroksida (H₂O₂).

•         Apa pengaruh H₂O₂ terhadap jaringan bila kadarkan berlebihan?

Jawaban : Karena sifatnya yang racun, hidrogen peroksida akan mengakibatkanterjadinya gangguan dan mengurangi fungsi atau bahkan mematikan fungsi seldalam proses penguraian lemak mengingat senyawa ini banyak terdapat didalam sel yang bekerja untuk menguraikan lemak.

•         Bagaimana cara jaringan tubuh menetralkan H₂O₂  tersebut?

Jawaban : enzim katalase dihasilkan di hati. Fungsi enzim katalase adalah dapat menguraikan (menetralkan) hidrogen perioksida (H2O2) yang merupakan senyawa berbahaya bagi tubuh menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang bukan merupakan senyawa yang berbahaya. H2O2 H2O + ½ O2.

•         Dengan demikian apa fungsi enzim katalase? Tuliskan persamaan reaksi kimianya!

Jawaban : fungsi enzim katalase adalah sebagai katalisator dalam menguraikan H₂O₂ yang bersifat racun dan menetralkannya.

2H₂O₂   enzim katalase>  2H₂O + O₂

•         Dimana enzim katalase terdapat?

Jawaban : terletak di Peroksisom merupakan kantong yang memiliki membran tunggal. Peroksisom terdapat pada sel tumbuhan dan sel hewan. Pada hewan, peroksisom banyak terdapat di hati dan ginjal, sedang pada tumbuhan peroksisom terdapat dalam berbagai tipe sel.

•         Pada organ manakah enzim katalase lebih banyak pada jantung atau pada hati? Apa buktinya?

Jawaban : enzim katalase banyak terdapat pada hati daripada jantung. Buktinya yaitu karena enzim katalase terdapat pada salah satu organel sel yang fungsinya untuk metabolisme lemak yaitu hati.

•         Faktor-faktor apakah yang mempengaruhi kerja enzim katalase itu?

Jawaban : faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase adalah suhu, derajat keasaman (pH), konsentrasi enzim, substrat, aktivator (zat penggiat), dan inhibitor (zat penghambat).

C.Bahan Diskusi

•       Pada suhu berapakah kerja enzim katalase yang paling baik dalam sel-sel tubuh manusia, mengapa demikian?

Jawaban : Suhu optimal agar enzim katalase dapat bekerja dengan baik adalah pada suhu ruangan (25-30^o C).

•       Mengapa seseorang yang suhu tubuhnya 40˚C ke atas rawan kematian?

Jawaban : Karena akan hilangnya fungsi enzim katalase yang dapat merubah H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂ , jika suhu di atas 40⁰C enzim katalase mengalami denaturasi maka H₂O₂ yakni zat yang berbahaya akan mengendap dalam tubuh dan akan mengalami kematian.

•       Jelaskan mengapa daging sapi/kambing akan lebih lunak bila dibungkus dengan daun pepaya?

Jawaban : karena getah pepaya (yang dapat ditemukan di batang, daun, dan buah) mengandung enzim papain, semacam protease, yang dapat melunakkan daging.

•       Prediksi apa yang akan terjadi pada telur jika digoreng dengan api besar? Apa artinya kenyataan tersebut?

Jawaban : Pada bagian tepi telur lebih cepat hangus dan berwarna menghitam. Artinya telur yang digoreng dengan api besar enzim yang berada di dalam telur akan rusak atau mengalami denaturasi akibat suhu yang tinggi.

•       Hal itu analogi dengan enzim yang kondisi ligkungannya bagaimana? Mengapa telur dianalogikan dengan enzim?

Jawaban : enzim akan bekerja pada suhu normal, yaitu pada suhu 25-30^oC dan akan mengalami kerusakan akibat suhu yang rendah maupun tinggi. Karena telor mempunyai sifat yang hampir sama dengan enzim, selain itu telur mengandung banyak protein sedangakan enzim sendiri tersusun atas protein sehingga telur dianalogikan sebagai enzim.

BAB VI

PENUTUP

A.Kesimpulan

Enzim katalase bekerja dengan menguraikan H₂O₂ menjadi air (H₂O) dan Oksigen (O2). Enzim katalase akan rusak pada suhu tinggi (denaturasi). Pada suhu rendah enzim tidak rusak tapi tidak bekerja dengan optimal karena enzim tidak aktif. Dan enzim bekerja optimal pada pH netral. Pada kondisi asam dan basa, kerja enzim terhambat.

B.Saran

1. Dibutuhkan waktu yang lebih lama, dan waktu yang khusus (diluar jam pelajaran) untuk melakukan percobaan ini agar kami lebih teliti dan intensif dalam menguji faktor yang mempengaruhi kerja enzim.

2. Dibutuhkan alat – alat yang lebih lengkap agar data hasil percobaan kami lebih akurat.

3. Dibutuhkan ketelitian, kehati-hatian, dan kesabaran agar hasil praktikum lebih maksimal.

DAFTAR PUSTKA :

Kirana, Candra dan Idayu Ria Pramudyanti. 2014. Biologi Kelas XII Semester Gasal. Klaten : Viva Pakarindo.

Saktiyono. 2008. Seribu Pena Biologi. Jakarta : Erlangga

Syamsuri Istamar, dkk. 2007. Biologi SMA Kelas XI. Malang : Erlangga

Tim LBB SSC Intersolusi. 2012. TEXT BOOK SSC Intersolusi : SSCIPratiwi D. A. 2007. Jakarta : Erlangga

http://bungasakuraatin.blogspot.com/2013/01/laporan-praktikum-uji-kerja-enzim.html

diakses pada : 25 September 2014.

http://velahumaira.blogspot.com/2012/12/laporan-praktikum-biologi-pengaruh-ph.html

diakses pada : 26 September 2014

http://novleexta.blogspot.com/2011/10/laporan-praktikum-biologi-enzim.html

diakses pada : 25 September 2014

LAMPIRAN