Berikut ini contoh laporan praktikum uji enzim katalase pada hati ayam. Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui cara kerja enzim katalase dan mengetahui pengaruh Hidrogen Peroksida terjadap mekanismeka kerja Enzim katalase.
Daftar isi
Uji Enzim Katalase Pada Hati Ayam
Bab I. Pendahuluan
A. Latar Belakang
Metabolisme yang merupakan reaksi kimia memiliki biokatalisator yang disebut dengan enzim. Enzim adalah senyawa yang dibentuk oleh sel tubuh organisme yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein. Di dalam sel, enzim diproduksi oleh organel badan mikro peroksisok. Enzim merupakan zat yang membantu semua kegiatan yang dilakukan sel. Enzim mempunyai dua fungsi pokok yaitu mempercepat reaksi tetapi tidak ikut bereaksi dan mengatur sejumlah reaksi yang berbeda-beda dalam waktu yang sama.
Kegunaan enzim katalase adalah menguraikan Hidrogen Peroksida (H2O2) yang memiliki sifat oksidator kuat dan merupakan senyawa racun dalam tubuh yang terbentuk pada proses pencernaan makanan. Dengan adanya enzim katalase, senyawa Hidrogen Peroksida (H2O2) dapat diuraikan menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang tidak berbahaya ditandai dengan timbulnya gelembung.
Ada tidaknya gelembung merupakan indikator adanya air dalam wujud uap. Sedangkan menyala atau tidaknya bara merupakan indikator adanya gas oksigen dalam tabung tersebut. Enzim katalase yang dihasilkan peroksisom pada hati akan mengalami denaturasi (kerusakan) pada suhu yang tinggi ataupun pada suasana asam dan basa. Enzim katalase bekerja secara optimal pada suhu kamar (±30C) dan suasana netral. Hal ini dapat dilihat pada suasana asam, basa, dan suhu tinggi, laju reaksi menjadi sangat lambat. Bahkan terhenti sama sekali. Indikasinya adalah sedikitnya gelembung yang dihasilkan dan bara api tidak menyala. Sedangkan pada suhu normal dan pH netral, reaksi berjalan dengan lancar.
Cara kerja yang dilakukan enzim yaitu molekul selalu bergerak dan saling bertumbukan satu sama lainnya. Jika ada molekul substrat menumbuk molekul enzim yang tepat maka akan menempel pada enzim. Tempat menempelnya molekul substrat tersebut disebut dengan sisi aktif. Kemudian terjadi reaksi dan terbentuk molekul produk.
Kerja enzim tentunya dipengaruhi oleh faktor-faktor tertentu. Keinginan kami untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim, dan memenuhi tugas biologi, merupakan suatu motivasi kami untuk melakukan praktikum sederhana dengan menggunakan enzim katalase yang berasal dari ekstrak hati dan jantung ayam.
B. Rumusan Masalah
- Bagaimanakah cara kerja enzim katalase?
- Bagaimanakah pengaruh H2O2 terhadap mekanisme kerja enzim katalase?
- Apa sajakah faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase?
C. Tujuan Praktikum
- Mengetahui cara kerja enzim katalase
- Mengetahui pengaruh H2O2 terhadap mekanisme kerja enzim katalase
- Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase
Bab II. Tinjauan Pustaka
A. 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 substart, yaitu di bagian yang disebut sisi aktif. Beberapa enzim memerlukan komponen nonprotein yang disebut gugus prostetik agar dapat bekerja dalam suatu reaksi. Enzim yang lengkap tersebut disebut holoezim.
Secara kimia, enzim yang lengkap (holoenzim) tersusun atas dua bagian, yaitu bagian protein dan bagian bukan protein. Bagian protein disebut apoenzim, tersusun atas asam amino. Bagian protein bersifat labil (mudah berubah), misalnya terpengaruh oleh suhu dan keasaman. Bagian yang bukan protein disebut gugus prostetik, yaitu gugusan yang aktif. Gugus prostetik yang berasal dari molekul anorganik disebut kofaktor, misalnya besi, tembaga, zink. Gugus prostetik yang terdiri dari senyawa organik kompleks disebut koenzim, misalnya NADH, FADH, koenzim A, tiamin (vitamin B1), riboflavin (vitamin B2), asam pantotenat (vitamin B5), niasin (asam nikotinat), piridoksin (vitamin B6), dan biotin.
Katalase adalah enzim yang dapat menguraikan hidrogen peroksida (H2O2) yang tidak baik bagi tubuh makhluk hidup menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) 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.
Enzim katalase dari mamalia hanya dapat berfungsi di antara suhu 37 – 40. Jika suhu terlalu rendah, maka enzim ini akan berhenti bekerja, tetapi tidak mengalami kerusakan dan akan bekerja kembali jika suhu telah normal. Jika suhu terlalu tinggi, enzim ini akan mengalami denaturasi sehingga tidak dapat dipakai kembali.
Reaksi-reaksi yang berlangsung didalam tubuh makhluk hidup terjadi pada suhu 270 C, misalnya pada tumbuhan dan pada tubuh hewan berdarah dingin; atau pada suhu 370, 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.
Pada umumnya, pH optimum enzim berkisar antara 6-8. Namun, beberapa pengecualian dapat terjadi. Contohnya pada lambung manusia, pepsin akan bekerja optimum pada pH 2. Perubahan pH yang cukup tajam juga dapat menyebabkan enzim mengalami denaturasi.
B. Hati
Hati merupakan kelenjar terbesar di dalam tubuh, terletak dalam rongga perut sebelah kanan, tepatnya di bawah diafragma. Berdasarkan fungsinya, hati juga termasuk sebagai alat ekskresi. Hal ini dikarenakan hati membantu fungsi ginjal dengan cara memecah beberapa senyawa yang bersifat racun dan menghasilkan amonia, urea, serta asam urat dengan memanfaatkan nitrogen yang berasal dari asam amino.
Proses pemecahan senyawa racun oleh hati disebut proses detoksifikasi. Lobus hati terbentuk dari sel parenkimal dansel non-parenkimal. Sel parenkimal pada hati disebut hepatosit, menempati sekitar 80% volume hati dan melakukan berbagai fungsi utama hati. 40% sel hati terdapat pada lobus sinusoidal. Hepatosit merupakan sel endodermal yang terstimulasi oleh jaringan mesenkimal secara terus-menerus pada saat embrio hingga berkembang menjadi sel parenkimal. Selama masa tersebut, terjadi peningkatan transkripsi mRNA albumin sebagai stimulan proliferasi dan diferensiasi sel endodermal menjadi hepatosit.
Manfaat Hati Ayam Bagi Kesehatan
Hati ayam termasuk dalam golongan jerohan yang dihindari karena kadar kolesterolnya tinggi, bagi yang punya masalah dengan kolesterol. Namun di sisi lain hati bermanfaat bagi kesehatan, karena banyak mengandung zat besi, folate dan zinc.
Mengkonsumsi hati dapat menghindari anemia dan membantu secara cepat jika kekurangan atau kehilangan darah. Hati ayam juga membantu sistem kekebalan tubuh, karena kandungan protein dan mineralnya tinggi. Karena kaya akan zat besi, folate dan vitamin B12, hati ayam sangat mudah diserap dan membuat butir darah merah. Maka hati sangat baik untuk mencegah anemia serta memulihkan kekurangan darah setelah operasi. Selain itu hati ayam kaya akan zinc (seng) yang sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan dan mempertahankan kekebalan tubuh, maka baik untuk mereka yang tidak nafsu makan.
Mereka yang telah berusia lanjut, atau sedang sakit dan sangat membutuhkan zinc dalam jumlah banyak, dianjurkan makan hati ayam. Bayi yang sudah makan nasi tim perlu diberi hati ayam, mengingat manfaatnya untuk kekebalan. Untuk orang dewasa, mengkonsumsi hati ayam seminggu sekali dapat membantu mencegah anemia dan berguna dalam pembentukan sel darah merah. Tentunya pola konsumsi gizi seimbang perlu dipertahankan untuk menghindari kekurangan atau kelebihan zat gizi yang berpengaruh pada kesehatan pada umumnya.
C. Jantung
Jantung adalah sebuah rongga, rongga organ berotot yang memompa darah lewat pembuluh darah oleh kontraksi berirama yang berulang. Istilah kardiak berarti berhubungan dengan jantung, dari kata Yunani cardia untuk jantung. Jantung adalah salah satu organ manusia yang berperan dalam sistem peredaran darah.
Bab III. Metode Praktikum
A. Waktu dan Tempat
Waktu : Sebutkan Waktu Praktikum
Tempat : Sebutkan laboratorium tempat prakitkum dilakukan.
B. Variabel Penelitian
Variabel bebas
- Ekstrak hati dan jantung ayam
- Konsentrasi HCL
- Konsentrasi NaOH / KOH
- Konsentrasi suhu
Variabel terikat munculnya gelembung gas dan nyala api
Variabel kontrol konsentrasi H2O2
C. Alat dan Bahan
Alat:
- Tabung reaksi 10 buah
- Rak tabung reaksi 1 buah
- Pembakar spirtus 1 buah
- Pipet tetes 5 buah
- Gelas ukur 2 buah
Bahan:
- Ekstrak hati ayam
- Ekstrak jantung ayam
- Peroksida air (H2O2)
- HCL 10 %
- NaOH / KOH 10 %
D. Langkah Kerja
1 ml ekstrak hati | 1 ml ekstrak hati + 5 tetes HCL pekat | 1 ml ekstrak hati + 5 tetes KOH 10 % | 1 ml ekstrak hati dipanaskan | 1 ml ekstrak jantung |
A | B | C | D | E |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
2 ml H2O2 | 2 ml H2O2 | 2 ml H2O2 | 2 ml H2O2 | 2 ml H2O2 |
Keterangan:
- Menetesi tabung A ke tabung 1, tabung B ke tabung 2, tabung C ke tabung 3, tabung D ke tabung 4 dan tabung E ke tabung 5.
- Pada waktu mereaksikannya, kita menutup tabung reaksi dengan ibu jari dan mengamati pembentukan gelembung gas kemudian memasukkan bara api pada tabung tersebut. Mengamati keadaan bara api yang dimasukkan tadi.
- Menulis hasil praktikum dalam tabel pengamatan
Bab IV. Hasil dan Pembahasan
A. Hasil Penelitian
Tabel 4.1 hasil praktikum enzim katalase pada ekstrak hati dan jantung ayam
No | Perlakuan | Gelembung gas | Nyala api |
1 | Ekstrak hati + H2O2 | ++++ | Hidup (terang) |
2 | Ekstrak hati + H2O2 +HCL | + | mati |
3 | Ekstrak hati + H2O2 + KOH | +++ | Hidup (redup) |
4 | Ekstrak hati panas + H2O2 | ++ | Hidup (redup) |
5 | Ekstrak jantung + H2O2 | – | mati |
Keterangan:
– = Bila tak ada gelembung
+ = Sedikit gelembung
++ = Sedang
+++ = Banyak
++++ = Banyak sekali
B. Analisis Hasil Penelitian
Ekstrak Hati + H2O2
Saat hati 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). Dan itu membuktikan bahwa di dalam hati mengandung enzim katalase. dalam percobaan hati + H2O2 terjadi peristiwa gelembung yang sangat banyak karena di dalam hati mengandung enzim katalase yang berguna untuk menetralkan racun dimana hanya dapat bekerja optimal pada ph netral.
Ekstrak Hati + H2O2 +HCL
Pada percobaan yang kedua kami menggunakan tambahan HCL yang dimaksudkan agar keaadaan hati menjadi terlalu asam. Dan dalam hasil pengamatan dapat dilihat bahwa tidak jauh berbeda hasilnya dari percobaan Hati+H2O2 yang berfungsi sebagai pembanding akan tetapi yang terjadi hanya ada sedikit gelembung itu membuktikan bahwa dalam bekerja hati tidak dapat mengubah secara sempurna dari H2O2 menjadi H2O (air) dan tidak timbul nyala api itu berarti tidak adanya penguraian dari H2O2 menjadi O2. Dan membuktikan bahwa pada keadaan yang terlalu asam yaitu dengan ditambahnya HCL enzim tidak dapat bekerja secara optimal.
Ekstrak Hati + H2O2 + KOH
Pada percobaan yang ketiga kali ini Hati dengan H2O2 ditambah lagi dengan KOH. Penambahan KOH disini dimaksudkan untuk membuat Hati dalam keadaan
terlalu basa. Kemudian ditambah H2O2 ternyata terbentuk gelembung;udara yang sedang, itu membuktikan bahwa tidak terjadi penguraaian yang sempurna dari H2O2 menjadi H2O (air) ;tetapi saat bara api dimasukkan ke dalamnya terjadi nyala api walaupun sedikit. Hal tersebut membuktikan bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja secara optimal dalam kondisi yang terlalu basa.
Ekstrak Hati panas + H2O2
Pada percobaan yang keempat ekstrak hati dipanaskan terlebih dahulu kemudian setelah itu ditambah dengan H2O2 . Dan yang terjadi gelembung muncul hanya sedikit dan ketika bara api dimasukkan ke dalam tabung terjadi reaksi nyala api yang redup. Hal ini disebabkan karena protein di dalam enzim katalase yang terdapat di ekstrak telah rusak sehingga tidak dapat menguraikan H2O2 menjadi H2O dan O2. Itu membuktikan juga bahwa dimana enzim katalase tidak akan bekerja secara optimal pada suhu tinggi. karena kita ketahui bahwa enzim katalase akan bekerja secara optimal pada suhu netral.
Ekstrak Jantung + H2O2
Pada penelitian kelima ini ekstraknya menggunakan jantung ayam yang kemudian ditambah dengan H2O2 dan apabila dibandingkan dengan ekstrak yang menggunakan hati+H2O2 memang sangat berbeda yaitu pada banyaknya gelembung. kalau menggunakan jantung pada penelitian kami tidak ada gelembung yang muncul sama sekali dan saat bara api dimasukkan kedalamnya juga tidak menyala. Itu membuktikan bahwa pada jantung ayam tersebut ridak mengandung enzim katalase. Padahal seharusnya pada jantung ayam juga terdapat enzim katalase seperti halnya dengan hati ayam. Jadi bisa kami simpulkan bahwa ada kesalahan disaat kami melakukan penelitian pada ekstrak jantung tersebut yaitu ekstrak jantung yang telah kami peroleh kurang pekat atau terlalu encer sehingga bisa saja mempengaruhi terhadap kerja enzim katalase itu.
C. Pembahasan
Cara Kerja Enzim Katalase
Ada dua teori mengenai cara kerja enzim secara umum, yaitu teori gombok-anak kunci dan kecocokan terinduksi.
Teori gembok-anak kunci
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.
Teori kecocokan terinduksi
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. Kemudian 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.
Peran dan Kerja Enzim Katalase
Enzim katalase merupakan enzim yang mengandung empat gugus heme, pada tulang, membran mukosa, ginjal dan hati. Enzim ini bekerja secara aktif dalam tubuh dan aktifitas kerjanya dapat ditemukan pada mitokondria, sitoplasma serta peroksosom.
Enzim yang mengandung empat gugus ini juga memiliki empat rantai polypeptide yang masing-masing bagian terdiri atas 500 lebih senyawa asam amino. Heme yang terdapat pada enzim katalase juga terbentuk dari sebuah cincin protoporphyrin dan mengandung atom besi tunggal. Adapun berat molekul yang terdapat pada enzim ini adalah 118.054,25 gram/mol.
Fungsi dari Enzim Katalase
Enzim katalase bekerja dengan rangkaian beberapa molekul sehingga keempat gugus tadi akan membantu penyerapan. Adapun didalam tubuh memiliki kandungan hidrogen peroksida atau H2O2 yang merupakan hasil dari respirasi dan dibuat untuk seluruh sel-sel yang hidup. Kandungan H2O2 ini sebenarnya sangat berbahaya bagi tubuh untuk itu enzim katalase berfungsi untuk mengkatalis kandungan H2O2 tersebut.
Peran enzim ini juga sebagai peroksidasi yang khusus untuk mereaksi dekomposisi hydrogen peroksida sehingga pada nantinya dapat berubah menjadi oksigen serta air. Untuk satu molekul hydrogen peroksida, enzim ini mampu mengoksidasinya hingga menjadi oksigen. Lalu proses peredoksidasian yang kedua akan menjadi air. Hydrogen yang berupa ion sebagai penyeimbang terhadap reaksi yang tengah berjalan.
Pengaruh H2O2 Terhadap Mekanisme Kerja Enzim Katalase
Enzim katalase akan bereaksi jika ditambahkan dengan H2O2 sebagai substratnya. Enzim katalase tidak dapat bekerja atau bereaksi jika dalam kondisi pH yang terlalu asam (HCl) atau yang terlalu basa (NaOH)
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim Katalase
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim, yaitu :
- Suhu – Pada suhu tinggi, kecepatan molekul substrat meningkat, dan aktivitas enzim meningkat.
- Ph – Perubahan kondisi asam dan basa di sekitar molekul enzim dapat mempengaruhi bentuk tiga dimensi enzim dan dapat menyebabkan denaturasi enzim.
- Aktivator dan Inhibitor – aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan antara enzim dengan substratnya. Sebaliknya, inhibitor merupakan suatu molekul yang menghambat ikatan enzim dengan substratnya.
- Konsentrasi Enzim – Semakin besar konsentrasi enzim, semakin cepat pula reaksi yang berlangsung.
- Konsentrasi Substrat – Bila jumlah enzim dalam keadaan tetap, kecepatan reaksi akan meningkat dengan adanya peningkatan konsentrasi substrat. Namun, pada saat sisi aktif semua enzim bekerja, penambahan substrat tidak dapat meningkatkan kecepatan reaksi enzim lebih lanjut.
4.4 Diskusi
Percobaan yang Paling Banyak Menghasilkan Gelembung
Pada pencampuran ekstrak hati dan H2O2, karena di dalam hati mengandung enzim katalase yang berguna untuk menetralkan racun dimana hanya dapat bekerja optimal pada ph netral. Sedangkan pada campuran hati dengan KOH dan HCl tidak akn menghasilkan gelembung yang terlalu banyak, karena pH larutan menjadi basa dan asam.
· Gas yang Terbentuk Pada Setiap Reaksi
Gas O2 (oksigen) karena apabila hati di tambah H2O2 lalu di buka,maka akan timbul gelembung gas O2.di mana apabila di tempatkan bara di atas tabung tadi sehingga bara tersebut menyala yang membuktikan bahwa reaksi pembakaran tadi menghasilkan O2
· Fungsi Lidi Membara dalam Percobaan
Lidi berfungsi untuk membuktikan dalam campuran senyawa tersebut dapat mengandung enzim katalase atau tidak.
· Penyebab Saat Menuangkan H2O2 Harus Ditutup dengan Ibu Jari
supaya reaksi antara H2O2 dengan ekstrak tersebut dapat berlangsung dengan sempurna.
· Faktor-faktor pada percobaan yang mempengaruhi kerja enzim katalase
– Konsentrasi ph
– Pengaruh suhu
Bab V. Penutup
A. Simpulan
- Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa enzim katalase berperan dalam menguraikan racun dari H2O2 menjadi H2O2 dan O2.
- Aktivitas Enzim dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut.
- Suhu, dimana enzim katalase tidak akan bekerja optimal pada suhu tinggi. karena kita ketahui bahwa enzim katalase akan bekerja pada suhu netral.
- Derajat Keasaman pH, dimana enzim katalase akan bekerja optimal pada pH netral. sedangkan pada keadaan pH < 7 (asam) dan pH > 7 (basa) tidak dapat menguraikan secara optimal.
- Semakin besar konsentrasi enzim katalase, maka semakin banyak molekul substrat yang dapat dipecahkan.
- Enzim katalase juga terdapat didalam organel selain hati yaitu jantung
- Semua organ dalam tubuh mengandung enzim katalase yang konsentrasi terbesarnya terdapat di hati dan dengan adanya enzim katalase yang terdapat dalam sel akan menguraikan peroksida air ini sehingga tidak merugikan sel.
B. Saran
- Sebaiknya bahan-bahan yang akan digunakan disediakan terlebih dahulu sebelum praktikum, agar praktikum dapat berjalan dengan lancar.
- Lebih teliti dalam mengamati gelembung dan nyala api yang muncul.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2012. Enzim Katalase. http://agungsaputro00.wordpress.com/. Diakses pada tanggal 4 Oktober 2013, pukul 20.00 wib.
______. 2008. Laporan Enzim Katalase. http://mr-fabio2.blogspot.com/. Diakses pada 7 Oktober 2013, pukul 19.00 wib.
Syamsuri, Istamar. 2007. Biologi 3 A untuk SMA kelas XII Semester I. Malang:
Penerbit Erlangga.