PERCOBAAN ENZIM KATALASE

Assalamu,alaikum wr.wb
hai udah lama ga post,sekarang aku mau bagiin tentang pelajaran SMA ya
yang aku bagi tentang percobaan biologi. kelas 12 IPA tentang enzim katalase.
kangsung aja ya

Pertanyaan :

1.    Dari percobaan yang Anda lakukan,tentukan :

a.       Variabel manipulasi (bebas)                 = NaOH,HCl,dan suhu

b.      Variabel respon (terikat)                       = Banyak gelembung dan nyala bara api

c.       Variabel kontrol                                   = H₂O₂ dan hati ayam

2.    Bandingkan hasil reaksi tabung A,B,C,D, dan E.Manakah yang menghasilkan gelembung gas paling banyak? Jelaskan alasannya

Jawab : Pada tabung A dan E karena ditambah H₂O₂ (Hidrogen Peroksida) yang membuktikan bahwa enzim katalase yang terdapat di dalam hati ayam mengubah H₂O₂ menjadi H₂O (air).

3.    Bandingkan hasil reaksi tabung A,B,C,D,dan E.Manakah yang menunjukan nyala bara api yang paling besar? Jelaskan alasannya

Jawab : Pada tabung A dan E karena H₂O₂ diuraikan menjadi oksigen (O₂).

4.    Gas apakah yang dihasilkan dari reaksi tersebut?

Jawab : Gas Oksigen (O₂)

5.    Bandingkan ukuran rata-rata gelembung gas yang dihasilkan dari tabung A,B,C,D,dan E.Apakah perbedaan ukuran gelembung gas menunjukan perbedaan kandungan jumlah oksigennya?

Jawab : Ya, karena semakin banyak gelembung yang terbentuk berarti gas oksigen yang dihasilkan semakin banyak.

6.    Apakah fungsi enzim katalase yang terdapat dalam ekstrak hati?

Jawab : Fungsi enzim katalase adalah untuk mempercepat reaksi penguraian peroksida (H₂O₂) menjadi air (H₂O) dan oksigen (O₂). Penguraian peroksida (H₂O) ditandai dengan timbulnya gelembung.

7.    Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase.

Jawab :

 a. Konsentrasi enzim

Seperti pada katalis lain, kecepatan suatu reaksi yang menggunakan enzim tergantung pada konsentrasi enzim tersebut. Pada suatu konsentrasi substrat tertentu, kecepatan reaksi bertambah dengan bertambahnya konsentrasi enzim.

b. Konsentrasi Substrat

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi enzim yang tetap, maka pertambahan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan reaksi.

Untuk dapat terjadi kompleks enzim substrat, diperlukan adanya kontak antara enzim dengan substrat.Kontak ini terjadi pada suatu tempat atau bagian enzim yang disebut bagian aktif.Pada konsentrasi substrat rendah, bagian aktif enzim ini hanya menampung sedikit substrat.Bila konsentrasi substrat diperbesar, makin banyak substrat yang dapat berhubungan dengan enzim pada bagian aktif tersebut.Dengan demikian, konsentrasi kompleks enzim substrat makin besar dan hal ini menyebabkan makin besarnya kecepatan reaksi.Namun dalam keadaan ini, bertambah besarnya konsentrasi susbstrat tidak menyebabkan bertambah besarnya konsentrasi kompleks enzim substrat, sehingga jumlah hasil reaksinya pun tidak bertambah besar.

c. Suhu

Oleh karena reaksi kimia dapat dipengaruhi oleh suhu, maka reaksi yang menggunakan katalis enzim dapat dipengaruhi oleh suhu.Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Disamping itu, karena enzim itu adalah suatu protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi. Apabila terjadi proses denaturasi, maka bagian aktif enzim akan terganggu dan dengan demikian konsentrasi efektif enzim menjadi berkurang dan kecepatan reaksinya pun akan menurun.

Kenaikan suhu sebelum terjadinya proses denaturasi dapat menaikkan kecepatan reaksi.

Peningkatan suhu meningkatkan reaksi enzim yang terkatalisis dan yang tidak terkatalisis dengan cara meningkatkan energi kinetic dan frekuensi tubrukan dari besarnya molekul. Bagaimanapun energy panas dapat meningkatkan energy kinetic dari enzim ke titik yang mana kelebihan energy pelindung untuk dapat mengganggu interaksi non-kovalen yang berfungsi mengatur struktur tiga dimensi dari enzim.Cincin polipeptida kemudian mulai terbuka atau terdenaturasi, yang disertai dengan pengurangan kecepatan dari aktivitas katalisis.Pada temperatur tertentu sebuah enzim berada dalam keadaan stabil, konformasi, kompetensor katalisis tergantung suhu normal sel, yang mana enzim itu berada.Enzim pada umumnya stabil pada temperatur 45-55oC.Sebaliknya, enzim pada mikroorganisme termofilik yang berada pada sumber mata air panas gunung berapi, atau pada lubang hidrotermal bawah laut dapat stabil pada suhu kurang lebih 100oC.

d.Pengaruh Ph

Seperti protein pada umumnya, struktur ion enzim tergantung pada pH lingkungannya.Enzim dapat berbentuk ion positif, ion negatif, atau ion bermuatan ganda. Dengan demikian perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektivitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim substrat. Disamping pengaruh terhadap struktur ion pada enzim, pH rendah, atau pH tinggi dapat pula menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan ini akan mengakibatkan menurunnya aktifitas enzim. Terdapat suatu nilai pH tertentu atau daerah pH yang dapat menyebabkan kecepatan reaksi paling tinggi.pH tersebut dinamakan pH optimum.

e.Pengaruh Inhibator

1.Hambatan Reversibel

Molekul atau ion yang dapat menghambat reaksi dinamakan inhibitor.Hambatan terhadap aktivitas enzim dalam suatu reaksi kimia mempunyai arti yang penting, karena hambatan tersebut merupakan mekanisme pengaturan reaksi-reaksi yang terjadi pada tubuh.Disamping itu hambatan dapat memberikan gambaran lebih jelas tentang mekanisme kerja enzim.Hambatan reversible dapat berupa hambatan bersaing atau hambatan tidak bersaing.

Hambatan bersaing

Disebabkan karena adanya molekul yang mirip dengan substrat, yang dapat pula membentuk kompleks, yaitu kompleks enzim inhibitor. Pembentukan kompleks enzim inhibitor ini sama dengan pembentukan kompleks enzim substrat,

yaitu melalui penggabungan inhibitor dengan enzim pada bagian aktif enzim. Dengan demikian terjadi persaingan antara inhibitor dengan substrat terhadap bagian aktif enzim.Inhibitor yang menyebabkan hambatan bersaing disebut inhibitor bersaing. Inhibitor bersaing menghalangi terbentuknya kompleks enzim substrat dengan cara membentuk kompleks enzim inhibitor yang tidak dapat membentuk hasil reaksi P. Dengan demikian adanya inhibitor bersaing dapat mengurangi peluang bagi terbentuknya kompleks enzim substrat dan hal ini menyebabkan berkurangnya kecepatan reaksi.

Hambatan tidak bersaing

Tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi substrat dan inhibitor yang melakukannya disebut inhibitor tidak bersaing.Dalam hal ini inhibitor dapat bergabung dengan enzim pada suatu bagian enzim diluar bagian aktif.

Penggabungan antara inhibitor dengan enzim ini terjadi pada enzim bebas, atau pada enzim yang telah mengikat substrat yaitu kompleks enzim substrat.

2. Hambatan Irreversibel

Hambatan irreversible ini dapat terjadi karena inhibitor bereaksi tidak reversible dengan bagian tertentu pada enzim, sehingga mengakibatkan berubahnya bentuk enzim.Dengan demikian mengurangi aktivitas katalitik enzim tersebut.

a. Konsentrasi Ion Hidrogen

Kecepatan dari hampir semua reaksi enzim yang terkatalisis menunjukkan ketergantungan yang signifikan dari konsentrasi ion hydrogen.Kebanyakan enzim intraseluler menunjukkan aktivitas optimal pada nilai pH 5 dan 9.Hubungan dari aktivitas konsentrasi ion H menunjukkan keseimbangan antara denaturasi enzim pada pH yang tinggi dan rendah serta efek pada enzim, substrat, atau keduanya.

b.Ion Logam

Ion-ion logam, yang menjalankan peranan katalitik dan structural pada lebih seperempat dari semua enzim yang dikenal dapat pula mengisi peranan pengatur, khususnya bagi reaksi dimana ATP merupakan substrat. Kalau kompleks ATP ion logam tersebut merupakan substrat, aktifitas maksimal secara khas akan terlihat pada rasio molar ATP terhadap logam di sekitar satu. Kelebihan logam atau kelebihan ATP merupakan hambatan karena senyawa-senyawa nukleosida di– dan trifosfat membentuk kompleks yang stabil dengan kation-kation dwi-valensi, konsentrasi intraseluler nukleotida dapat mempengaruhi konsentrasi intraseluler ion-ion logam bebas dan dengan demikian mempengaruhi pula aktivitas enzim-enzim tertentu.

c. Efektor Alosterik

Aktivitas katalitik enzim-enzim pengatur tertentu diatur oleh efektor alosterik berbobot molekul rendah yang umumnya tanpa atau mempunyai sedikit kemiripan structural dengan substrat ataupun koenzim bagi enzim yang diatur itu.Inhibisi umpan balik merupakan istilah yang mengacu pada penghambatan aktivitas suatu enzim dalam lintasan biosintesis oleh produk akhir dari lintasan terakhir.

8.        Di dalam sel hidup,dihasilkan hidrogen peroksida (H₂O₂).Hasil dari bioproses apakah zat tersebut? Apa akibatnya jika didalam tubuh terdapat banyak H₂O₂

Jawab : Peroksida dihasilkan pada proses ekskresi, apabila tidak ada enzim katalase maka racun di dalam tubuh tidak akan terurai yang mengakibatkan racun akan tertimbun di dalam tubuh dan akan menyebabkan berbagai macam penyakit.

9.        Selain di dalam sel hati,di manakah enzim katalase dapat di temukan?

Jawab : Selain di dalam sel hati ,enzim katalase ditemukan di darah, sumsum tulang, membran mukosa, ginjal, dan juga didalam organel sel yaitu peroksisome kaya akan enzim katalase.

10.    Selain enzim katalase,sebutkan contoh enzim lainnya yang terlibat dalam metabolisme dan jelaskan fungsinya masing-masing.

Jawab :

Ø  Enzim oksidase.

 Enzim oksidase berfungsi mempergiat penggabungan O2 dengan suatu substrat yang pada saat bersamaan juga mereduksikan O2, sehingga terbentuk H2O. Enzim hidrase. Enzim hidrase berfungsi

 menambah atau mengurangi air dari suatu senyawa tanpa menyebabkan terurainya senyawa yang bersangkutan. Contoh: fumarase, enolase, akonitase.

Ø  Enzim dehidrogenase.

 Enzim dehidrogenase berfungsi memindahkan hidrogen dari suatu zat ke zat yang lain. Enzim transphosforilase. Enzim transphosforilase berfungsi memindahkan H3PO4 dari molekul satu ke molekul lain dengan bantuan ion Mg2+.

Ø  Enzim karboksilase.

Enzim karboksilase berfungsi dalam pengubahan asam organik secara bolak-balik.

Contoh pengubahan asam piruvat menjadi asetaldehida dibantu oleh karboksilase piruvat.

Ø  Enzim desmolase.

Enzim desmolase berfungsi membantu dalam pemindahan atau penggabungan ikatan

karbon. Contohnya, aldolase dalam pemecahan fruktosa menjadi gliseraldehida dan

dehidroksiaseton.

Ø  Enzim peroksida.

Enzim peroksida berfungsi membantu mengoksidasi senyawa fenolat, sedangkan oksigen yang dipergunakan diambil dari H2O2.

11.    Bagaimana cara kerja enzim sesungguhnya?

Jawab :

Cara kerja enzim umunya seperti pada 2 teori dibawah yaitu :

1)      Teori Lock and Key (Gembok dan kunci)

Substrat masuk ke dalamm sisi aktif enzim, sehingga terbentuk enzim substrat. Setelah

terjadi reaksi, salah satu ikatan dari subrat putus. Setelah putus, molekul hasil reaksi akan

keluar dari sisi aktif.

2)      Teori Inducet Fit

Substrat masuk ke dalam sisi aktif enzim dan membentuk kompleks enzim substrat. Sisi

aktif mengubah bentuknya, sehingga molekul akan pas dengan sisi aktif.

12.    Jelaskan sifat-sifat enzim.

Jawab :

·         Enzim merupakan biokatalisator yang mempercepat jalannya reaksi tampa ikut bereaksi

·         Thermolabil. Mudah rusak bila dipanskan lebih dari 60 C

·         Merupakan senyawa protein, sehingga sifat protein masih melekat pada enzim

·         Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sbg biokatalisator , rekasinya menjadi sangat cepat dan berulang ulang

·         Bekerja didalam sel (endoenzim) dan diluar sel (ektoenzim)

·         Umumnya enzim bekerja mengkatalis reaksi satu arah, meskipun ada yang mengkatalis reaksi dua arah

·         Bekerjanya spesifik, karena sisi aktif enzim setangkup dengan permukaan subtrat tertentu

·         Umumnya enzim tidak dapat bekerja tampa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor

·         Sangat aktif walaupun dalam konsentrasi yang sangat rendah

Molekul enzim biasanya dihasilkan dalam jumlah terbatas oleh tubuh. Namun molekul tersebut dapat bekerja berulangkali untuk mengolah substrat menjadi produk dalam tempo yang sangat singkat. Setelah selesai mengolah satu substrat, enzim tersebut akan langsung mengolah substrat lain yang ada di dekatnya.

·         Sangat spesifik terhadap substrat tertentu

Enzim tertetu hanya spesifik mengolah substrat tertentu. Seperti enzim maltase di atas, hanya spesifik untuk mengolah maltosa menjadi glukosa saja. Enzim lain, aspartase hanya bekerja untuk mengolah fumarat menjadi aspartat saja. Dengan adanya ribuan molekul kimia berbeda yang ada di dalam tubuh, menunjukkan adanya banyak sekali jenis enzim yang dimiliki makhluk hidup.

·         Bekerja dalam keadaan reaksi yang ringan

Enzim terbuat dari protein sehingga sangat terpengaruh oleh keadaan lingkungan sekitarnya. Enzim bekerja dengan optimum pada keadaan tubuh yang biasa dan tanpa adanya racun-racun dalam bentuk logam berat. Logam berat dapat mendenaturasi struktur enzim sehingga kehilangan kemampuan untuk mengolah substrat.

·         Aktif pada rentang suhu dan pH yang sempit

Enzim bekerja optimal pada suhu dan pH (kaasaman) tertentu. Inilah penyebab suhu tubuh terlalu tinggi dapat mematikan hewan, dapat merusak enzim dalam tubuh. Enzim-enzim yang aktif di lambung, akan bekerja optimal pada pH 2 (kondisi yang sangat asam), sedangkan enzim yang bekerja di dalam usus halus akan bekerja optimal pada pH yang lebih tinggi.

13.    Jelaskan komponen penyusun enzim

Jawab :

a. Komponen utama enzim adalah protein

b. Protein yang sifatnya fungsional, bukan protein struktural

c. Tidak semua protein bertindak sebagai enzim

Contoh koenzim

1. NAD (koenzim 1)

2. NADP (koenzim 2)

3. FMN dan FAD

4. Cytokrom: cytokrom a, a3, b, b6, c, dan f

5. Plastoquinon, plastosianin, feredoksin

6. ATP: senyawa organik berenergi tinggi, mengandung 3 gugus P dan adenin ribose

ANALISIS

1.       Hati yang hanya diberi larutan Hidrogen Peroksida akn menghasilkan menghasilkan gelembung yang sangat banyak dan nyala api yang sangat besar.

2.       Hati yang diberi diberi larutan Hidrogen Peroksida dan ditambah larutan Asam Klorida tidak akan menghasilkan gelembung dan nyala api.

3.       Hati yang diberi larutan Hidrogen Peroksida dan ditambah larutan Natrium Hidroksida akan menghasilkan gelembung yang banyak dan nyaa api yang besar.

4.       Hati yang hanya diberi Larutan Hidrogan Peroksida dengan diberi suhu panas, maka akan menghasilkan gelembung yang sedikit dan nyala api yang kecil.

5.       Hati dingin yang diberi Larutan Peroksida akan menghasilkan gelembung yang banyak dan api yang sangat besar.