pengaruh pH dan inhibitor aktivitas enzim

I. TUJUAN
Memahami pengaruh pH dan inhibitor aktivitas enzim
II. TEORI DASAR
Enzim adalah protein yang berperan sebagai katalis dalam metabolisme makhluk hidup. Enzim berperan untuk mempercepat reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, tetapi enzim itu sendiri tidak ikut bereaksi. Oleh sebab itu enzim disebut sebagai salah satu katalisator alami. Enzim terdiri dari apoenzim dan gugus prostetik. Apoenzim adalah bagian enzim yang tersusun atas protein. Gugus prostetik adalah bagian enzim yang tidak tersusun atas protein. Gugus prostetik dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu koenzim (tersusun dari bahan organik) dan kofaktor (tersusun dari bahan anorganik). Enzim tak hanya ditemukan dalam sel-sel manusia dan hewan, namun sel-sel tumbuhan juga memiliki enzim sebagai salah satu komponen metabolismenya.
Enzim katalase merupakan salah satu enzim yang terdapat pada tumbuhan. Enzim diproduksi oleh peroksisom dan aktif dalam melakukan reaksi oksidatif bahan-bahan yang dianggap toksik oleh tanaman, seperti hidrogen peroksida (H2O2). Enzim katalase termasuk ke dalam golongan desmolase, yaitu enzim yang dapat memecahkan ikatan C-C atau C-N pada substrat yang diikatnya. Cara kerja enzim dapat dijelaskan dalam dua teori, yaitu: Teori kunci dan gembok (enzim bekerja sangat spesifik. Enzim dan substrat memiliki bentuk geometri komplemen yang sama persis sehingga bisa saling melekat) dan teori ketepatan induksi (enzim tidak merupakan struktur yang spesifik melainkan struktur yang fleksibel. Bentuk sisi aktif enzim hanya menyerupai substrat. Ketika substrat melekat pada sisi aktif enzim, sisi aktif enzim berubah bentuk untuk menyerupai substrat). Namun dalam implementasinya, teori pertama yang dianggap paling sesuai dalam menjelaskan cara kerja enzim
Aktivitas enzim dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti pH, tempratur, konsentrasi substrat, konsentrasi enzim, kosentrasi produk reaksi, konsentrasi garam anorganik, aktivitor dan inhibitor. Masing-masing faktor tersebut harus dikendalikan dengan sebaik-baiknya untuk menghasilkan hasilyang optimal.




III. ALAT DAN BAHAN
• ALAT :
Stop watch
Water bath 38ºC
Tabung reaksi
Pipet ukur 1 ml, 5 ml, 10 ml
Pipet tetes
Batang pengaduk
Penangas air 38ºC
• BAHAN :
Larutan buffer pH 8, 7.4, 6.8, 6, dan 5.2
Larutan amilum 1 %
Larutan Natrium Klorida 0.1 M
Larutan Saliva ( 1 : 9 )
Aquadest
Larutan Iodine
Larutan Toluen
Kloroform
Larutan Merkuri Klorat 1 %
Larutan Phenol 2 %
Natrium Florida
Larutan Benedict
NaCl 1 M
Iodine 0.01 M

IV. PROSEDUR PERCOBAAN
NO. PROSEDUR PENGAMATAN
4.1 Pengaruh pH terhadap aktivitas enzim
 Siapkan 10 ml larutan buffer dengan pH 8, 7.4, 6.8, 6 dan 5.2 dalam tabung reaksi yang terpisah.

8 7,4 6,8 6 5,2



Ditambahkan 5 ml larutan amilum 1 %, 2 ml larutan natrium klorida 0.1 M dan 2 ml larutan saliva (1:9) pada tiap tabung reaksi.




Setelah ditambahkan

 Ditempatkan tabung reaksi dalam water bath 380 C selama 10 menit.
 Ditambahkan larutan iodine secukupnya pada tiap tabung reaksi sedikit demi sedikit.





Setelah ( + ) Iodine

 Amati dan catat perubahan yang terjadi.
 Tentukan tabung mana yang pertama kali mencapai titik akromik (tidak memberikan warna dengan iodine) !
 Tabung dengan pH 8 dan 7.4 sebaiknya diasamkan dengan ditambahkan asam asetat sedikit demi sedikit sebelum ditambahkan iodine.
7,4 8




AMATI • pH 5,2 warna biru tua
• pH 6 warna biru agak muda
• pH 6 setelah ditambahkan asetat + pH 8 warna biru palin tua
• pH 7,4 warna biru tua
4.2 Pengaruh inhibitor terhadap aktivitas enzim
Larutkan 2 ml saliva dengan 8 ml aquadest, campurkan dengan baik.




Larutan Saliva
 Tambahkan 1 ml larutan saliva yang telah diencerkan pada tiap
tabung reaksi yang berbeda sejumlah 6 tabung.


1 ml saliva





 Pada tabung yang terpisah ditambahkan 5 tetes larutan toluen, 5 tetes kloroform, 5 tetes larutan merkuri klorida 1%, 5 tetes larutan phenol 2%, 0,5 gram natrium florida dan 5 tetes aquadest.

Toluen kloroform HgCl phenol NaF aquadest




( ditaruh tabung tersebut pada rak tabung selama 10 menit sambil sesekali digojok perlahan-lahan )
 Tambahkan 5 ml larutan amilum 1% pada tiap tabung reaksi.
(+) Amilum 1 %

Toluen kloroform HgCl phenol NaF aquadest





 Tempatkan tiap-tiap tabung tersebut dalam water bath 380 C selama 15 menit.
 Bagi masing-masing tabung menjadi dua bagian untuk dilakukan uji iodine dan Benedict.
uji Benedict uji Iodine



 Catat dan amati perubahan yang terjadi ! • tabung 1 (+) toluen warna tetap bening
• tabung 2 (+) kloroform warna tetap bening
• tabung 3 (+) HgCl warna tetap bening
• tabung 4 (+) phenol warna tetap bening
• tabung 5 (+) natrium florida warna bening dan dibawahnya terdapat endapan
• tabung 6 (+) aquadest warna tetap bening
• semua tabung setelah ditambahkan amylum larutan menjadi keruh
• tabung 1 (+) 3 tetes iodine pertama warna bening terdapat endapan dibawhnya
• tabung 2 (+) 3 tetes iodine pertama warna bening
• tabung 3 (+) 3 tetes iodine pertama warna menjadi orange
• tabung 4 (+) 3 tetes iodine pertama warna bening
• tabung 5 (+) 3 tetes iodine pertama warna bening
• tabung 6 (+) 3 tetes iodine pertama warna menjadi kuning
3 tetes iodine teakhir
• tabung 1 warna bening terdapat endapan berwarna pink
• tabung 2 warna bening kekuning kuningan
• tabung 3 warna mejadi biru
• tabung 4 warna tetap bening
• tabung 5 warna tetap bening
• tabung 6 warna menjadi kuning
• (+) benedict warna larutan semua tabung biru
Setelah dipanaskan
• Tabung 1 warna hijau kebiruan
• Tabung 2 warna hijau
• Tabung 3 tetap berwarna biru
• Tabung 4 berwarna hijau kebiruan
• Tabung 5 berwarna hijau terdapat ada endapan
• Tabung 6 warna hijaun kebiruan
4.3 Uji kuantitatif enzim ptyalin
• Dicampurkan 2 ml NaCl 0,1 M dengan 10 ml larutan amilum 1 %


Disimpan dalam penangas
(+) larutan saliva ( 1:9 )
• 8 tabung berisi 3 ml aquadest dan 3 tetes Iodine 0,01 M
tabung 1
(+) 2 tetes larutan A

tabung 2
(+) 1 tetes aquadest dan
2 tetes larutan A
tabung 3
(+) 2 tetes aquadest dan 2
Tetes larutan A
• Pengenceran dilakukan bertahap pada tabung 4 samapi 8
• Tetntukan amilase yang terkandung
• Setelah 22 menit larutan pada tabung warna tidak berubah atau tetap kecuali pada tabung ke 3 lebih bening

V. PEMBAHASAN
Enzim katalase adalah salah satu jenis enzim yang umum ditemui di dalam sel-sel makhluk hidup, salah satunya adalah sel tumbuhan. Enzim katalase adalah enzim perombak hidrogen peroksida yang bersifat racun dan merupakan sisa/hasil sampingan dari metabolism. Apabila H2O2 tidak diuraikan oleh enzim ini, maka akan menyebabkan kematian pada sel-sel tumbuhan. Oleh sebab itu, enzim ini bekerja dengan merombak H2O2 menjadi substansi yang tidak berbahaya,yaitu berupa air dan oksigen. Selain bekerja secara spesifik pada substrat tertentu, enzim juga bersifat termolabil (rentan terhadap perubahan suhu) serta merupakan suatu senyawa golongan protein. Pengaruh temperatur terlihat sangat jelas, karena dapat merusak enzim dan membuatnya terdenaturasi seperti protein kebanyakan.
Praktikum ini membahas mengenai pengaruh pH terhadap aktivitas enzim katalase. Aktivitas tersebut dapat diukur berdasarkan volume oksigen yang dihasilkan dari pencampuran suspensi tanaman kacang hijau yang ditambahkan dengan H2O2. Oksigen yang dihasilkan ini kemudian ditampung didalam sebuah gelas ukur berisi air sehingga dapat ditentukan volumenya. Melalui tabel hasil pengamatan, terlihat bahwa volume oksigen tertinggi adalah pada Ph 7,8 yakni sebesar 4,4 ml. Hasil tersebut menunjukkan bahwa enzim katalase mampu bekerja secara optimum pada pH yang cenderung basa (basa lemah). Menurut literatur, enzim katalase akan bekerja maksimum pada pH netral, yakni pH 7. Maka pada pH yang asam maupun basa, kapasitas enzim katalase untuk menguraikan H2O2 akan berkurang secara signifikan. Bahkan pada pH tertentu enzim akan berhenti bekerja samasekali. Oleh sebab itu, hasil percobaan kali ini dikatakan kurang sesuai dengan literatur yang ada. Ketidak sesuaian hasil yang praktikan dapatkan dapat dipacu oleh beberapa hal, antara lain: suspensi kacang hijau yang tidak hancur sempurna (enzim katalase belum seluruhnya terekstrak dari sel karena penghancuran sel yang tidak optimum), pengocokan tabung reaksi besar yang kurang kuat, kebocoran sumbat karet tabung reaksi besar dan selang plastik, serta udara yang terperangkap di bagian atas gelas ukur sewaktu dibalikkan. Enzim katalase pada tumbuhan terdapat paling banyak di bagian batang dan daun, khususnya pada sel-sel yang telah dewasa dan memiliki peroksisom sebagai penghasil utama enzim tersebut.
Selain pH, faktor-faktor lain yang dapat mempengaruhi kerja enzim adalah : suhu, konsentrasi substrat, konsentrasi enzim, adanya aktivator serta inhibitor. Semakin tinggi konsentrasi substarat dan konsentrasi enzim, maka kinerja enzim akan meningkat. Namun pada kondisi tertentu (maksimum) kinerja ini tidak dapat dipercepat kembali. Aktivator merupakan zat yang memicu kerja enzim, sedangakan inhibitor justru akan menghambat kerja enzim.
Enzim tertentu dapat bekerja secara optimal pada kondisi tertentu pula. Beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah sebagai berikut:
• Suhu
Sebagian besar enzim mempunyai suhu optimum yang sama dengan suhu normal sel organisme tersebut. Suhu optimum enzim pada hewan poikilotermik di daerah dingin biasanya lebih rendah daripada enzim pada hewan homeotermik. Contohnya, suhu optimum enzim pada manusia adalah 37 ºC, sedangkan pada katak adalah 25 ºC
Kenaikan suhu di atas suhu optimum dapat mengakibatkan peningkatan atau penurunan aktivitas enzim. Secara umum, tiap kenaikan suhu 10 ºC, kecepatan reaksi menjadi dua kali lipat dalam batas suhu yang wajar. Hal tersebut juga berlaku pada enzim. Panas yang ditimbulkan akibat kenaikan suhu dapat mempercepat reaksi sehingga kecepatan molekul meningkat. Hasilnya adalah frekuensi dan daya tumbukan molekuler juga meningkat.
Akibat kenaikan suhu dalam batas tidak wajar, terjadi perubahan struktur enzim (denaturasi). Enzim yang terdenaturasi akan kehilangan kemampuan katalisnya. Sebagian besar enzim mengalami denaturasi yang tidak dapat balik pada suhu 55-65 ºC. Enzim yang secara fisik telah rusak biasanya tidak dapat diperbaiki lagi. Hal tersebut merupakan salah satu alasan bahwa enzim lebih aman dimakan pada makanan yang sudah dimasak.Khususnya daging dan telur daripada makanan mentah.
Pengontrolan panas terhadap susu dan makanan dengan bahan susu lainya secara dramatis mengurangi penyebaran penyakit seperti TBC. Pada suhu kurang dari suhu optimum, aktivitas enzim mengalami penurunan. Enzim masih beraktivitas pada suhu kurang dari 0ºC dan aktivitasnya hampir terhenti pada suhu 196º C.
• pH atau Keasaman
Seluruh enzim peka terhadap perubahan derajat keasaman (pH). Enzim menjadi nonaktif bila diperlakukan pada asam basa yang sangat kuat. Sebagian besar enzim dapat bekerja paling efektif pada kisaran pH lingkungan yang agak sempit. Diluar pH optimum tersebut, kenaikan atau penurunan pH menyebabkan penurunan aktivitas enzim dengan cepat. Misalnya, enzim pencerna dilambung mempunyai pH optimum 2 sehingga hanya dapat bekerja pada kondisi sangat asam. Sebaliknya, enzim pencerna protein yang dihasilkan pankreas mempunyai pH Optimum 8,5 . Kebanyakan enzim intrasel mempunyai pH optimum sekitar 7,0 (netral).
Pengaruh pH terhadap kerja enzim dapat terdeteksi karena enzim terdiri atas protein. Jumlah muatan positif dan negative yang terkandung didalam molekul protein serta bentuk permukaan protein sebagian ditentukan oleh pH.
• Konsentrasi Enzim, Substrat dan Kofaktor.
Jika pH dan suhu suatu sistem enzim dalam keadaan konstan serta jumlah substrat berlebihan, laju reaksi adalah sebanding dengan enzim yang ada. Jika pH, suhu, dan konsentrasi enzim dalam keadaan konstan, reaksi awal hingga batas tertentu sebanding dengan substrat yang ada. Jika sistem enzim memerlukan suatu koenzim atau ion kofaktor , konsentrasi subsrat dapat menentukan laju keseluruhan sistem enzim.
• Inhibitor Enzim
Enzim dapat dihambat sementara atau tetap oleh inhibitor berupa zat kimia tertentu. Zat kimia tersebut merupakan senyawa selain substrat yang biasa terikat pada sisi aktif enzim (substrat normal) sehingga antara substrat dan inhibitor terjadi persaingan untuk mendapatkan sisi aktif . Persaingan tersebut terjadi karena inhibitor biasanya mempunyai kemiripan kimiawi dengan substrat normal. Pada konsentrasi Substrat yang rendah akan terlihat dampak inhibitor terhadap laju reaksi, kondisi tersebut berbalik bila konsentrasi substrat naik.
VI KESIMPULAN
o pH optimum untuk aktivitas enzim melalui percobaan uji pengaruh pH terhadap aktivitas enzim didapat pada pH 6.
o Berdasarkan percobaan pengaruh inhibitor terhadap aktivitas enzim, ditemukan bahwa HgCl merupakan inhibitor yang paling bai, sedang phenol merupaka inhibitor yang paling buruk.
o Pada uji asam tabung pada pH tertentu pHnya berubah menjadi netral atau asam.
o Pada perc 1 pada pngaruh pH tabung yang berisi bermacam macam pH warna berubah menjadi biru semua tetapi ada yang pekat dan ada yang muda.
o pada uji Iodine larutan berubah warna
o pada uji benedict warna asl biru setelah dipanaskan warna menjadi hijau








VII. DAFTAR PUSTAKA
• Pujiadi, Anna. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta : UI Press
• Fessenden, Ralph J. 1997. Fundamentals of OrganicChemistry. Jakarta :
Binarupa Aksara
• Winarno, F. G. 1992. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta : PT Gramedia Pustaka
Utama
• Murrey, Robert K. 2002. Biokimia. Jakarta : Harper Ecg