BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di dalam tubuh
tanaman yang hidup terjadi proses – proses yang beraneka warna, akan tetapi
proses – prose situ pada pokoknya dapat kita bagi atas dua golongan saja, yaitu
proses penyusun (anabolisme) dan proses pembongkaran (katabolisme) yang
keduanya merupakan aktivitas hidup yang kita sebut pertukaran zat metabolism.
Dalam proses – proses penyusun dan p[embongkaran itu kita dapatkan suatu at yag
aktif membantu perubahan – perubahan itu akan berlangsung sangat lambat
(Dwidjoseputro, 1994).
Dalam
mengkatalis suatu reaksi enzim bersifat sangat spesifik, sehingga meskipun
jumlah enzim ribuan didalam sel – sel dan substratnya pun sangat banyak, tidak
akan terjadi kekeliruan. Apoenzim : bagian enzim yang merupakan protein,
mempunyai struktur 3 dimensi. Bagian yang buakn protein disebut koenzim.
Kompleks apoenzim dengan koenzim disebut haloenzi. Struktur 3 dimensi pada
enzim tersebut sangat penting untuk aktivitas katalis oleh karena itu perubahan
konformasi yang sedikit saja pada struktur enzim akan mempengaruhi aktivitasnya
(Brown and Lemay, 1997).
Setiap enzim
terbentuk dari molekul protein sebagia komponen utama penyusunnyadan beberapa
enzim hanya terbentuk dari molekul protein sengan tanpa adanya penambahan
komponen lain. Tetapi perlu diingat bahwa tidak semua protein mempunyai fingsi
katalitik, sehingga tidak dapat digolongkan sebagai enzim. Sebagai contoh,
protein pada mikrotubula, mikrofilamen, dan beberapa molekul protein pada
membrane terlihat lebih fungsi structural daripada katalitik (Lakitan, 1996).
Satu ciri khas
sel hidup adalah terdapatnya proses metabolisme yang diperantarai oleh suatu
protein yang disebut enzim yaitu suatu katalisator protein yang mempercepat
reaksi kimia dalam makhluk hidup atau dalam system biologic. Tanpa enzim maka
reaksi seluler berlangsung sangat lambat bahkan mungkin tidak terjadi reaks.
Dalam mengkatalis suatu reaksi enzim ribuan didalam sel dan substratnya sangat
spesifik tidak akan terjadi kekeliruan. Subsrat adalah substansi yang mengalami
perubahan kimia setelah becampur dengan enzim sedangkan produk adalah substansi
baru yang terbentuk setelah reaksi mencapai keseimbangan (Iswari dan Yuniastuti,
2006).
Oksireduktusi
beredar antara bentuk-bentuk oksidase dan reduktasinya jika molekul-molekul
substrat secara berturut-turut dioksidasi. Sifat electron menetukan manasari
dua jenis oksidase reduktase yang kita tinjau, dehidrogenase atau oksidase
(Page, 2006).
1.2 Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini
antara lain:
a.
Kognitif : Praktikan memahami sifat-sifat enzim
b.
Afektif : Praktikan menyadari prinsip kerja enzim dalam
system biokimia, dan manfaatnya bagi kehidupan.
c.
Psikomotor : praktikan terampil melakukan percobaan mengenai
enzim.
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Enzim
2.1.1 Pengertian Enzim
Proses (reaksi kimia) yang berlangsung dengan baik dalam tubuh dimungkinkan karena adanya katalis yang
disebut enzim. Berzelius (1837)
mengusulkan nama “katalis” untuk zat-zat yang dapat mempercepat reaksi tetapi
zat itu sendiri tidak ikut bereaksi.
Proses kimia yang terjadi dengan pertolongan enzim telah dikenal sejak
zaman dahulu misalnya pembuatan anggur dengan cara fermentasi atau peragian. Demikian
pula pembuatan asam cuka termasuk proses kimia berdasarkan aktifitas enzim.
Dahulu proses fermentasi (Pasteur) dianggap hanya terjadi dengan adanya sel
yang mengandung enzim. Anggapan tersebut berubah setelah Buchner membuktikan
bahwa cairan yang berasal dari ragi tanpa adanya sel hidup dapat menyebabkan
fermentasi gula menjadi alkohol dan karbondioksida. Hingga sekarang
kata ‘enzim’ yang berarti ‘didalam ragi’ tetap dipakai untuk nama katalis dalam
proses biokimia.
Enzim dikenal untuk pertama kalinya sebagai protein oleh Sumner pada tahun
1926 yang telah berhasil mengisolasi urease dari ‘kata pedang’ (jack bean). Urease adalah enzim yang
dapat menguaraikan urea menjadi CO2 dan NH3. Beberapa
tahun kemudian Notrhrop dan Kunitz dapat mengisolasi pepsin, tripsin,
kimotripsin. Selanjutnya makin banyak
enzim yang telah dapat diisolasi dan telah dibuktikan bahwa enzim tersebut
adalah suatu protein.
Sejak tahun 1926 pengetahuan tentang enzim atau enzimologi berkembang
dengan cepat. Dari hasil penelitian para ahli biokimia ternyata banyak enzim
yang mempunyai gugus bukan protein, jadi termasuk golongan protein majemuk. Enzim semacam ini disebut holoenzim terdiri atas protein
(apoenzim) dan suatu gugus bukan protein. Sebagai contoh enzim katalase terdiri
atas protein dan ferriprotorfirin. Ada juga enzim yang terdiri atas protein
dan logam, misalnya askorbat oksidase adalah protein yang mengikat tembaga.
Gugus bukan
protein ini dinamakan kofaktor ada
yang terikat kuat pada protein, ada pula yang tidak begitu kuat ikatannya.
Gugus yang terikat kuat pada bagian protein, artinya yang sukar terurai dalam
larutan disebut gugus prostetik,
sedangkan yang tidak begitu kuat ikatannya, dan mudah dipisahkan secara
dialisis disebut koenzim. Baik gugus
prostetik maupun koenzim merupakan bagian enzim
yang memungkinkan enzim bekerja
terhadap substrat, yaitu zat-zat yang diubah atau direaksikan oleh
enzim.
2.1.2 Fungsi dan Kerja Enzim
Fungsi suatu enzim ialah sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi
dalam sel maupun luar sel. Suatu enzim dapat mempercepat reaksi 10 sampai 11
kali lebih cepat daripada apabila reaksi tersebut dilakukan tanpa katalis.
Berfungsi sebagai katalis yang sangat efisien, di samping itu mempunyai derajat
kekhasan yang tinggi. Seperti juga katalis lainya, enzim dapat menurunkan energi aktivasi suatu
reaksi kimia.
Reaksi kimia ada
yang membutuhkan energi (reaksi endergonik) dan adapula yang menghasilkan
energi atau mengeluarkan energi
(eksergonik). Misalnya pembentukkan ikatan antara senyawa A dengan
senyawa B menjadi senyawa AB akan mengeluarkan energi. Terjadinya senyawa AB
dari A dan B membutuhkan energi sebesar P, yaitu selisih energi antara A dan B
dengan AB. Sebaliknya penguraian senyawa AB menjadi A dan B mengeluarkan energi
sebesar P pula. Terurainya senyawa AB tidak dapat berjalan dengan sendirinya
tetapi harus terbentuk dulu senyawa AB aktif. Energi yang dibutuhkan pada
pembentukan AB aktif disebut energi aktivasi (a) makin besar harga a, makin
sukar terjadinya suatu reaksi. Dengan adanya katalis atau enzim, harga energi
aktivasi diperkecil atau diturunkan, dengan demikian akan dapat memudahkan atau
mempercepat terjadinya suatu reaksi.
2.1.3 Kompleks Enzim-Substrat
Suatu enzim mempunyai kekhasan yaitu hanya bekerja pada suatu reaksi saja.
Untuk dapat bekerja pada suatu zat atau substrat harus ada hubungan atau kontak
antara enzim dan substrat. Suatu enzim mempunyai ukuran yang lebih besar
daripada substrat. Oleh karena itu tidak seluruh bagian enzim dapat berhubungan
dengan substrat.
Hubungan antara substrat dengan enzim hanya terjadi pada bagian atau tempat
tertentu saja. Tempat atau bagian enzim yang mengadakan hubungan atau kontak
dengan substrat dinamai bagian aktif (actif
site). Sisi aktif ini disebut juga
sisi katalitik atau sisi pengikatan substrat. Sisi aktif memiliki gugus
fungsional spesifik untuk pengikatan molekul substrat spesifik. Ada dua model
sisi aktif dalam hubungannya dengan pengikatan substrat yakni:
1.
Model Kunci dan anak kunci (Lock and Key), model ini dikemukakan
oleh Fisher. Artinya pengikatan substrat dan enzim ditentukan oleh persisnya
struktur sisi aktif dan substrat. Sering disebut model kaku karena hanya
berguna untuk menerangkan mekanisme kerja enzim-enzim tertentu.
2.
Model Induced-fit, diajukan oleh Daniel Koshland. Merupakan model yang
luwes karena sisi pengikat substrat bukan merupakan struktur yang kaku. Sisi
aktifnya dapat mengalami perubahan konformasi sampai membentuk kedudukan yang
tepat agar enzim dan substrat membentuk ikatan.
Hubungan hanya mungkin terjadi apabila bagian aktif mempunyai ruang yang
tepat dapat menampung substrat. Apabila substrat mempunyai bentuk atau
konformasi lain, maka tidak dapat ditampung pada bagian aktif suatu enzim.
Dalam hal ini enzim itu tidak dapat berfungsi terhadap substrat. Hal ini
menjelaskan mengapa tiap enzim mempunyai kekhasan terhadap substrat tertentu.
Hubungan atau kontak antara enzim dengan substrat menyebabkan terjadinya
kompleks enzim-substrat. Kompleks ini merupakan kompleks yang aktif, yang
bersifat sementara dan akan terurai lagi apabila reaksi yang diinginkan telah
terjadi. Secara sederhana sekali penguraian suatu senyawa atau substrat oleh
suatu enzim dapat digambarkan sebagai berikut :
Enzim (E)
+ Substrat (S) Kompleks enzim-substrat( ES)
Enzim (E) + hasil reaksi (P)
2.1.4
Penggolongan Enzim
Enzim digolongkan menurut reaksi yang diikutinya, sedangkan masing –masing
enzim diberi nama menurut nama substratnya, misalnya uriase dan lain-lain.
Disamping itu adapula beberapa enzim yang dikenal dengan nama lama misalnya
pepsin, tripsin, dan lain-lain. Comision on Enzymes of the
International Union of Biochemistry, membagi enzim dalam enam golongan
besar. Penggolongan ini didasarkan atas reaksi kimia dimana
enzim memegang peranan. Enam golongan tersebut ialah; 1) Oksidoreduktase, 2)
Transferase, 3) Hidrolase, 4) Liase, 5) Isomerase, 6) Ligase.
Golongan 1.
Oksidoreduktase
Enzim-enzim
yang termasuk dalam golongan ini dibagi
dalam dua golongan yaitu dehidrogenase
dan oksidase. Dehidrogenase bekerja pada reaksi-reaksi
dehidrogenase, yaitu reaksi pengambilan atom hidrogen dari suatu senyawa
(donor). Hidrogen yang di lepas diterima oleh senyawa lain (akseptor). Reaksi
pembentukan aldehida dari alkohol adalah contoh reaksi dehidrogenase. Enzim
yang bekerja pada reaksi ini ialah alkohol dehidrolase. Di sini alkohol adalah
donor hydrogen, sedangkan senyawa yang menerima hidrogen adalah suatu koenzim
nikotinadenindinukleotida.
Alcohol dehidrogenase
Alkohol + NAD+
aldehida + NADH + H+
Gugus aldehida
maupun keton dapat juga bertindak sebagai donor hidrogen, misalnya pada reaksi
pembentukan asam gliserat-3-fosfat (asam 3-fosfogliserat) dari
gliseraldehida-3-fosfat (3-fosfogliseraldehida).
Glutamat
dehidrogenase adalah contoh enzim dehidrogenase yang bekerja terhadap asam
glutamat sebagai substrat. Enzim ini banyak terdapat pada mitokondria dalam
semua sel jaringan. Dalam reaksi ini asam glutamat diubah menjadi asam
ketoglutarat.
Glutamat dehidrogenase
Asam Glutamat
+ NAD+ + H2O NH3 + asam
ketoglutarat + NADH + H+
Reaksi ini khusus untuk L-asam
glutamat sedangkan amonia yang terjadi pada reaksi inidapat diubah menjadi urea
dan dikeluarkan dari dalam tubuh melalui urine. Enzim-enzim oksidase juga
bekerja sebagai katalis pada reaksi pengambilan hidrogen pada suatu substrat.
Dalam reaksi ini yang bertindak selaku aseptor hidrogen ialah oksigen. Sebagai
contoh enzim glukosa oksidase bekerja sebagai katalis pada reaksi oksidasi
glukosa menjadi asam glukonat.
Alcohol dehidrogenase
glukosa
+ O2 asam
glukonat + H2O2
Xantin oksidase
ialah enzim yang bekerja sebagai katalis pada reaksi oksidasi xantin menjadi
asam urat. Contoh lain enzim oksidase ialah asam amino oksidase, yang bekerja
sebagai katalis pada reaksi oksidasi asam-asam amino. Glisin oksidase
adalah enzim pada reaksi oksidasi glisin menjadi asam glioksilat. Enzim ini
adalah suatu flavoprotein, yaitu
suatu senyawa yang terdiri atas flavin yang berkaitan dengan protein. Enzim
asam amino oksidase terdapat dalam jaringan hati dan ginjal.
Golongan 2.
Transferase
Enzim yang
termasuk golongan ini bekerja sebagai katalis pada reaksi pemindahan suatu
gugus dari suatu senyawa pada suatu senyawa lain. Beberapa contoh enzim
termasuk golongan ini, ialah metiltransferase,
hidroksimetiltransferase, karboksiltransferase, asiltransferase, dan amino transferase atau disebut juga
transaminase. Enzim metiltransferase bekerja pada reaksi pembentukan keratin
dari asam guanidine asetat. Pembentukan glisin dari serin merupakan
reaksi pemindahan gugus hidroksi metil. Gugus ini dilepas dari molekul serin
dengan dibantu oleh enzim hidroksimetil transferase.
Hidroksi metil transferase
Dalam reaksi ini asam tetrahidrofolat
(THFA) bekerja sebagai aseptor gugus beratom C satu. Enzim transaminase bekerja
pada reaksi transaminase yaitu suatu reaksi pemindahan gugus amino dari suatu
asam amino kepada senyawa lain. Contohnya asam glutamat + asam piruvat menghasilkan
asam ketoglutarat dan alanin.
Golongan 3. Hidrolase
Enzim yang
termasuk dalam kelompok ini bekerja sebagai katalis pada reaksi hidrolisis. Ada
tiga jenis hidrolase, yaitu yang memecahkan ikatan ester, memecahkan glikosida
dan yang memecahkan ikatan peptida.
Contoh ialah esterase, lipase, fosfatase, amilase, amino peptidase,
karboksi peptidase, pepsin, tripsin, kimotripsin.
Esterase ialah enzim
yang memecah ikatan ester dengan cara hidrolisis. Esterase yang terdapat dalam
hati dapat memecah ester sederhana, misalnya etil butirat menjadi etanol dan
asam butirat. Lipase ialah enzim yang
memecah ikatan ester pada lemak, sehingga terjadi asam lemak dan gliserol. Fosfatase adalah enzim yang dapat
memecah ikatan fosfat pada suatu senyawa, misalnya glukosa –6-fosfat dapat
dipecah menjadi glukosa dan asam fosfat. Bisa ular mengandung enzim ini.
Amilase dapat memecah
ikatan-ikatan pada amilum hingga terbentuk maltosa. Ada tiga macam enzim
amilase, yaitu a-amilase, b-amilase, d- amilase. a-amilase
terdapat dalam saliva (ludah) dan pankreas. Enzim ini memecah ikatan 1-4 yang
terdapat pada amilum dan disebut endo amilase sebab enzim ini memecah bagian
dalam atau bagian tengah molekul amilum. b-amilase terutama terdapat
pada tumbuhan dan dinamakan eksoamilase sebab memecah dua unit glukosa yang
terdapat pada ujung molekul amilum secara berurutan sehingga pada akhirnya terbentuk maltosa. d-amilase
telah diketahui terdapat dalam hati. Enzim ini dapat memecah 1-4 dan 1-6 pada
glikogen dan menghasilkan glukosa.
Enzim yang
bekerja sebagai katalis dalam reaksi pemecahan molekul protein dengan cara
hidrolisis disebut enzim proteolitik atau
protease. Oleh karena yang dipecah adalah ikatan pada rantai pepetida, maka
enzim tersebut dinamakan juga peptidase.
Ada dua macam peptidase, yaitu endopeptidase dan eksopeptidase. Endopeptidase
memecah protein pada tempat-tempat tertentu dalam molekul protein dan biasanya
tidak mempengaruhi gugus yang terletak diujung molekul. Sebagai contoh
endopeptidase ialah enzim pepsin yang terdapat dalam usus halus dan papain
suatu enzim yang terdapat dalam pepaya.
Eksopeptidase bekerja terhadap
dua ujung molekul protein. Karboksipeptidase dapat melepas asam amino yang
memiliki gugus –COOH bebas pada ujung molekul protein, sedangkan amino
peptidase dapat melepas asam amino pada ujung lain yang memiliki gugus –NH2 bebas.
Dengan demikian
eksopeptida melepas asam amino secara berurutan dimulai dari asam amino pada molekul protein hingga seluruh molekul
terpecah menjadi asam amino.
Golongan
4. Liase
Enzim golongan ini mempunyai peran penting dalam
reaksi pemisahan suatu gugus dari suatu substrat (bukan cara hidrolisis) atau
sebaliknya. Contoh enzim golongan ini antara lain dekarboksilase, aldolase,
hidratase. Piruvat dekarboksilase adalah enzim yang bekerja pada reaksi
dekarboksilase asam piruvat dan menghasilkan aldehida.
Enzim aldolase bekerja pada reaksi pemecahan molekul
fruktosa 1,6-difosfat menjadi dua molekul triosa yaitu hidroksi aseton fosfat
dan gliseraldehida-3-fosfat. Adapun enzim fumarat hidratase berperan
dalam reaksi penggabungan satu molekul H2O kepada molekul asam
fumarat dan membentuk asam malat.
Golongan 5. Isomerase
Enzim yang
termasuk golongan ini bekerja pada reaksi perubahan intramolekuler, misalnya
reaksi perubahan glukosa menjadi fruktosa, perubahan senyawa L menjadi senyawa
D, senyawa sis menjadi senyawa trans dan lain-lain. Contoh enzim ini antara
lain; ribulosafosfat epimerase dan
glukosafosfat isomerase. Enzim ribose epimerase merupakan katalis
bagi reaksi epimerisasi ribulosa. Dalam reaksi ini ribulosa-5- fosfat diubah
menjadi xilulosa-5-fosfat. Disamping itu reaksi isomerisasi glukosa –6-fosfat
menjadi fruktosa-6- fosfat dapat berlangsung dengan bantuan enzim glukosa
fosfat isomerase.
Golongan 6 ligase
Enzim yang termasuk
dalam golongan ini bekerja pada reaksi-reaksi penggabungan dua molekul. Oleh
karenanya enzim-enzim tersebut juga dinamakan sintetase. Ikatan yang terbentuk
dari penggabungan tersebut adalah ikatan C-O, C-S, C-N atau C-C. Contoh
enzim golongan ini ialah glutamin sintetase dan piruvat karboksilase. Enzim
glutamin sintetase yang terdapat dalam otak dan hati merupakan katalis dalam
reaksi pembentukan glutamin dari asam glutamat.
Glutamin
+ ATP + NH4+ glutamin + ADP
+ Panorg
Di samping itu enzim karboksilase
bekerja dalam reaksi pembentukan asam oksaloasetat dan asam piruvat.
2.1.5
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Cara Kerja Enzim
a. Konsentrasi Enzim
Seperti pada katalis lain, kecepatan suatu reaksi yang menggunakan enzim
tergantung pada konsentrasi enzim tersebut. Pada suatu konsentrasi substrat
tertentu, reaksi pertambahan dengan bertambahnya konsentrasi enzim. Gambar 5.5
berikut ini menunjukkan pengaruh konsentrasi enzim terhadap kecepatan reaksi
(V) atau aktivitas enzim. Data ini diperoleh dengan menentukan jumlah milligram
gula yang terbentuk pada waktu yang ditentukan, dengan menggunakan enzim
amilase pada berbagai konsentrasi dan konsentrasi substrat yang sama pada pH
optimum. Dalam hal ini substrat yang digunakan dalam jumlah yang berlebih.
b. Konsentrasi substrat
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi enzim yang tetap,
maka pertambahan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan reaksi. Akan
tetapi pada batas konsentrasi tertentu, tidak terjadi kenaikan kecepatan reaksi
walaupun konsentrasi substrat diperbesar.
Keadaan ini telah di terangkan oleh Michaelis-Menten dengan hipotesis
mereka tentang terjadinya kompleks enzim substrat. Persamaan Miichaelis-Menten
yang telah membuktikan hipotesis mereka telah dijelaskan di muka. 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
substrat sedikit. 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. Pada suatu batas konsentrasi
substrat tertentu, semua bagian aktif telah dipenuhi oleh substrat atau telah
jenuh dengan substrat. Dalam keadaan ini, bertambah besarnya konsentrasi
substrat tidak menyebabkan bertambah besarnya kosentrasi kompleks substrat,
sehingga jumlah hasil reaksinya pun tidak bertambah besar.
c. Suhu
Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang
lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Kerena enzim adalah protein, maka kenaikan suhu dapat
menyebabkan terjadinya 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 diartikan sebagai kenaikan kecepatan reaksi sebagai akibat
kenaikan suhu 10°C. Koefisien
suhu ini diberi symbol Q10 untuk reaksi yang menggunakan enzim, Q10
ini berkisar antara 1,1 hingga 3,0 artinya setiap kenaikan suhu 10°C,
kecepatan reaksi mengalami kenaikan 1,1 hingga 3,0 kali. Namun kenaikan
suhu pada saat mulai terjadinya proses denaturasi akan mengurangi kecepatan
reaksi. Oleh karena ada dua pengaruh yang berlawanan, maka akan terjadi suatu
titk optimum, yaitu suhu yang paling tepat bagi suatu reaksi yang menggunakan
enzim yang tertentu. Gambar 5 menunjukan hubungan antara kecepatan reaksi (V)
dengan suhu.
Titik 0 menunjukkan suhu optimum, yaitu suhu yang menyebabkan terjadinya
reaksi kimia dengan kecepatan paling besar. Tiap enzim
mempunyai suhu optimum tertentu: pada umumnya enzim yang terdapat pada hewan
mempunyai suhu optimum antara 40°C-50°C,
sedangkan pada tumbuhan antara 50°C-60°C.
Sebagian enzim terdanaturasi pada suhu di atas 60°C.
d.
Pengaruh pH
Seperti protein pada umumnya, struktur ion enzim tergantung pada pH
lingkunganya. Enzim dapat berbentuk ion positif, ion negatif atau ion
bermuatan ganda (zwitter ion). Dengan demikian perubahan pH lingkungan akan
berpengaruh terhadap efektifitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks
enzim substrat.
Di samping pengaruh terhadap struktur ion pada enzim, pH rendah atau pH
tinggi dapat pula menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan ini akan
mengakibatkan menurunya aktifitas enzim. Gambar 5.7 menunjukan hubungan antara
aktifitas enzim dengan pH. Dari bentuk kurva pada gambar tersebut, tampak bahwa
ada suatu pH tertentu atau daerah pH yang dapat menyebabkan kecepatan reaksi
paling tinggi. pH tersebut dinamakan pH optimum.
pH optimum dari enzim amilase misalnya, dapat ditentukan dengan menentukan
jumlah milligram gula yang terbentuk dari beberapa reaksi yang menggunakan
enzim amilase pada berbagai harga pH dan amilum sebagai substrat.
Hambatan
bersaing.
Hambatan bersaing disebabkan karena ada molekul mirip dengan substrat, yang
dapat pula membentuk kompleks, yaitu kompleks enzim inhibitor (EI) pembentukan kompleks
ES, yaitu melalui penggabungan inhibitor dengan enzim pada bagian aktif enzim.
Dengan demikian terjadi persaingan antara inhibitor dengan substrat terhadap bagian aktif enzim melalui reaksi
sebagai berikut :
E
+ S -------------- ES
E
+ I --------------- EI
Inhibitor yang
menyebabkan hambatan bersaing disebut inhibitor bersaing. Asam malonat, aksalat
dan aksaloasetat dapat menghambat kerja enzim suksinat dehidro genase dalam
reaksi dehidrogenase asam suksinat. Asam malonat, oksalat dan oksaloasetat
mempunyai struktur yang mirip dengan rumus asam suksinat. Inhibitor bersaing
menghalangi terbentuknya kompleks ES dengan cara membentuk kompleks EI dan
tidak dapat membentuk hasil reaksi ( P).
E
+ S -------------- ES ------------
E + P (membentuk hasil reaksi)
E +
I -------------- EI ------------ ( tidak terbentuk hasil reaksi)
Dengan demikian
adanya inhibitor bersaing dapat mengurangi peluang bagi terbentuknya kompleks
ES dan hal ini menyebabkan berkurangnya kecepatan reaksi.
 |
Model Inhibitor Compotitif dan non
Compotitif
Pengaruh inhibitor bersaing ini tidak tergantung pada konsentrasi inhibitor
semata, tetapi juga pada konsentrasi substrat. Pengaruh inhibitor dapat
dihilangkan dengan cara menambah sustrat dalam konsentrasi besar. Pada
konsentrasi substrat yang sangat besar, peluang terbentuknya kompleks ES juga
makin besar. Kecepatan reaksi maksimum ( Vmaks ) dapat tercapai pada
konsentrasi substrat (s) pada reaksi yang dihambat oleh inhibitor bersaing.
Hambatan
tak bersaing
Hambatan tidak bersaing ( non competitive inhibition ) tidak di
pengaruhi oleh besarnya konsentrasi substrat dan inhibitor yang melakukannya
(inhibitor tidak bersaing). Dalam hal ini inhibitor dapat bergabung dengan
enzim di luar bagian aktif. Penggabungan antara inhibitor dengan enzim ini
terjadi pada enzim bebas, atau pada enzim yang telah mengikat substrat yaitu
kompleks enzim substrat.
E +
I ----------- EI
ES +
I ------------ ESI
2.)
Hambatan tidak reversibel
Telah dijelaskan bahwa baik hambatan bersaing maupun tidak bersaing adalah
hambatan bersifat reversibel. Kedua macam hambatan tersebut dapat dirumuskan
secara kualitatif. Hambatan tidak reversibel ini dapat terjadi karena inhibitor
bereaksi tidak reversibel dengan bagian tertentu pada enzim, sehingga
mengakibatkan berubahnya bentuk enzim. Dengan demikian mengurangi aktivitas katalik enzim tersebut.
Sebagai contoh inhibitor molekul iodoase-tamida yang dapat bereaksi dengan
gugus –SH suatu enzim tertentu :
Enzim- SH + ICH2CONH2 Enzim – S – CH2CONH + HI
Reaksi ini
berlangsung tidak reversibel sehingga menghasilkan produk reaksi dengan
sempurna.
3)
Hambatan Alosterik
Hambatan yang terjadi pada enzim alosterik dinamakan hambatan alosterik,
sedangkan inhibitor yang menghambat dinamakan inhibitor alosterik. Bentuk
molekul inhibitor alosterik berkaitan dengan enzim pada tempat diluar bagian
aktif enzim.Dengan demikian hambatan ini tidak akan dapat diatasi dengan
penambahan sejumlah besar substrat. Terbentuknya ikatan antara enzim dengan
inhibitor mempengaruhi konformasi enzim, sehingga bagian aktif mengalami
perubahan bentuk. Akibatnya ialah penggabungan substrat pada bagian aktif enzim
terhambat.
Treonin sebagai substrat tidak dapat bergabung dengan enzim berikatan
dengan isoleusin sebagai inhibitor. Akibatnya penggabungan substrat pada bagian
aktif enzim terhambat. Treonin sebagai substrat tidak dapat bergabung dengan
enzim karena bentuk bagian aktif enzim berubah setelah enzim berikatan dengan
isoleusin sebagai inhibitor.
e. Pengaruh inhibitor
1)
Hambatan Revesibel
Telah dijelaskan bahwa mekanisme enzim dalam suatu reaksi ialah melalui
pembentukan kompleks enzim-substrat, (ES). Oleh karena itu hambatan atau
inhibilisi pada suatu reaksi yang menggunakan enzim sebagai katalis dapat
terjadi apabila penggabungan substrat pada bagian enzim mengalami hambatan.
Molekul atau ion yang dapat menghambat reaksi tersebut dinamakan inhibitor.
Hambatan terhadap aktifitas enzim dalam suatu reaksi kimia ini mempunyai arti
yang penting, karena hambatan tersebut juga merupakan mekanisme
pengaturan-pengaturan reaksi yang terjadi dalam tubuh kita.
Di samping itu hambatan ini dapat memberikan gambaran lebih jelas tentang
mekanisme kerja enzim. Hambatan yang dilakukan oleh inhibitor dapat berupa
hambatan tidak revesibel atau hambatan revesibel.
Hambatan tidak revesibel pada umumnya disebabkan oleh terjadinya proses
destruksi atau modifikasi sebuah gugus fungsi atau lebih yang terdapat pada
molekul enzim. Hambatan revesibel dapat berupa hambatan bersaing atau hambatan
tidak bersaing.
2.2
Karakteristik Pereaksi
a.
Larutan Buffer
Merupakan larutan penyangga yaitu larutan yang mempunyai
sifat dapat mempertahankan pH lingkungannya baik oleh pengaruh penambahan
sedikit asam/basa maupun oleh pengenceran; merupakan campuran yang terdiri dari
pasangan konjugasi asam-basa (misalnya CH3COOH/CH3COO-;
NH4OH/NH4+).
b.
Larutan HCl
Senyawa organic dengan rumus kimia HCl; gas tak berwarna,
berbau tajam (pedas); dapat dibuat dengan cara mereaksikan NaCl dengan H2SO4
pekat. Sangat larut dalam pelarut air dengan membentuk larutan asam kuat (asam
klorida). T.l -114,8oC; t.d -84,9oC; d (cair) 2,85 (-4,7oC);
d 1,27 (d udara = 1).
c.
Pb-nitrat
Merupakan garam anorganik yang mempunyai rumus kimia Pb(NO3)2;
padatan Kristal berwarna putih. Larut mudah dalam air, dan bersifat racun.
Digunakan sebagai bahan dasar untuk pembuatan garam timbale yang lain, dan
untuk industry penyamakan kulit. Mengurai pada 470oC; d 4,5.
d.
Fenol
Fenol atau asam karbolat atau benzenol
adalah zat kristal tak berwarna yang memiliki bau
khas. Rumus kimianya adalah C6H5OH dan strukturnya memiliki gugus hidroksil (-OH) yang
berikatan dengan cincin fenil. Fenol memiliki kelarutan terbatas dalam air, yakni 8,3 gram/100 ml. Fenol memiliki
sifat yang cenderung asam, artinya ia dapat melepaskan ion H+ dari
gugus hidroksilnya. Pengeluaran ion tersebut menjadikan anion fenoksida C6H5O−
yang dapat dilarutkan dalam air.
Dibandingkan dengan alkohol alifatik lainnya, fenol
bersifat lebih asam. Hal ini dibuktikan dengan mereaksikan fenol dengan NaOH, di mana fenol
dapat melepaskan H+. Pada keadaan yang sama, alkohol alifatik
lainnya tidak dapat bereaksi seperti itu. Pelepasan ini diakibatkan pelengkapan
orbital antara satu-satunya pasangan oksigen dan sistem aromatik, yang
mendelokalisasi beban negatif melalui cincin tersebut dan menstabilkan
anionnya.
e.
Na-karbonat
Merupakan garam dengan rumus kimia NaCO3.10H2O;
padatan Kristal berwarna putih, mudah melapuk oleh udara. Dalam perdagangan
dikenal dengan nama soda hablur atau soda cuci, sedangkan untuk NaCO3
anhidrous dikenal dengan nama soda kering. Digunakan sebagai pencuci, pelunak
air sadah, dan untuk industry sabun dan kaca. T.l 851oC (anhydrous);
d 2,5 (anhydrous); d 1,4 (dekahidrat).
f.
NaI
iodida Natrium adalah, putih kristal garam dengan rumus kimia Na aku digunakan dalam deteksi radiasi, pengobatan defisiensi yodium , dan sebagai reaktan dalam reaksi Finkelstein .
|
Kelarutan dalam pelarut NaI
berbagai
(g NaI / 100g of solvent at 25°C) (G NaI / 100g pelarut pada suhu 25 ° C) |
|
|
184 184
|
|
|
162 162
|
|
|
15 15
|
|
|
62.5 - 83.0 62,5-83,0
|
|
|
61.8 61,8
|
|
|
24.9 24,9
|
|
|
28.0 28,0
|
|
|
57 - 85 57-85
|
|
|
32.3 32,3
|
|
|
3.7 - 6.4 3,7-6,4
|
|
g.
Resorsinol
Merupakan nama lain dari 1,3-dihidroksi benzene, yaitu
senyawa turunan benzene; tergolong alcohol dihidroksi dengan rumus kimia C6H4(OH)2;
padatan Kristal berwarna putih. Digunakan dalam pembuatan zat warna dan
seluloid. T.l 111oC; t.d 281oC; d 1,3.
h.
Aquadest
Merupakan air suling, yaitu air yang diperoleh pada
pengembunan uap air akibat penguapan atau pendinginan air.
BAB III
METODOLOGI
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
Adapun alat-alat yang digunakan
antara lain:
Gelas Kimia Tabung
Reaksi Rak Tabung Reaksi Kertas saring
Gelas ukur Neraca Pipet tetes Corong
Penangas air mortal & alu spektrofotometer
3.1.2 Bahan
Bahan-bahan yang digunakan antara
lain:
1.
20 gr sampel (apel) 7. Tripsin
2.
Aquadest 8.
P-nitrofenol
3.
Larutan NaI 2% 9.
Pb-nitrat
4.
Fenol 0,01 M 10.
EDTA 0,1 M
5.
Resorsinol 0,01 M
6.
Substrat
3.2 Prosedur Kerja
a.
Pembuatan Ekstrak Enzim
 |
b.
Spesifikasi enzim
 |
*Ket:
Tabung 1: warna
bening
Tabung 2: warna bening
terdapat endapan
Tabung 3: warna
bening
c.
Konsentrasi Substrat
 |
|||
 |
|||
*ket:
Tabung 1: warna
kuning
Tabung 2: kuning
muda
Tabung 3: kuning
terang
Tabung 4: kuning
tua
d.
Konsentrasi Enzim
 |
*Ket:
Tabung A: kuning
gelap
Tabung B: kuning
terang
Tabung C: kuning
muda
e.
Pengaruh pH
 |
|||
 |
|||
*Ket:
Tabung A: warna
keruh
Tabung B: larutan
agak gelap
Tabung C: keruh
& gelap
Tabung D: lebih
keruh dan gelap dibandingkan tabung C
f.
Pengaruh Inhibitor
Pengaruh Inhibitor
|
Warna
|
P-nitrofenol
|
Pb-nitrat
|
Aquadest
|
|
Warna tua
|
0,30
|
8,5
|
0,5
|
|
Warna sedang
|
0,1
|
2,2
|
0,1
|
|
Tak berwarna
|
0,5
|
0,2
|
0,2
|
Cat: panjang gelombang 580 Å
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
a. Pembuatan ekstrak enzim
|
Perlakuan
|
Pengamatan
|
|
·
20 gr apel dimasukkan dlm mortar
·
+ 5 mL aquadest
·
Dihaluskan
·
Dimasukkan dalam gelas kimia
·
+ 50 mL NaI 2%
·
Dibiarkan selama 2 menit & disaring
|
·
Perubahan warna dari putih-coklat
·
Warna menjadi coklat muda
·
Warna kuning bening
|
b. Spesifikasi enzim
|
Perlakuan
|
Pengamatan
|
|
·
Tabung 1: 1 mL aquadest + 3 mL ekstrak enzim
·
Tabung 2: 1 mL fenol 0,01 M + 3 mL ekstrat enzim
·
Tabung 3: 1 mL resorsinol 0,01 M + 3 mL ekstrak enzim
|
·
Warna bening
·
Bening (ada endapan)
·
Warna bening
|
c. Konsentrasi substrat
|
Perlakuan
|
Pengamatan
|
|
·
Tabung 1: 20 tetes substrat + 5 tetes air
·
Tabung 2: 10 tetes substrat + 15 tetes air
·
Tabung 3: 5 tetes substrat + 20 tetes air
·
Tabung 4: 25 tetes substrat
|
·
Kuning
·
Kuning muda
·
Kuning terang
·
Kuning tua
|
d. Konsentrasi enzim
|
Perlakuan
|
Pengamatan
|
|
·
Tabung A: 15 tetes substrat + 10 tetes air
·
Tabung B: 5 tetes substrat + 14 tetes air
·
Tabung C: 1 tetes substrat + 20 tetes air
|
·
Kuning gelap
·
Kuning terang
·
Kuning muda
|
e. Pengaruh pH
|
Perlakuan
|
Pengamatan
|
|
·
Tabung A: 2 mL larutan pH 1 + 15 tetes substrat + 15 tetes
enzim
·
Tabung B: 2 mL larutan pH 5 + 15 tetes substrat + 15 tetes
enzim
·
Tabung C: 2 mL larutan pH 7 + 15 tetes substrat + 15 tetes
enzim
·
Tabung D: 2 mL larutan pH 10 + 15 tetes substrat + 15 tetes
enzim
|
·
Larutan keruh
·
Larutan agak gelap
·
Larutan keruh dan gelap dibandingkan tabung B
·
Lebih keruh & gelap dibandingkan tabung C
|
f. Pengaruh inhibitor
|
Warna
|
P-nitrofenol
|
Pb-nitrat
|
Aquadest
|
|
Warna tua
|
0,30
|
8,5
|
0,5
|
|
Warna sedang
|
0,1
|
2,2
|
0,1
|
|
Tak berwarna
|
0,5
|
0,2
|
0,2
|
4.2
Pembahasan
Proses (reaksi kimia) yang berlangsung dengan baik dalam tubuh dimungkinkan karena adanya katalis yang
disebut enzim. Selanjutnya makin banyak enzim yang telah
dapat diisolasi dan telah dibuktikan bahwa enzim tersebut adalah suatu protein.
. Dari hasil penelitian para ahli biokimia ternyata banyak enzim yang
mempunyai gugus bukan protein, jadi termasuk golongan protein majemuk. Enzim semacam ini disebut holoenzim terdiri atas protein
(apoenzim) dan suatu gugus bukan protein. Sebagai contoh enzim katalase terdiri
atas protein dan ferriprotorfirin. Ada juga enzim yang terdiri atas protein
dan logam, misalnya askorbat oksidase adalah protein yang mengikat tembaga.
Gugus bukan protein ini dinamakan kofaktor
ada yang terikat kuat pada protein, ada pula yang tidak begitu kuat ikatannya.
Gugus yang terikat kuat pada bagian protein, artinya yang sukar terurai dalam
larutan disebut gugus prostetik,
sedangkan yang tidak begitu kuat ikatannya, dan mudah dipisahkan secara
dialisis disebut koenzim. Baik gugus
prostetik maupun koenzim merupakan bagian enzim
yang memungkinkan enzim bekerja
terhadap substrat, yaitu zat-zat yang diubah atau direaksikan oleh
enzim.
Fungsi suatu enzim ialah sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi
dalam sel maupun luar sel. Suatu enzim dapat mempercepat reaksi 10 sampai 11
kali lebih cepat daripada apabila reaksi tersebut dilakukan tanpa katalis.
Berfungsi sebagai katalis yang sangat efisien, di samping itu mempunyai derajat
kekhasan yang tinggi. Seperti juga katalis lainya, enzim dapat menurunkan energi aktivasi suatu
reaksi kimia.
Suatu enzim mempunyai kekhasan yaitu hanya bekerja pada suatu reaksi saja.
Untuk dapat bekerja pada suatu zat atau substrat harus ada hubungan atau kontak
antara enzim dan substrat. Suatu enzim mempunyai ukuran yang lebih besar
daripada substrat. Oleh karena itu tidak seluruh bagian enzim dapat berhubungan
dengan substrat.
Dalam praktikum kali ini kita akan
membahas tentang suatu enzim yang menyebabkan warna kecoklatan pada buah apel
yang dikupas ataupun enzim yang berperan pada proses pencoklatan pada buah-buah
tertentu. Perubahan warna tersebut disebabkan oleh terbentukknya kinon sebagai
hasil oksidasi terhadap substratnya. Perubahan warna tersebut akan digunakan
dalam percobaan ini untuk mempelajari reaksi yang terjadi.
Menurut
definisi enzim disebut sebagai suatu protein yang mempunyai struktur tiga
dimensi yang mampu mengkatalisis reaksi-reaksi biologis. Enzim juga
dedefinisikan sebagai sekelompok protein yang berfungsi sebagai katalisator
untuk berbagai reaksi kimia dalam sistim biologis. Hampir semua reaksi kimia
dalam sistim biologis dikatalis oleh enzim. Sisnteis enzim terjadi di dalam sel
dan sebagian nesar enzim dapat diekstraksi dari sel tanpa merusak fungsinya.
Seperti yang telah kita ketahui bersama bahwa enzim
merupakan biokatalis yang sangat evisien dan mempunyai beberapa keunggulan
dibandingkan dengan katalis biasa.
Keuntungan reaksi enzimatis dibandingkan dengan reaksi
katalisis selektif bahkan sampai stereoselektif.hal ini dimungkinkan karena
konformasi pusat aktif enzim spesifik
untuk substrat tertentu. Reaksi enzimatis hampir tudak menghasilkan produk
samping dibandingkan teaksi kimia biasa. Daya katalitik enzim sangat
kuat pada kondisi reaksi lunak sekalipun. Reaksi enzim berlangsung pada suhu
dan pH optimum. Adanya sisi evektor pada molekul enzim mengakibatkan reaksi
enzim dapat dikendalikan.
Jaringan
tanaman maupun hewan mengandung bahan yang kemungkinan berbahaya seperti
senyawa fenolik (pada tanaman), inhibitor enzim dan protase. Selain itu, enzim
mikroba ada yang disekresikan ke luar sel sehingga memudahkan proses isolasi
dan pemurniannya. Setidaknya ada 3 keuntungan yang berkaitan dengan enzim
ekstra sel : pertama, tidak memerlukan proses penghancuran sel saat memanen
enzim (proses penghancuran sel tidak selalu mudah dilakukan dalam skala besar).
Kedua, enzim protein yang disekresikan keluar sel umumnya terbatas jenisnya.
Ini berarti enzim ekstrim sel terhindar dari kontaminasi berbagai jenis
protein. Ketiga, secara alami enzim disekresikan keluar sel umumnya lebih tahan
terhadap proses denaturasi.
Beberapa
karakteristik enzim yaitu, setiap sreaksi metabolisme di dalam sel maupun di
luar sel akan berperan enzim-enzim tertentu dan spesifik. Artinya, enzim
bersifat spesifik dalam melaksanakan fungsinya, enzim dapat digunakan
berulang-ulang. Kerja setiap enzim spesifik pada kisaran suhu tertentu (tidak
bekerja pada suhu ekstrim) dan pH tertentu. Maka kerja enzim dipengaruhi oleh
suhu dan pH. Kerja enzim juga dipengaruhi oleh substratnya.
Penggunaan enzim dalam pengolahaan pati. Pati merupakan campuran antara amilosa dan amilo pektin adalah juga homopolimer glukosa tetapi memiliki percabangan. Sekitar sepertiga dari pati yang diproduksi digunakan dalam industri pangan.
Penggunaan enzim dalam pengolahaan pati. Pati merupakan campuran antara amilosa dan amilo pektin adalah juga homopolimer glukosa tetapi memiliki percabangan. Sekitar sepertiga dari pati yang diproduksi digunakan dalam industri pangan.
Dalam hal ini kita akan membahas beberapa eksperimen yang termasuk pada
kinetika enzim yakni sbb ;
1)
Pembuatan ekstrak enzim
Pada percobaan ini langkah awal yang dilakukan adalah
membuat ekstrak enzim, yang kemudian ekstrak enzim yang di peroleh tersebut
digunakan untuk eksperimen selanjutnya.
Adapun langkah pertama yang dilakukan yakni menyiapkan
kurang lebih 20 gram apel yang sudah dikupas kemudian dipotong-potong
kecil-kecil. Dimasukkan kedalam mortal dan ditambahkan 5 ml aquades, setelah
itu dihaluskan sampai benar-benar halus, kemudian dipindahkan kedalam gelas
kimia 100 ml, dan dibilas dengan 50 ml NaI 2%. Tujuan dari penambahan larutan
NaI yakni agar supaya enzim yang berperan dalam proses pencoklatan dalam apel
itu tertarik dalam larutan tersebut sehingga ekstrak yang dihasilkan lebih
banyak. Kemudian dibiarkan selama 2 menit sehingga terbentuk 2 lapisan seperti
tampak pada gambar berikut :
Gambar 1. lapisan yang terbentuk pada campuran
Selanjutnya campuran tersebut disaring kedalam gelas
kimia lain yang bersih. Setelah melalui proses penyaringan diperoleh filtrat
dan residu:
Gambar 2. Filtrat (ekstrak apel)
Filtrat ini merupakan ekstrak yang mengandung enzim yang
berasal dari sampel apel yang akan digunakan pada percobaan selanjutnya.
2)
Spesifikasi Enzim
Pada percobaan ini akan dipelajari bagaimana sifat
kekhasan enzim terhadap substrat dengan menggunakan tiga macam senyawa yang
mempunyai struktur mirip satu sama lain. Satu dari tiga senyawa tersebut
merupakan substrat untuk enzim yang di teliti, yang selanjutnya akan disebut
sebagai substrat saja pada percobaan-percobaan selanjutnya.
Suatu enzim mempunyai kekhasan yaitu hanya bekerja pada
suatu reaksi saja. Untuk dapat bekerja pada suatu zat atau substrat harus ada
hubungan atau kontak antara enzim dan substrat. Suatu enzim mempunyai ukuran
yang lebih besar daripada substrat. Oleh karena itu tidak seluruh bagian enzim
dapat berhubungan dengan substrat.
langkah awal yang dilakukan dalam percobaan ini yakni
menyiapkan 3 buah tabung reaksi yang masing-masing berisi 1 ml aquades untuk
tabung A, 1 ml fenol 0,01 M untuk tabung B, dan 1 ml resorsinol 0,01 M untuk
tabung C. Kemudian ketiga tabung tersebut disimpan dalam penangas air pada suhu
370 C. Dimana dalam hal ini suhu tersebut merupakan variabel terikat
pada praktikum ini. Tiga tabung lainnya digunakan untuk menyimpan masing-masing
3 ml ekstrak apel (enzim) yang sudah diperoleh sebelumnya dan setelah itu di
masukkan dalam penangas air selama 5 menit. Setelah itu sesegera mungkin
tuangkan ekstrak enzim kedalam masing-masing tabung dan biarkan selama 5 menit
lagi. dibandingkan warna pada tiap-tiap tabung, dapat dilihat pada gambar
berikut :
Tabung A Tabung
B Tabung C
Dari gambar di
atas dapat dilihat bahwa warana larutan pada tabung C lebih mirip dengan warna
ekstrak sehingga larutan pada tabung ini dijadikan sebagai substrat
Adapun hubungan antara substrat dengan enzim hanya
terjadi pada bagian atau tempat tertentu saja. Tempat atau bagian enzim yang
mengadakan hubungan atau kontak dengan substrat dinamai bagian aktif (actif site). Sisi aktif ini disebut juga sisi katalitik atau
sisi pengikatan substrat. Sisi aktif memiliki gugus fungsional spesifik.
Hubungan hanya mungkin terjadi apabila bagian aktif
mempunyai ruang yang tepat dapat menampung substrat. Apabila substrat mempunyai
bentuk atau konformasi lain, maka tidak dapat ditampung pada bagian aktif suatu
enzim. Dalam hal ini enzim itu tidak dapat berfungsi terhadap substrat. Hal ini
menjelaskan mengapa tiap enzim mempunyai kekhasan terhadap substrat tertentu.
Hubungan atau kontak antara enzim dengan substrat
menyebabkan terjadinya kompleks enzim-substrat. Kompleks ini merupakan kompleks
yang aktif, yang bersifat sementara dan akan terurai lagi apabila reaksi yang
diinginkan telah terjadi. Secara sederhana sekali penguraian suatu senyawa atau
substrat oleh suatu enzim dapat digambarkan sebagai berikut :
 |
Gambar 4 : Model
Pengikatan Enzim (E) dan Substrat (S)
3)
Konsentrasi Substrat
Pada percobaan ini langkah awal yang harus dilakukan
adalah dengan menyiapkan 4 buah tabung reaksi yang masing-masing diberi kode a,
b, c, d dan masing-masing diisi dengan 25 tetes substrat 0,01 M untuk tabung a,
20 tetes substrat 0,01 M dan 5 tetes
aquades untuk tabung b, 10 tetes substrat 0,01 M dan 15 tetes aquades untuk
tabung c, dan untuk tabung d diisi dengan 5 tetes substrat 0,01 M + 20 tetes
aquades. Setelah itu diletakkan ke-4 tabung tsb dalam penangas pada suhu 370
C.
Digunakan 4 tabung
lain untuk menyimpan ekstrak (enzim) dan kemudian diletakkan dalam penangas air
pada suhu 370 C , seperti pada percobaan sebelumnya suhu merupakan
variabel terikat, dimana suhu tetap terus dijaga agar tetap konstan. Setelah
empat tabung tersebut berada 5 menit dalam penangas, segera tuangkan isinya
kedalam tabung yang berisi substrat, dan dibiarkan tabung-tabung tersebut
selama 10 menit berikutnya. Diamati perubahan warna yang terjadi dalam ke-4
tabung. Terlihat bahwa pada tabung 1 menunjukkan warna yang kompleks yakni
warna coklat tua, pada tabung 2 warna coklat muda sedangkan pada tabung 3 coklat
pudar.
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi
enzim yang tetap, maka pertambahan konsentrasi substrat akan menaikkan
kecepatan reaksi. Akan tetapi pada batas konsentrasi tertentu, tidak terjadi
kenaikan kecepatan reaksi walaupun konsentrasi substrat diperbesar.
Keadaan ini telah di terangkan oleh Michaelis-Menten
dengan hipotesis mereka tentang terjadinya kompleks enzim substrat. Persamaan
Miichaelis-Menten yang telah membuktikan hipotesis mereka telah dijelaskan di
muka. 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 substrat sedikit. 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. Pada suatu batas konsentrasi
substrat tertentu, semua bagian aktif telah dipenuhi oleh substrat atau telah
jenuh dengan substrat. Dalam keadaan ini, bertambah besarnya konsentrasi
substrat tidak menyebabkan bertambah besarnya kosentrasi kompleks substrat,
sehingga jumlah hasil reaksinya pun tidak bertambah besar.
4)
Konsentrasi Enzim
Pada percobaan ini langkah-langkanya seperti pada
percobaan 3, akan tetapi ada ssedikit perbedaan dari volume masing-masing
enzim. Adapun langkah awal yang dilakukan yakni menyiapkan 3 buah tabung reaksi
yang masing-masing berisi 15 tetes ekstrak (enzim) untuk tabung 1, 5 tetes
enzim + 10 tetes aquades untuk tabung 2, dan 1 tetes enzim + 14 tetes aquades
untuk tabung 3.
Menggunakan 3 tabung lain untuk menyimpan substrat yang
masing-masing tabung tersebut berisi 15 ml substrat, setelah itu di masukkan ke
dalam penangas air dengan tetap menjaga suhu tetap konstan, Kemudian pada 5
menit awal digunakan untuk pra inkubasi dan diikuti 20 menit waktu inkubasi.
Kemudian larutan tersebut sesegera mungkin di campurkan , lalu di diamkan
selama beberapa menit. Setelah hal ini dilakukan terlihat bahwa terjadi
perubahan warna pada setiap tabung. Pada tabung 1 warna yang muncul yakni warna
coklat tua, pada tabung 2 warna coklat muda, dan untuk tabung 3 warna coklat
pudar.
Seperti pada katalis lain, kecepatan suatu reaksi yang
menggunakan enzim tergantung pada konsentrasi enzim tersebut. Pada suatu
konsentrasi substrat tertentu, reaksi pertambahan dengan bertambahnya
konsentrasi enzim.
5)
Pengaruh
pH
Untuk mempraktikumkan
pengaruh pH , kita dapat menggunakan larutan dengan pH tertentu yang digunakan
sebagai medium. Adapun langkah awal yang dilakukan yakni dengan menyiapakan 4
buah tabung reaksi. Pada tabung 1 berisi 2 ml larutan dengan pH
1, pH 5, pH 7, dan pH 10. Kemudian mengambil 4 tabung lainnya yang
berisi 15 tetes substrat pada tiap-tiap tabung, dan 4 tabung yang lainnya lagi
di isi dngan 15 tetes enzim pada tiap-tiap tabung.
Setelah 12 tabung tersebut terisi maka tabung yang berisi
laruan pH di inkubasi selama 15 menit pada suhu 370C. Setelah di
inkubasi selama kurang lebih 15 menit segera ditambahkan substrat yang juga
telah di inkubasi kemudian ditambahkan enzim, sebisa mungkin di usahakan agar
penambahan enzim dilakukan dalam waktu yang bersamaan.
Kemudian setelah proses ini dilakukan yeng teramati bahwa
pada tabung 1 warna yang muncul berupa warna coklat tua pada kondisi ini
enzim-substrat berada pada pH 1 dimana tepat pada range asam, dan tabung 2
berwarna coklat muda yang berada pada suasana asam pH = 5, untuk tabung 3
berwarna coklat lebih muda dari pada tabung 2 tadi pH = 7,ini berada pada
kondisi normal. sedangkan pada tabung 4 dengan pH = 10 enzim-substrat berada
pada kondisi basa dan warna larutannya coklat pudar.
Seperti
protein pada umumnya, struktur ion enzim tergantung pada pH lingkunganya. Enzim dapat berbentuk ion positif, ion negatif atau ion
bermuatan ganda (zwitter ion). Dengan demikian perubahan pH lingkungan akan
berpengaruh terhadap efektifitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks
enzim substrat.
Di samping pengaruh terhadap struktur ion pada enzim, pH
rendah atau pH tinggi dapat pula menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan
ini akan mengakibatkan menurunya aktifitas enzim. Gambar grafik
berikut menunjukan hubungan antara aktifitas enzim dengan pH. Dari
bentuk kurva pada gambar tersebut, tampak bahwa ada suatu pH tertentu atau
daerah pH yang dapat menyebabkan kecepatan reaksi paling tinggi. pH tersebut
dinamakan pH optimum.
 |
------------------------
Aktifitas enzim
 |
6)
Pengaruh Inhibitor
Untuk percobaan ini, 3 ml substrat dibagi
menjadi 3 bagian dalam 3 buah tabung reaksi yang berbeda. pada tabung A diisi 1
ml substrat, tabung B diisi 0,8 ml substrat, dan tabung C diisi 0,3 ml
substrat. Untuk tabung B dan C diencerkan dengan aquadest hingga mencapai
volume 2 ml. Tabung A dijadikan sampel larutan gelap, tabung B sampel larutan
muda, dan tabung C merupakan sampel tidak berwarna.
Untuk sampel Gelap, larutan tersebut dibagi
menjadi 3 bagian masing-masing 1 ml dan diisi ke dalam 3 buah tabung reaksi.
selanjutnya, pada tabung I ditambahkan 10 tetes larutan p-nitrofenol, pada
tabung II ditambahkan 10 tetes larutan Pb-nitrat, dan pada tabung III
ditambahkan 10 tetes aquadest. Selanjutnya, ketiga tabung ini dimasukkan ke
dalam alat spektrofotometer satu per satu dengan panjang gelombang pada semua
perlakuan adalah 580 Ǻ.
Tabung I Tabung
II Tabung
III
Perlakuan ini dilakukan untuk mengetahui
nilai absorben sehingga diperoleh nilai absorben dari masing-masing tabung
adalah sebagai berikut :
Tabung I : 0,30
Tabung II : 0,1
Tabung III : 0,5
Untuk perlakuan selanjutnya menggunakan
sampel pada tabung B yaitu sampel larutan muda. langkah- langkahnya sama
seperti di atas sehingga diperoleh nilai absorben dan masing-masing tabung
adalah sebagai berikut :
Tabung I : 8,5
Tabung II : 2,2
Tabung III : 0,2
Warna larutan yang diperoleh dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Tabung I Tabung II Tabung III
Untuk sampel yang terakhir
yaitu sampel tidak berwarna, langkah-langkah percobaannya jiuga sama dengan
percobaan sebelumnya, sehingga diperoleh nilai absorben dari masing-masing
tabung reaksi yang berisi campuran adalah sebagai berikut :
Tabung I : 0,5
Tabung II : 0,1
Tabung III : 0,2
Untuk warna larutan dari
setiap tabung reaksi dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Tabung I Tabung II Tabung II
Dari hasil percobaan didapat pada
enzim oksidase didapat hasil dengan bahan filtrat apel, dengan phenol 1% 10
tetes menghasilkan warna. Tidak terjadi perubahan, putih-putih keruh, dan
bening. Hal ini terjadi karena hasil redoktasi dan oksidasi. Halk ini sesuai
dengan literature Page (2006) yang menyatakan bahwa oksireduktor beredar antara
bentuk-bentuk oksidasi dan seduktasinya jika molekul-molekul substrat secara
berturut-turut dioksidasi.
Pada percobaan reaksi
enzim filtrat apel dan apel yang direaksikan dengan phyrogallolakan
menghasilkan larutanm warna kuning sedangkan filtrat yag direaksikan dengan
phenol 1% tidak terjadi perubahan warna warna. Hal ini disebabkan karena setiap
enzim hanya dapat aktif pada senyawa / molekul teertentu. Haini sesuai dengan
literature Wilbraham dan Matta (1992) yang menyatakan bahwa aktivitas
enzimmenyatakan sebagai laju reaksi kurang berkatalis enzim dalam mengubah
substrat menjadi produk.
Pada percobaan papain dengan bahan getah papaya yang ditambahkan dengan 8 ml susu akan menggumpal. Hai ini terjadi karena getah papaya mengandung papain, hal ini sesuai dengan pernyataan Brown dan Lenas (1997) yang menyatakan bahwa enzim mempunyai karakteristik yang tidak sama dengan tipe katalisnya.
Pada percobaan papain dengan bahan getah papaya yang ditambahkan dengan 8 ml susu akan menggumpal. Hai ini terjadi karena getah papaya mengandung papain, hal ini sesuai dengan pernyataan Brown dan Lenas (1997) yang menyatakan bahwa enzim mempunyai karakteristik yang tidak sama dengan tipe katalisnya.
Pada percobaan enzim
amylase larutan saliva yang ditambahkan pati lalu dipanaskan dan kemudian
ditambahkan Iodine menghasilkan larutan putih, tetapi jika ditambahkan regensia
benedict akan menghasilkan larutan hijau tua. Hai ini terjadi karena adanya
substrat yang diberikanberbagai sebagaimana disebutkan oleh sebelumnya bahwa
faktor – faktor yang mempengaruhi enzim antara lain adalah konsentrasi
enzim,substrat,suhu,pH, dan inhibitor. Hal ini sesuai dengan literatur
Dwidjoseputro (1994) yang menyatakan bahwa diantara factor-faktor yang
mempengaruhi enzim dan aktivitas enzim kita sebutkan adalah pengacuh
temperatur.
BAB V
PENUTUP
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan serta pembahasan diatas maka dapat ditarik beberapa
kesimpulan diantaranya:
1.
Pada konsentrasi tinggi, kecepatan
reaksi tidak dipengaruhi lagi oleh pertambahan konsentrasi. Ini menunjukan
bahwa enzim seolah-olah telah jenuh dengan substrat, artinya tidak dapat lagi
menampung substrat.
2.
Reaksi enzim berlangsung pada suhu dan
pH optimum.
3.
Factor-faktor yang mempengaruhi enzim antara lain adalah
konsentrasi enzim,substrat,suhu,pH, dan inhibitor.
5.2
Kemungkinan Kesalahan
·
Praktikan kurang terampil dalam menggunakan alat
spektofotometer
·
Praktikan kurang teliti dalam mengamati warna larutan
5.3 Jawaban Pertanyaan
1.
Reaksi yang terjadi pada percobaan ini dapat diamati pada
perubahan warna yang terjadi pada sampel
2.
Enzim yang dipelajari pada praktikum ini tergolong enzim
polypenol oxidase
3.
Percoban ketiga dan keempat perlu memperhatikan ukuran
tetesan. Karena, pada percobaan tersebut baik konsentrasi enzim ataupun
substrat perlu diawasi agar tinggi rendahnya penambahan konsentrasi dapat
diketahui
4.
Agar hasil dari enzim yang ditambahkan tidak berbeda
5.
Peran aquadest, tripsin, feniltiourea, dan Pb-nitrat pada
percobaan ini adalah sebagai pelarut yang berfungsi untuk mengetahui pengaruh
inhibitor terhadap enzim.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar