enzim

6
Beberapa reaksi kimia dalam tubuh mahluk hidup terjadi sangat cepat. Hal ini terjadi karena adanya suatu zat yang membantu proses tersebut. Bila zat ini tidak ada ada maka proses – proses tersebut akan terjadi lambat atau tidak berlangsung sama sekali. Zat tersebut dikenal dengan nama fermen atau enzim. Enzim berasal dari kata in + zyme yang berarti sesuatu didalam ragi.Berdasarkan penelitian maka dapat disimpulkan bahwa enzim adalah suatu protein yang berupa molekul – molekul besar, yang berat molekulnya adalah ribuan. Sebagai contoh adalah enzim katalase berat molekulnya 248.000 sedang enzim urese beratnya adalah 438.000.Pada enzim terdapat bagian protein yang tidak tahan panas yaitu disebut dengan apoenzim, sedangkan bagian yang bukan protein adalah bagian yang aktif dan diberi nama gugus prostetik, biasanya berupa logam seperti besi, tembaga , seng atau suatu bahan senyawa organic yang mengandung logam. Apoenzim dan gugus prostetik merupakan suatu kesatuanyang disebut holoenzim, tetapi ada juga bagian enzim yang apoenzim dan gugus prospetiknya tidak menyatu. Contoh koenzim adalah vitamin atau bagian vitamin (misalnya : vitamin B1, B2, B6, niasin dan biotin). Enzim adalah substansi yang dihasilkan oleh sel-sel hidup dan berperan sebagai katalisator pada reaksi kimia yang berlangsung dalam organisme. Katalisator adalah substansi yang mempercepat reaksi tetapi pada hasil reaksi, substansi tersebut tidak berubah. Enzim mempunyai ciri dimana kerjanya dipengaruhi oleh lingkungan. Salah satu lingkungan yang berpengaruh terhadap kerja enzim adalah pH. pH optimal enzim adalah sekitar pH 7 (netral) dan jika medium menjadi sangat asam atau sangat alkalis enzim mengalami inaktivasi. Ada beberapa faktor untuk menentukan aktivitas enzim berdasarkan efek katalisnya yaitu persamaan reaksi yang dikatalis, kebutuhan kofaktor, pengaruh konsentrasi substrat dan kofaktor, pH optimal, daerah temperatur, dan penentuan berkurangnya substrat atau bertambahnya hasil reaksi. Penentuan ini biasa dilakukan di pH optimal dengan konsentrasi substrat dan kofaktor berlebih, menjadikan laju reaksi yang terjadi merupakan tingkat ke 0 (zero order reaction) terhadap substrat. Pengamatan reaksinya dengan berbagai cara kimia atau spektrofotometri. Ada dua teori tentang mekanisme pengikatan

Upload: nana

Post on 07-Nov-2015

213 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Beberapa reaksi kimia dalam tubuh mahluk hidup terjadi sangat cepat. Hal ini terjadi karena adanya suatu zat yang membantu proses tersebut. Bila zat ini tidak ada ada maka proses proses tersebut akan terjadi lambat atau tidak berlangsung sama sekali. Zat tersebut dikenal dengan nama fermen atau enzim.

Enzim berasal dari kata in + zyme yang berarti sesuatu didalam ragi.Berdasarkan penelitian maka dapat disimpulkan bahwa enzim adalah suatu protein yang berupa molekul molekul besar, yang berat molekulnya adalah ribuan. Sebagai contoh adalah enzim katalase berat molekulnya 248.000 sedang enzim urese beratnya adalah 438.000.Pada enzim terdapat bagian protein yang tidak tahan panas yaitu disebut dengan apoenzim, sedangkan bagian yang bukan protein adalah bagian yang aktif dan diberi nama gugus prostetik, biasanya berupa logam seperti besi, tembaga , seng atau suatu bahan senyawa organic yang mengandung logam. Apoenzim dan gugus prostetik merupakan suatu kesatuanyang disebut holoenzim, tetapi ada juga bagian enzim yang apoenzim dan gugus prospetiknya tidak menyatu. Contoh koenzim adalah vitamin atau bagian vitamin (misalnya : vitamin B1, B2, B6, niasin dan biotin).

Enzim adalah substansi yang dihasilkan oleh sel-sel hidup dan berperan sebagai katalisator pada reaksi kimia yang berlangsung dalam organisme. Katalisator adalah substansi yang mempercepat reaksi tetapi pada hasil reaksi, substansi tersebut tidak berubah. Enzim mempunyai ciri dimana kerjanya dipengaruhi oleh lingkungan. Salah satu lingkungan yang berpengaruh terhadap kerja enzim adalah pH. pH optimal enzim adalah sekitar pH 7 (netral) dan jika medium menjadi sangat asam atau sangat alkalis enzim mengalami inaktivasi. Ada beberapa faktor untuk menentukan aktivitas enzim berdasarkan efek katalisnya yaitu persamaan reaksi yang dikatalis, kebutuhan kofaktor, pengaruh konsentrasi substrat dan kofaktor, pH optimal, daerah temperatur, dan penentuan berkurangnya substrat atau bertambahnya hasil reaksi. Penentuan ini biasa dilakukan di pH optimal dengan konsentrasi substrat dan kofaktor berlebih, menjadikan laju reaksi yang terjadi merupakan tingkat ke 0 (zero order reaction) terhadap substrat. Pengamatan reaksinya dengan berbagai cara kimia atau spektrofotometri. Ada dua teori tentang mekanisme pengikatan substrat oleh enzim, yaitu teori kunci dan anak kunci (lock and key) dan teori induced fit. Salah satu enzim yang diperlukan untuk pertumbuhan adalah amilase. Amilase dapat diartikan sebagai segolongan enzim yang merombak pati, glikogen, dan polisakarida yang lain. Tumbuhan mengandung dan amilase; hewan memiliki hanya amilase, dijumpai dalam cairan pankreas dan juga (pada manusia dan beberapa spesies lain) dalam ludah. Amilase memotong rantai polisakarida yang panjang, menghasilkan campuran glukosa dan maltosa. Amilosa merupakan polisakarida yang terdiri dari 100-1000 molekul glukosa yang saling berikatan membentuk rantai lurus. Dalam air, amilosa bereaksi dengan iodine memberikan warna biru yang khas . Pada manusia, amilase pada ludah dan pankreas berguna dalam hidrolisis pati yang terkandung dalam makanan ke dalam bentuk aligosakarida, di mana dalam perubahan tersebut dapat dihidrolisis oleh disakarida atau trisakarida dalam jumlah kecil. Contohnya, amilase pada mamalia memiliki pH optimum 6-7, bergantung pada ada atau tidaknya ion halogen.Sumber enzim Amilase (alfa, beta dan glukoamilase) merupakan enzim yang penting dalam bidang pangan dan bioteknologi. Amilase dapat diperoleh dari berbagai sumber seperti tanaman, binatang dan mikroorganisme. saat ini sejumlah enzim amilase telah diproduksi secara komersial. Penggunaan mikrobia dianggap lebih prosepektif karena mudah tumbuh, cepat menghasilkan dan kondisi lingkungan dapat dikendalikan. Produksi enzim amilase dapat menggunakan berbagai sumber karbon. Contoh-contoh sumber karbon yang murah adalah sekam, molase, tepung jagung, jagung, limbah tapioka dan sebagainya. Jika digunakan limbah sebagai substrat, maka limbah tadi dapat diperkaya nutrisinya untuk mengoptimalkan produksi enzim. Sumber karbon yang dapat digunakan sebagai suplemen antara laian: pati, sukrosa, laktosa, maltosa, dekstyrosa, fruktosa, dan glukosa. Sumber nitrogen sebagai suplemen antara lain: pepton, tripton, ekstrak daging, ekstrak khamir, amonium sulfat, tepung kedelai, urea dan natrium nitrat.

Sumber enzim kasar dapat diukur aktivitas enzimnya dengan cara campur enzim dengan larutan soluble starch 1% dalam bufer sodium asetat 0,1 M (pH 6,0) pada suhu 50 C selama 5 menit. Ukur glukosa yang dihasilkan. Satu unit aktivitas dijabarkan sebagai jumlah enzim yang memberikan 1 mg glukosa per menit pada 50 C.

Perwarna menjadi bening kembali pada suhu 0 C memerlukan waktu yang sangat lama karena enzim bekerja lambat dalam reaksi ini. Aktivitas enzim pada suhu 100 C, hampir sama pada suhu kamar dan es. Hal ini disebabkan karena enzim tidak mampu bekerja pada suhu tersebut yang diakibatkan oleh terdenaturasinya enzim padasuhu yang tinggi. Tingginya temperatur dapat menyebabkan pecahnya ikatan hidrogen dan ikatan kovalen yang membuat konformasi protein, dalam hal ini adalah enzim,sehingga sisi aktifnya menjadi berjauhan letaknya. Hal tersebut menyebabkankonsentrasi efektif enzim menjadi berkurang atau dengan kata lain aktivitas enzim menjadi lambat. Waktu yang tercepat bagi enzim untuk menghidrolisis pati adalah pada suhu 36 C, yaitu suhu optimumnya.

Gaman, P.M & K.B. Sherrington. 1994. Ilmu Pangan, Pengantar Ilmu Pangan, Nutrisi dan Mikrobiologi. Universitas Gadjah Mada Press: Yogyakarta. Wirahadikusumah, M. 1989. Biokimia Protein, Enzim, dan Asam Nukleat. Institut Teknologi Bandung: Bandung. Kartasapoetra, A.G. 1994. Teknologi Penanganan Pasca Panen. Rineka Cipta: Jakarta. Pujiyanti, Sri. 2007. Menjelajah Dunia Biologi. Platinum: Jakarta.

1. Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim Pada suhu sangat rendah, aktivitas enzim dapat terhenti secara reversible. Kenaikan suhu lingkungan akan meningkatkan energi kinetik enzim dan frekuensi tumbukan antara molekul enzim dan substrat, sehingga enzim menjadi aktif. Pada suhu dimana enzim masih aktif, umumnya kenaikan suhu 100C menyebabkan kecepatan reaksi enzimatis bertambah 1,1 hingga 3,0 kali lebih besar. Pada suhu optimum, kecepatan reaksi enzimatis berlangsung maksimal. Bila suhu ditingkatkan terus, maka enzim akan mengalami denaturasi, sehingga aktivitas katalitiknya terhenti. Sebagian besar enzim memiliki suhu optimum 300C sampai 400C dan mengalami denaturasi secara irreversible pada pemanasan di atas suhu 600C.

2. Pengaruh pH Terhadap aktivitas enzim Enzim bekerja pada kisaran pH tertentu dan umumnya tergantung pada pH lingkungan. Enzim menunjukkan aktivitas maksimal pada pH optimum, umumnya antara pH 6-0,8. Jika pH rendah atau tingggi, maka dapat menyebabkan enzim mengalami denaturasi, sehingga menurunkan aktivitasnya. Terjadinya penurunan aktivitas enzim dapat dilihat dari hasil hidrolisis substrat yang dikatalisis.

3. Pengaruh Konsentrasi enzim terhadap aktivitas enzim Pada konsentrasi substrat tertentu, bertambahnya konsentrasi enzim secara bertingkat akan menaikkan kecepatan reaksi enzimatis. Dengan kata lain, semakin besar volume atau konsentrasi enzim, semakin tinggi pula aktivitas enzim dalam memecah substrat yang dikatalisis. Hal ini dapat dilihat dari perbedaan warna yang terjadi melalui uji iodium.

4. Pengaruh Subtrat terhadap aktivitas enzim Pada konsetrasi enzim yang tetap, penambahan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan reaksi enzimatis sampai mencapai kecepatan maksimum yang tetap. Penambahan substrat setelah kecepatan maksimum tidak berpengaruh lagi, sebab telah melampaui titik jenuh enzim.

Berdasarkan data hasil pengamatan, perubahan absorbansi per menit yang diperoleh dari absorbansi larutan blanko dan absorbansi larutan uji dapat dilihat dari kurva disamping. Adapun kurva hasil percobaan memperlihatkan laju reaksi dari enzim semakin cepat seiring bertambahnya suhu ini terlihat pada kenaikan suhu dari 4oC hingga 37oC namun ketika suhu mengalami kenaikan hingga 60oC terjadi penurunan laju reaksi. Kedua keadaan ini diakibatkan oleh benturan antara enzim dan substrat. Pada keadaan pertama yaitu 4oC hingga 37oC, telihat peningkatan laju reaksi akibat adanya gerak termodinamik yang secara perlahan membentuk produk dan pada titik optimum ( suhu optimum ) yaitu 37oC dapat dikatakan membentuk secara sempurna karena enzim amylase yang merupakan enzim yang terdapat tubuh memilki suhu optimum 37oC. pada keadaan kedua yaitu suhu mengalami kenaikan hingga 60oC, pada keadaan ini perbenturan antara enzim dan substrat terus berlangsung namun keadaan ini tidak menambah laju reaksi namun mengurangi laju reaksi ini disebabkan karena enzim mengalami denaturasi sehingga bangun tiga dimensinya berubah secara bertahap. Jika suhu jauh lebih tinggi dari suhu optimum, maka makin besar deformasi struktur tiga dimensi tersebut dan makin sukar bagi substrat untuk menempati secara tepat di bagian aktif molekul enzim. Akibatnya, kompleks E-S akan sukar terbentuk, sehingga produk juga makin sedikit dan ini terlihat ( Mohamad Sadikin, 2002 ) dari kurva laju reaksi yang semakin menurun. Dari kurva terlihat bahwa pada suhu 100 oC terjadi kenaikan nilai absorbansi, sehingga didapatkan kurva yang tidak sesuai teori. Hal ini disebabkan telalu lamanya tabung reaksi berada di luar penangas, sehingga diperkirakan suhu dalam tabung berada di bawah 100 oC pada saat pencampuran sehingga tumbukan antara enzim dan substrat mengalami penurun dan mendekati suhu optimum sehingga menghasilkan laju reaksi yang menurun.

Konsentrasi enzim mempengaruhi kecepatan reaksi enzimatik. Pengaruh konsentrasi enzim ini yaitu pembentukan produk, dimana makin besar konsentrasi enzim makin banyak pula produk yang dihasilkan sehingga dapat dinyatakan bahwa laju reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi enzim. Pada percobaan pengaruh konsentrasi enzim ini, konsentrasi enzim amylase dari air liur yang berbeda-beda didapatkan dari pengenceran larutan air liur. Larutan air liur diencerkan menjadi 100x, 200x, 300x, 400x dan konsentrasi yang di dapat yaitu 0,01; 0,005;0,0025; dan 0,0017. Dari konsentrasi ini sebelum praktikum kita dapat memprediksikan jika laju reaksi akan mencapai titik tertinggi pada konsentrasi 0,01 dan titik terendah pada konsentrasi 0,0017. Dari hasil percobaan pengaruh konsentrasi enzim terlihat pada pergerakan laju reaksi dari 0,0017 hingga 0,0025 dimana laju reaksi semakin meningkat, namun kondisi ini ini terus menurun pada konsentrasi 0,0025 hingga konsentrasi 0,01. Kondisi ini terlihat dari kurva di samping kanan. Keadaan ini tidak dapat membuktikan teori yang menyebutkan Hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi enzim ternyata berbanding lurus. Jadi, makin besar konsentrasi enzim, maka makin cepat laju reaksi yang tertera pada kurva ( Mohamad Sadikin, 2002). Kurva yang berbeda pada hasil percobaan dikarenakan adanya kesalahan dalam prosedur kerja. Kesalahan dalam prosedur kerja ini yaitu ketidaktelitian dalam pengenceran. Pengenceran yang dimaksud adalah ketika mengencerkan air liur dari 100x menjadi 200x dan seterusnya.