Enzim merupakan senyawa yang dibentuk oleh organisme. Enzim pencernaan banyak terdapat dalam sel-sel tubuh. Enzim merupakan zat yang membantu semua kegiatan yang dilakukan sel. Menurut Syamsuri metabolisme sangat bergantung pada enzim. Enzim berperan sebagai pemercepat reaksi metabolisme di dalam tubuh mahkluk hidup, tetapi enzim tidak ikut bereaksi. Enzim adalah katalis yang terbuat dari protein dan dihasilkan oleh sel. Enzim mempunyai sifat spesifik yaitu hanya mengatalisis reaksi kimia tertentu. Sebagai contoh enzim katalase yang hanya menguraikan H2O2 menjadi H2O dan O2 dengan reaksi sebagai berikut :

2H2O2 -> 2H2O + O2Enzim katalase merupakan jenis enzim yang karbon-nitrogen, sehingga

dinamai dengan enzim desmolase. Proses pemecahan senyawa racun oleh hati disebut proses detoksifikasi. Tetapi karena enzim katalase terdapat disemua organel, maka peneliti ingin mencoba membuktikan bahwa enzim katalase tersebut tidak hanya terdapat di dalam organ hati.Dalam penelitian ini peneliti menggunakan hidrogen peroksida (H2O2) sebagai substrat. Karena, H2O2 dimanfaatkan oleh enzim katalase untuk mengoksidasi substrat lain (fenol, asam format, formaldehida, dan alkohol). Reaksi oksidasi ini berperan untuk mendetoksifikasi bermacam-macam molekul racun dalam darah.

ENZIM KATALASEEnzim sangat berperan penting dalam tubuh, seperti halnya dengan enzim katalase. Enzim ini merupakan enzim yang mengandung empat gugus heme, pada tulang, membran mukosa, ginjal dan hati. Enzim katalase adalah salah satu jenis enzim yang umum ditemui di dalam sel-sel makhluk hidup. Enzim katalase merupakan enzim yang dapat menguraikan senyawa yang berbahaya menjadi senyawa yang sama sekali tidak berbahaya bagi tubuh. Enzim ini berperan menghancurkan hydrogen peroksida (H2O2), yaitu suatu senyawa beracun dalam tubuh yang terbentuk pada proses pencernaan makananyang dihasilkan dari aktivitas enzim oksidase. Enzim ini bekerja secara aktif dalam tubuh dan aktifitas kerjanya dapat ditemukan pada mitokondria, sitoplasma serta peroksosom. Enzim yang mengandung empat gugus ini juga memiliki empat rantai polypeptide yang masing-masing bagian terdiri atas 500 lebih senyawa asam amino. Heme yang terdapat pada enzim katalase juga terbentuk dari sebuah cincin protoporphyrin dan mengandung atom besi tunggal. Adapun berat molekul yang terdapat pada enzim ini adalah 118.054,25 gram/mol.

Keberadaan H2O2 pertama kali dideteksi pada kultur Pneumococcus, sebuah organisme yang tidak memproduksi katalase dan sedikit sensitif terhadap peroksida. Organisme yang tidak memproduksi katalase dilindungi oleh penanaman dengan jaringan hewan atau tumbuhan atau organisme lain yang mempunyai kemampuan memproduksi enzim. Katalase diproduksi oleh beberapa bakteri. Beberapa bakteri diantaranya memproduksi katalase lebih

banyak daripada yang lain. Ini ditunjukkan dengan jumlah yang banyak pada bakteri aerob. Sedangkan enzim tidak diproduksi oleh bakteri anaerob obligat karena mereka tidak memerlukan enzim tidak diproduksi oleh bakteri anaerob obligat karena mereka tidak memerlukan enzim tersebut.Bakteri katalase positif seperti S. Aureus bisa menghasilkan gelembung-gelembung oksigen karena adanya pemecahan H2O2 (hidrogen peroksida) oleh enzim katalase yang dihasilkan oleh bakteri itu sendiri. Hidrogen peroksida ditemukan oleh Louis Jacquea Thenard pada tahun 1818. Komponen H2O2 ini merupakan salah satu hasil respirasi aerobik bakteri, misalnya S. Aureus, dimana hasil respirasi tersebut justru dapat menghambat pertumbuhan bakteri karena bersifat toksik bagi bakteri itu sendiri. Oleh karena itu,komponen ini harus segera dipecah agar tidak bersifat toksik lagi.

Apabila H2O2 tidak diuraikan dengan enzim ini, maka akan menyebabkan kematian pada sel-sel. 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 temperature terlihat sangat jelas, karena dapat merusak enzim dan membuatnya terdenaturasi seperti protein kebanyakan.

Enzim katalase termasuk enzim hidroperoksidase, yang melindungi tubuh terhadap senyawa-senyawa peroksida yang berbahaya. Penumpukan senyawa peroksida dapat menghasilkan radikal bebas, yang selanjutnya akan merusak membrane sel dan kemungkinan menimbulkan penyakit kanker serta arterosklerosis. Enzim Katalase memiliki kemampuan untuk inaktivasi hydrogen peroksida. Senyawa H2O2 dihasilkan oleh aktivitas enzim oksidase. H2O2 berpotensi membentuk radikal karena membentuk OH- .

KARAKTERISTIK ENZIM1. Enzim katalase dapat bekerja optimal pada pH netral (7) sampai pH basa

lemah2. Suhu optimal agar enzim katalase dapat bekerja dengan baik adalah pada

suhu ruangan (25-300C)3. Konsentrasi hati ayam dan larutan H2O2 sangat berpengaruh terhadap kerja

enzim katalase.4. Enzim katalase dapat ditemukan di darah, sumsum tulang, membrane

mukosa, ginjal dan hati.5. Pada Sel Tumbuhan, Enzim katalase terdapat pada peroksisome

Peroksisome Mengandung berbagai macam enzim oksidatif.6. 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.

SUMBER ENZIMEnzim katalase merupakan enzim yang berada pada sel hewan sel hati, juga

banyak terdapat dalam sel mukosa, darah, sumsum tulang, dan ginjal. Bagian organel sel dari jaringan tersebut yang memiliki dua fungsi sekaligus yaitu untuk menghasilkan dan untuk menghancurkan hydrogen peroksida adalah enzim peroksisom. Enzim ini berperan menghancurkan hydrogen peroksida yang dihasilkan dari aktivitas enzim oksidase. Enzin katalase terdapat hampir di semua makhluk hidup. Enzim ini diproduksi oleh sel di bagian badan mikro, yaitu Perioksisom Bagi sel, enzim ini adalah bodyguard yang melindungi bagian dalam sel dari kondisi oksidatif yang bagi kebanyakan orgnisme ekuivalen dengan kerusakan. Peroksisom ditemukan pada semua sel eukariota. Di dalam organel, terdapat peroksisom yang mampu menghasilkan enzim katalase. Enzim katalase adalah sebuah enzim yang terdapat di dalam semua organel, tetapi dalam jumlah yang berbeda. 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. Di dalam tanaman, enzim katalase dihasilkan oleh organel peroksisom. Sehingga isolasi enzim katalase di tanaman, banyak dilakukan dengan mengambil bagian batan atau daun yang telah dewasa dan memiliki peroksisom. Adapun di dalam tubuh manusia dan hewan, enzim katalase dapat diisolasi dari organ hati (hepar). Enzim katalase mampu melakukan proses oksidasi terhadap bahan toksik di dalam sel.

Enzim tersebut berfungsi untuk menetralisir racun. Enzim katalase ini pada umumnya terdapat di dalam hati, karena berdasarkan fungsinya, hati termasuk sebagai alat ekskresi, hati membantu fungsi ginjal dengan cara memecah beberapa senyawa yang bersifat racun dan menghasilkan amonia, urea, dan asam urat dengan memanfaatkan nitrogen dari asam amino.

AKTIVITAS ENZIM1. Aktivitas peroksidase, mengoksidasi senyawa yang analog dengan substrat2. Aktivitas katalase, enzim ini mampu menggunakan satu molekul

H2O2 sebagai substrat atau donor electron dan molekul H2O2 yang lain sebagai oksidan atau akseptor electron.

FUNGSI ENZIMSeteperti telah dijelaskan sebelumnya, enzim katalase ini berperan dalam

mengurai senyawa peroksida yang ada di dalam tubuh. Lebih detil, senyawa tersebut bernama Hidrogen Peroksida atau H2O2. Ia merupakan hasil peranapasan dan terdapat di dalam sel-sel organisme. Kegunaan enzim katalase adalah menguraikan Hidogen Peroksida ( H2O2 ) bila tidak segera diuraikan, senyawa ini akan bersifat racun dan merusak sel itu sendiri. Dengan adanya

enzim katalase, senyawa Hidrogen Peroksida ( H2O2 ) dapat diuraikan menjadi air ( H2O ) dan oksigen ( O2 ) yang tidak berbahaya. H2O2 ini harus dibuang. Pada posisi inilah enzim katalase dibutuhkan. Enzim ini akan melakukan serangkaian proses yang mengurai H2O2 menjadi oksigen dan juga air. Pada kondisi tertentu, organisme utamanya manusia bisa saja kekurangan enzim katalase. Kondisi akan akan membawa sejumlah kerugian terutama yang berkaitan dengan organ yang banyak menyimpan enzim katalase. Kondisi kurangnya enzim ini akan memicu sejumlah penyakit antara lain: Akatalasia, yakni penyakit dimana seseorang mengalami kelainan pada

darahnya sehingga gusi dan bagian mulutnya mudah terluka. Gejala ini akan muncul semakin sering setelah masa pubertas tiba. Penyakit ini diturunkan secara genetis.

Penyakit Vitiligo yakni sejenis penyakit kulit yang gejalanya muncul berupa bercak putih di beberapa bagian kulit tubuh. Hal ini merupakan indikasi H2O2 di dalam tubuh tidak sebanding dengan enzim katalase.

Rambut beruban. Gejala ini disebabkan melimpahnya H2O2 dan kurangnya enzim katalase yang pada akhirnya menghambat produksi melamin yakni pigmen yang menjadi pewarna alamiah rambut manusia.

CARA KERJA ENZIMCara kerja yang dilakukan enzim katalase adalah sebagai berikut bahwa

molekul selalu bergerak dan saling bertumbukan satu sama lainnya. Jika ada molekul substrat menumbuk molekul enzim yang tepat makaakan menempel pada enzim. Tempat menempelnya molekul substrat tersebut disebut dengan sisi aktif. Kemudian terjadi reaksi dan terbentuk molekul produk.

Senyawa peroksida ini kemudian di uraikan menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang tidak berbahaya. Enzim katalase mempercepat reaksi penguraian peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2). Penguraian peroksida (H2O) ditandai dengan timbulnya gelembung. Bentuk reaksi kimianya adalah: H2O → H2O + O2 .Teori gembok - anak kunci Sisi aktif enzim mempunyai bentuk tertentu yang hanya sesuai untuk satu jenis substrat saja. Entuk substrat sesuai dengan sisi aktif, seperti gembok cocok dengan anak kuncinya. Hal itu menyebabkan enzim bekerja secara spesifik. Substrat yang mempunyai bentuk ruang yang sesuai dengan sisi aktif enzim akan berikatan dan membentuk kompleks transisi enzim-substrat. Senyawa transisi ini tidak stabil sehingga pembentukan produk berlangsung dengan sendirinya. Jika enzim mengalami denaturasi (rusak) karena panas, bentuk sisi aktif berubah sehingga substrat tidak sesuai lagi. Perubahan pH juga mempunyai pengaruh yang sama.

HIDROGEN PEROKSIDAHidrogen peroksida dengan rumus kimia H2O2ditemukan oleh Louis Jacques Thenard di tahun 1818. Senyawa ini merupakan bahan kimia anorganik yang memiliki sifat oksidator kuat. Bahan baku pembuatan hidrogen peroksida adalah gas hidrogen

(H2) dan gas oksigen (O2). Teknologi yang banyak digunakan di dalam industri hidrogen peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone. H2O2 tidak berwarna, berbau khas agak keasaman, dan larut dengan baik dalam air. Dalam kondisi normal (kondisi ambient), hidrogen peroksida sangat stabil dengan laju dekomposisi kira-kira kurang dari 1% per tahun. Mayoritas pengunaan hidrogen peroksida adalah dengan memanfaatkan dan merekayasa reaksi dekomposisinya, yang intinya menghasilkan oksigen. Pada tahap produksi hidrogen peroksida, bahan stabilizer kimia biasanya ditambahkan dengan maksud untuk menghambat laju dekomposisinya. Termasuk dekomposisi yang terjadi selama produk hidrogen peroksida dalam penyimpanan. Selain menghasilkan oksigen, reaksi dekomposisi hidrogen peroksida juga menghasilkan air (H2O) dan panas. Hidrogen peroksida (H2O2) dimanfaatkan oleh enzim katalase untuk menguraikan atau mengoksidasi substrat lain, seperti fenol, asam fomat, formal dehid, dan alcohol. Reaksi oksidasi ini berperan untuk mendetoksifikasi bermacam-macam molekul racun dalam darah. Salah satu fungsi penting dari reaksi oksidatif yang dilakukan di peroksisom adalah pemecahan molekul-molekul asam lemak dalam proses yang disebut beta-oksidasi. Oksidasi asam lemak diikuti pembentukan H2O2 yang berasal dari oksigen. H2O2akan diuraikan oleh katalase dengan cara diubah menjadi molekul H2O atau dioksidasi oleh senyawa lain.

Hal ini dapat dibuktikan dengan percobaan. Percobaan ini bertujuan untuk melihat aktivitas enzim katalase dilakukan dengan 3 metode berdasarkan faktor yang dapat mempengaruhi kerja enzim yaitu PENGARUH PADA SUHU, PENGARUH PADA pH dan PENGARUH BERBAGAI MACAM SUBSTRAT terhadap aktivitas enzim Katalase dengan bahan dasar menggunakan kentang, hati dan, jantung ayam, buah nanas dan pepaya.

Yang terjadi pada ekstrak saat diberi perlakuan adalah sebagai berikut :1. PENGARUH SUHUEnzim menjadi rusak bila suhunya terlalu tinggi atau rendah. Protein akan mengental atau mengalami koagulasi bila suhunya terlalu tinggi (panas). Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Kenaikan suhu dapat menyebabkan denaturasi. Apabila terjadi proses denaturasi, maka bagian aktif enzim menjadi

berkurang dan kecepatan reaksinya pun menurun. (Anna Poedjiadi, 2005)

a. Tabung 1 : 2H2O2 → 2H2O + O2Kentang (Inkubasi pada suhu dingin) + H2O2 = 3,5 cm

Suhu yang terlalu tinggi membuat enzim katalase menjadi rusak sehingga struktur dan fungsinya berubah. Hal tersebut dikarenakan kerja enzim katalase yang terdapat di dalam hati berjalan lambat pada suhu yang terlalu rendah, sehingga H2O2 yang bereaksi dengan enzim katalase terhambat.

b. Tabung 2 : 2H2O2 → 2H2O + O2Kentang (Inkubasi pada suhu panas) + H2O2 = 2 cm

Suhu yang terlalu rendah akan me-non-aktifkan enzim katalase.

c. Tabung 3Kentang (Suhu Kamar) + H2O2 = 4,5 cm

Pada tabung reaksi yang berisi kentang dan larutan H₂O₂ terjadi reaksi kimia, hal ini dikarenakan enzim katalase terdapat pada kentang, sehingga dapat mengubah H₂O₂ menjadi H₂O dan O₂, ini juga ditunjukkan dengan adanya gelembung udara pada tabung reaksi. Enzim bekerja dengan baik pada pH optimum. Keadaan asam dan basa yang terlalu tinggi menghambat aktivitas enzim.

2. PENGARUH PADA pHEnzim menjadi nonaktif jika diperlakukan pada asam dan basa yang sangat kuat. Sebagian besar enzim bekerja paling efektif pada kisaran pH lingkungan yang sedikit sempit (pH = 7). Diluar pH optimal, kenaikan atau penurunan pH menyebabkan penurunan aktivitas enzim dengan cepat.

a. Tabung 1 : HCl + 2H2O2 → 2H2O + 2O2 + HCl Hati Ayam + HCL 0,1 N + H2O2 = 4cm

Pada percobaan tabung pertama, menggunakan tambahan HCL yang dimaksudkan agar keaadaan hati menjadi terlalu asam, yang teejadi menghasilkan lebih banyak gelembung. Secara LITERATUR seharusnya gelembung yang dihasilkan dalam keadaan asam akan menghasilkan sedikit gelembung karena membuktikan bahwa dalam bekerja hati tidak dapat mengubah secara sempurna dari H2O2 menjadi H2O (air) dan tidak timbul nyala api itu berarti tidak adanya penguraian dari H2O2 menjadi O2. Dan membuktikan bahwa pada keadaan yang terlalu asam yaitu dengan ditambahnya HCL enzim tidak dapat bekerja secara optimal.

b. Tabung 1 : NaOH + 2H2O2 → 2H2O + 2O2 + NaOH Hati Ayam + NaOH 0,1 N + H2O2 =3,5cm

Pada percobaan tabung ke dua kali ini Hati ayam yang telah dilarutkan dengan NaOH ditambah dengan H2O2. Penambahan NaOH disini dimaksudkan untuk

membuat Hati dalam keadaan terlalu basa. Kemudian ditambah H2O2 ternyata terbentuk gelembung udara yang sedang, itu membuktikan bahwa tidak terjadi penguraian yang sempurna dari H2O2 menjadi H2O (air). NaOH memperlambat reaksi perubahan hidrogen peroksida karena NaOH bersifat basa. Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja secara optimal dalam kondisi yang terlalu basa.

c. Tabung 1 : H2O + 2H2O2 → 2H2O + O2Hati Ayam + Aquadest + H2O2 =5 cm

Saat hati ayam yang telah dilarutkan dengan H2O diberi H2O2 terjadi gelembung-gelembung udara yang banyak. Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase yang terdapat di dalam hati ayam mengubah H2O2 menjadi H2O ( air ). Hal ini membuktikan bahwa H2O2 juga diuraikan menjadi oksigen ( O¬2 ). Dan itu membuktikan bahwa di dalam hati mengandung enzim katalase. Dalam percobaan hati + H2O2 terjadi kejadian gelembung yang sangat banyak karena di dalam hati mengandung enzim katalase yang berguna untuk menetralkan racun.

3. PENGARUH PADA BERBAGAI MACAM SAMPEL

a. Tabung 1 Nanas + H2O2 = 4 cm

b. Tabung 2Pepaya + H2O2 = 2 cm

c. Tabung 3Hati Ayam + H2O2 = 3 cm

Saat hati ayam yang telah dilarutkan dengan H2O diberi H2O2 terjadi gelembung-gelembung udara yang banyak.  Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase yang terdapat di dalam hati ayam mengubah H2O2 menjadi H2O (air). Hal ini membuktikan bahwa H2O2  juga diuraikan menjadi oksigen (O¬2). Dan itu membuktikan bahwa di dalam hati mengandung enzim katalase. Dalam percobaan hati + H2O2 terjadi kejadian gelembung yang sangat banyak karena di dalam hati mengandung enzim katalase yang berguna untuk menetralkan racun.

d. Tabung 4Jantung Ayam + H2O2 = 2 cm

Jantung ayam saat ditetesi dengan H2O2, pada percobaaan pertama dan kedua keadaan gelembung yang dihasilkan sedang. Hal tersebut dikarenakan H2O2 bereaksi dengan enzim katalase yang terdapat di dalam hati, dibuktikan dengan adanya gelembung dan nyala bara api yang ditimbulkan. Sehingga enzim katalase juga terdapat di dalam organ jantung.

e. Tabung 5Pasir + H2O2 = 0 cm

Kesalahan Yang Mungkin Terjadi Dalam Praktikum :

Pendinginan dan Pemanasan yang kurang maksimum sehingga menyebabkan enzim masih bisa untuk bereaksi dengan H2O2

KESIMPULANDari percobaan yang telah kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa enzim katalase berperan dalam penguraian racun dari hidrogen peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2), dimana kerjanya dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti pH dan suhu. Enzim katalase bekerja secara maksimal pada pH netral dan bekerja kurang maksimal pada pH asam ataupun basa. Enzim katalase bekerja secara maksimal pada suhu normal dan mengalami kerusakan pada suhu yang tinggi.

DAPUS Anonim. 2009. Kepel. http://id.wikipedia.org. 11 November 2010. Mulia, I. 2007. Enzim. http://metabolismelink.freehostia.com. 11 November

2010. Page,D.S. 1989. Prinsip – prinsip biokimia. Edisi ke – 2. Erlangga. Jakarta. Poedjiadi, A. 2006. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: UI Press. Girindra. A. 1986. Enzim dalam Biokimia 1. Jakarta: Gramedia.