LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA

Nama Percobaan : E 3. Pengaruh Aktivator dan Inhibitor pada Reaksi Enzimatik

Hari / Tanggal Percobaan : Rabu, 5 November 2014

Kelompok : D (Golongan P)

Nama Mahasiswa : 1. Suwandi Wonowijaya (2443013128)

2. Yetik Oktavia (2443013298)

3. Inka Arum (2443013092)

4. Yuni tungga (2443013306)

5. Andarvina (2443013104)

I. Tujuan Percobaan

Mengetahui dan memahami pengaruh penambahan aktivator dan inhibitor terhadap reaksi

enzimatik pada umumnya, khususnya terhadap reaksi enzimatik amilase dan pati.

II. Dasar Teori

Beberapa reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup terjadi sangat cepat. Hal ini terjadi

karena adanya suatu zat yang membantu proses tersebut. Bila zat ini tidak ada, maka proses-

proses tersebut berjalan lambat atau bahkan tidak berlangsung sama sekali. Zat tersebut

dikenal dengan nama fermen atau enzim (Janice, 2003).

Di dalam tubuh makhluk hidup, berbagai enzim dibentuk dalam keadaan tidak aktif dan

diberi nama zimogen. Untuk mengaktifkannya harus dibantu oleh suatu aktivator sehingga

fungsional. sebagai contoh, pada sistem pencernaan, tripsinogen harus diaktifkan terlebih

dahulu oleh enterokinase (suatu aktivator yang dihasilkan oleh dinding usus halus) manjadi

tripsin yang kemudian dapat melakukan pemecahan protein (Janice, 2003).

Enzim adalah protein yang pada hakekatnya mengkatalisis semua reaksi biokimia. Enzim

ini berubah menjadi sangat khas, seperti misalnya terhadap jenis reaksi yang dikatalisisnya

dan bahkan tempat pada substrat khusus dimana enzim itu dapat berfungsi. Enzim memulai

kegiatan dengan membentuk suatu kompleks dengan substratnya. Kompleks enzima-substrat

dapat digabung menjadi satu oleh tarikan van der Waals dan tarikan elektrostatik oleh ikatan

hidrogen, atau yang kurang umum oleh pembentukan ikatan kovalen. Kompleks terbentuk

pada sisi aktif dari enzim. Tempat ini juga merupakan daerah enzim yang memacu reaksi

yang khas. Sisi aktif itu harus memiliki atom dan konfigurasi yang tepat, baik untuk mengikat

maupun untuk mengkatalisis (Pine, dkk., 1988).

Enzim, seperti protein lain, mempunyai berat molekul yang berkisar dari kira-kira 12.000

sampai lebih dari 1 juta. Oleh karena itu, enzim berukuran amat besar dibandingkan dengan

substrat atau gugus fungsional targetnya. Beberapa enzim hanya terdiri dari polipeptida dan

tidak mengandung gugus kimiawi selain residu asam amino. Akan tetapi enzim lain

memerlukan tambahan komponen kimia bagi aktivitasnya komponen ini disebut kofaktor.

Kofaktor mungkin suatu molekul anorganik seperti ion Fe2+, Mn2+ atau Zn2+ atau mungkin

juga suatu molekul anorganik kompleks yang disebut koenzim. Beberapa enzim

membutuhkan baik koenzim maupun satu atau lebih ion logam bagi aktivitasnya. Pada

beberapa enzim, koenzim atau ion logam hanya terikat secara lemah atau dalam waktu

sementara pada protein, tetapi pada enzim lain senyawa ini terikat kuat, atau terikat secara

permanen yang dalam hal ini disebut gugus prostetik. Enzim yang strukturnya sempurna dan

aktif mengkatalisis, bersama-sama dengan koenzim atau gugus logamnya disebut holoenzim.

Koenzim dan ion logam bersifat stabil sewaktu pemanasan, sedangkan bagian protein enzim

akan terdenaturasi oleh pemanasan (Lehninger, 1997).

Untuk dapat bekerja terhadap suatu zat atau substrat harus ada hubungannya atau kontak

antara enzim dengan substratnya suatu enzim mempunyai ukuran lebih besar daripada

substratnya. Oleh karena itu tidak seluruh bagian enzim dapat berhubungan dengan substrat.

Hubungan antara substrat dengan enzim hanya terjadi pada bagian tertentu saja. Tempat atau

bagian enzim yang mengadakan hubungan atau kontak dengan substrat dinamai bagian aktif

(active site). Hubungan hanya mungkin terjadi apabila bagian aktif mempunyai ruang yang

tepat dapat menampung substrat. Hubungan atau kontak antara enzim dengan substrat

menyebabkan terjadinya kompleks enzimsubstrat, kompleks ini merupakan kompleks yang

aktif, yang bersifat sementara dan akan terurai lagi apabila reaksi yang diinginkan telah

terjadi (Poedjiadi, 1994).

Faktor faktor yang mempengaruhi kerja enzim (Modul enzim, 2014):

Selain pH dan Suhu, factor yang dapat mempengaruhi Aktivitas Enzim adalah

KOFAKTOR

Dalam banyak kasus, jika sebuah enzim dicampur dengan substratnya pada kondisi yang

layak, hanya ada aktivitas yang rendah. Hal ini disebabkan tidak adanya koenzim atau

aktivator. KOENZIM: senyawa organik berat molekul rendah yang secara aktif terlibat dalam

katalisis. Koenzim kerap bertindak sebagai akseptor atau donor gugus kimia spesifik. Sebagai

contoh, NAD merupakan koenzim bagi banyak dehidrogenase. Nama koenzim

dipertahankan untuk kofaktor terlarut di mana istilah gugus prostetik digunakan

untuk koenzim yang melekat dengan kuat pada protein. AKTIVATOR: senyawa kimia

alamiah sederhana dan tidak spesifik seperti halnya koenzim. Aktivator berfungsi

mengaktivasi kompleks enzim-substrat. Beberapa ion logam dikenal sebagai aktivator

serangkaian enzim yang luas; Mg2+

untuk fosfatase alkaline dan kinase.

INHIBITOR

Banyak senyawa bereaksi dengan enzim dengan akibat aktivitas ensimnya berkurang. Sifat

enzim ini digunakan dalam mendesain obat-obatan dan insektisida yang secara selektif

menghambat enzim dalam bakteria penginfeksi atau serangga, tetapi tidak mempengaruhi

hewan atau tumbuhan. Dua jenis penghambatan klasik dikenal: INHIBITOR KOMPETITIF

dan INHIBITOR non-KOMPETITIF (gambar 5).

Gambar 5. Tipe Inhibitor

INHIBITOR KOMPETITIF: Inhibitor bereaksi dengan enzim dengan berkompetisi dengan

substrat. Inhibitor kompetitif adalah sebuah struktur kimia yang serupa dengan substrat

alamiah dan cukup spesifik. Ini digambarkan dalam kasus enzim suksinat dehidrogenase,

yang mengkatalisis perubahan suksinat menjadi fumarat. Malonat dan maleat keduanya

bertindak sebagai inhibitor kompetitif bagi enzim ini.

INHIBITOR non-KOMPETITIF: dalam tipe penghambatan non-kompetitif, inhibitor bersama

dengan substrat. Situs perlekatan inhibitor biasanya cukup jauh. Contoh dari inhibitor non-

kompetitif adalah ion logam berat seperti Ag+ dan Cu

2+ dengan gugus SH pada sistein dalam

ensim dan sianida dengan enzim yang menggunakan Fe2+

atau Fe3+

.

III. Alat & Bahan

Alat

- Spektrofotometer

- Kuvet

- Stopwatch

- Tabung reaksi

- Pipet volume

- Mikropipet

- Rak tabung reaksi

- Vortex

- Penangas air terkontrol

Bahan

- Larutan ekstrak kasae enzim amilase

- Larutan pati 2,0% (w/v)

- Larutan penyangga 0,04M pH 4; 5; 6,5; 8; dan 10

- Larutan Iodine

- Larutan HCl 0,1N

- Larutan NaCl 1%

- Larutan HgCl2 1%

IV. Cara Kerja

Preparasi larutan kerja iodine

Membuat 100ml larutan kerja iodine

100ml air

1ml

(500mg

iodine/I2 dan

5,0g KI/100ml

air)

aduk ad

homoge

n

Preparasi larutan pati 1,0% (w/v)

Membuat 50ml larutan pati 1,0% (w/v)

25ml lar. dapar pH 6,5

25ml lar. pati 2,0%

Preparasi blanko negative

+500l HCl 0,1N

Kemudian vortex

5ml lar. Iodine

Prosedur

1. Tiap kelompok melakukan percobaan pada satu kondisi tertentu sesuai arahan asisten

yaitu:

A. Tanpan penambahan aktivator atau inhibitor (digantikan dengan air suling atau

buffer)

B. Dengan penambahan NaCl 1%

C. Dengan penambahan HgCl 1%

D. Dengan penambahan HgCl 0,5%

aduk ad

homoge

n

2. Skema kerja

step 1 siapkan 3 set tabung reaksi, tiap set terdapat 2 tabung, masing- masing

diberi label (set1 Ro & set1 R; set2 Ro & set2 R; set3 Ro & set3 R)

step 2

set1 berisi 5ml larutan pati 1,0%

set2 berisi 5ml HCl 0,1N

set3 berisi 5ml larutan kerja iodine

step 3

pada tabung set1 Ro ditambahkan air suling 1ml

dan tabung set1 R ditambahkan 1ml HgCl2 0,5% diamkan 5 menit pada suhu optimum (suhu ruangan)

step 4

tambahkan 500l air suling pada tabung set1Ro

tambahkan 500l enzim pada tabung set1 R

diamkan 5 menit pada suhu ruangan

step 5

tambahkan 5ml HCl 0,1N pada masing-masing tabung set1 Ro dan Set1 R

kemudian vortex

step 6

ambil 500l pada masing-masing tabun g set1 Ro dan set1 R

masukkan pada tabung set3 yang berisi 5ml lar.iodine

vortex kemudian amati intensitas warna biru dengan spektrofotometer

V. Data Hasil Pengamatan

Data hasil pengamatan dari kelompok B,C,dan D

Tanpa

Penambahan NaCl 1,0% HgCl2 0,5% HgCl2 1.0%

R (sampel) - 0,032 0,453 2,921

Ro (blanko) - 3,000 1,237 3,000

AE - 98,9 63,4 2,6

Perhitungan Aktivitas Enzim

NaCl 1,0% : AE= D x (Ro-R) x F = 1 x (3,000-0,032) x 100 = 98,9

Ro 3,000

HgCl2 0,5%: AE= D x (Ro-R) x F = 1 x (1,237-0,453) x 100 = 63,4

Ro 1,237

HgCl2 1.0% : AE= D x (Ro-R) x F = 1 x (3,000-2,921) x 100 = 2,6

Ro 3,000

\

NaCl 1,0% HgCl2 0,5% HgCl2 1,0%

AE 98.9 63.4 2.6

0

20

40

60

80

100

120

Akt

ivit

as E

nzi

m

Grafik Pengaruh aktivator & inhibitor terhadap Aktivitas Enzim

Gambar hasil percobaan

Dari Sebelah kiri kelompok A: berisi tanpa penambahan

NaCl 1% maupun HgCl2

Tabung yg kedua kelompok B: berisi lar. dengan

penambahan NaCl 1%

Tabung yang ketiga Kelompok C: berisi lar. dengan

penambahan HgCl2 1%

Tabung yang keempat Kelompok D: berisi lar. Dengan

penambahan HgCl2 0,5%

VI. Pembahasan

Pada percobaan ini, kita akan mengetahui dan memahami pengaruh activator dan

inhibitor terhadap aktivitas enzim. Prinsip percobaan kali ini mirip dengan percobaan E1 dan

E2, hanya saja disini dilakukan percobaan dengan penambahan NaCl dan Penambahan

HgCl2 . dari empat kelompok, kelompok A dengan kondisi tanpa activator/inhibitor,

kelompok B dengan penambahan NaCl 1%, kelompok C dengan penambahan HgCl2 1%, dan

kelompok D dengan penambahan HgCl2 0,5%.

Dari empat percobaan yang dilakukan pada pH dan suhu optimum (pH 6,5; suhu 27oC) di

dapat nilai Aktivitas enzim paling besar terdapat pada kelompok B yaitu sebesar 98, 9,

dimana kelompok B dikondisikan dengan penambahan NaCl 1%. Sedangkan nilai aktivitas

enzim paling kecil tedapat pada kelompok C yaitu 2,6. Dimana kelompok C dikondisikan

dengan penambahan HgCl 1%. Dari percobaan ini bisa disimpulkan bahwa NaCl merupakan

activator (memiliki ion logam Na+) karena dapat meningkatkan aktivitas enzim (Berg et, at

2006), sedangkan HgCl2 merupakan inhibitor yang tergolong inhibitor non-kompetitif karena

termasuk golongan logam-logam berat.

Bahan Diskusi

1. Apakah yang dimaksud dengan activator dan inhibitor dalam reaksi enzimatik?

Jawab: - activator adalah umumnya berupa ion logam yang dapat terikat atau dapat

terlepas dari enzim contoh: K+, Mn+, Mg2+, Na+

- Inhibitor adalah senyawa yang bereaksi dengan enzim dan mengakibatkan aktivitas

enzim berkurang contoh logam berat (HgCl2)

2. Apa fungsi larutan NaCl dan HgCl2?

Jawab: - NaCl berfungsi sebagai activator yang dapat meningkatkan aktivitas enzim

- HgCl2 berfungsi sebagai inhibitor non-kompetitif yang dapat menurunkan aktivitas

enzim

3. Apakah yang dimaksud dengan inhibitor kompetitif dan inhibitor non-kompetitif?

Jawab: - Inhibitor bereaksi dengan enzim dengan berkompetisi dengan substrat.

Inhibitor kompetitif adalah sebuah struktur kimia yang serupa dengan substrat

alamiah dan cukup spesifik. Ini digambarkan dalam kasus enzim suksinat

dehidrogenase, yang mengkatalisis perubahan suksinat menjadi fumarat. Malonat dan

maleat keduanya bertindak sebagai inhibitor kompetitif bagi enzim ini.

- Inhibitor non-kompetitif adalah dalam tipe penghambatan non-kompetitif, inhibitor

bersama dengan substrat. Situs perlekatan inhibitor biasanya cukup jauh. Contoh dari

inhibitor non-kompetitif adalah ion logam berat seperti Ag+ dan Cu

2+ dengan gugus

SH pada sistein dalam ensim dan sianida dengan enzim yang menggunakan Fe2+

atau

Fe3+

.

4. Apakah makna koenzim dan gugus prostetik?

Jawab: - Koensim, yaitu molekul organik yang tahan panas, mudah terdisosiasi dan

dapat dipisahkan dengan cara dialisis. Contoh: NAD dan ATP

- Gugus prostetik, yaitu grup yang terikat pada ensim dan tidak mudah lepas. Contoh:

FAD adalah gugus prostetik yang terikat pada substrat dehidrogenase.

5. Buatlah grafik Lineweaver-Burk dari suatu reaksi enzimatik tanpa inhibitor, yang

mengalami inhibisi kompetititf dan yang mengalami inhibisi non-kompetitif. Jelaskan

grafik tersebut? Jawab:

Gambar 6. Efek inhibitor kompetitif pada plot Lineweaver Burke

Gambar 7. Efek inhibitor non kompetitif pada kurva Lineaweaver Burke

VII. Kesimpulan

Aktivitas enzim dapat di pengaruhi dengan adanya penambahan activator maupun

inhibitor

NaCl merupakan activator yang dapat meningkatkan aktivitas enzim

HgCl2 merupakan inhibitor yang dapat menurunkan aktivitas enzim

VIII. Daftar Pustaka

Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L, 2006, Biochemistry, 6th ed. HW Freeman Company.

Newyork.

Janice, D.L. 2003. Biologi Tesis. Erlangga. Jakarta.

Lehninger, A.L., 1997, Dasar-dasar Biokimia Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

Pine, S.H., Hendrickson, J.B., Cram, D.J., dan Hammond, G.S., 1988, Kimia Organik II,

Penerbit ITB, Bandung.

Poedjiadi, A., 1994, Dasar-dasar Biokimia, UI-Press, Jakarta