LAPORAN PRAKTIKUM

BIOKIMIA

PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP AKTIVITAS ENZIM

NAMA : RR.DYAH RORO ARIWULAN

NIM : H411 10 272

KELOMPOK : IV (EMPAT)

HARI / TANGGAL : RABU, 23 NOVEMBER 2011

ASISTEN : FITRI ARIANI

LABORATORIUM BIOKIMIAJURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR2011

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Enzim adalah sekelompok protein yang berfungsi sebagai katalisator untuk

berbagai reaksi kimia dalam sistem biologis. Hampir tiap reaksi kimia dalam sistem

biologis dikatalisis oleh enzim. Sintesis enzim terjadi di dalam sel dan sebagian besar

enzim dapat diekstraksi dari sel tanpa merusak fungsinya.

Seluruh reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel memerlukan jasa enzim,

enzim disintesis di dalam sel, namun aktivitasnya tidak selalu di dalam sel. Berbagai

reaksi kimia yang dikendalikan oleh enzim antara lain respiasi, pertumbuhan,

perkembangan, kontraksi otot, fotosintesis, pencernaan, fiksasi nitrogen,

pembentukan urin, dan lain-lain.

Seperti molekul protein lainnya, sifat biologis enzim sangat dipengaruhi

oleh berbagai faktor fisika-kimia. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim

antara lain suhu Di samping itu, kecepatan reaksi enzimatik dipengaruhi pula oleh

konsentrasi enzim maupun substratnya.

Enzim bekerja pada kisaran suhu tertentu. Suhu rendah mendekati titik beku

tidak merusak enzim, namun enzim tidak dapat bekerja. Dengan kenaikan suhu

lingkungan, enzim mulai bekerja sebagian dan mencapai suhu maksimum pada suhu

tertentu. Bila suhu ditingkatkan terus, jumlah enzim yang aktif akan berkurang

karena mengalami denaturasi. Kecepatan reaksi enzimatik mencapai puncaknya

pada suhu optimum. Berdasarkan teori tersebut, maka dilakukanlah percobaan ini

untuk mengaplikasikan, membuktikan dan menguji kebenaran dari teori tersebut agar

dapat lebih mudah untuk dipahami dan dipelajari.

1.2 Maksud dan Tujuan Percobaan

1.2.1 Maksud Percobaan

Untuk mengetahui dan mempelajari pengaruh temperatur terhadap aktivitas

enzim amilase.

1.2.2 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah menentukan suhu optimum dari

enzim amilase.

1.3 Prinsip Percobaan

Menentukan keaktifan dari enzim amilase berdasarkan waktu penguraian

amilum menjadi glukosa pada berbagai temperatur dan diuji dengan iodin pada

interval waktu tertentu sampai warna biru yang terbentuk berubah menjadi bening.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

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).

Enzim menyusun sebagian besar dari protein total dalam sel. Suatu sel dapat

memuat 3.000 jenis molekul enzim dan sejumlah besar molekul dari tiap jenis.

Enzim dapat mempercepat reaksi kimia, sedangkan protein lain tak dapat. Oleh

karena itu, enzim adalah katalis. Selain mampu meningkatkan reaksi, enzim memiliki

dua sifat lain sebagai katalis sejati. Pertama, enzim tak berubah oleh reaksi yang

dikatalisnya. Kedua (dan yang penting), walaupun dapat mempercepat reaksi, enzim

tidak mengubah kedudukan normal dari kesetimbangan kimia. Dengan kata lain,

enzim dapat membantu mempercepat pembentukan produk, tetapi akhirnya jumlah

produk tetap sama dengan produk yang diperoleh tanpa enzim (Lehninger, 1997).

Untuk aktifitas biologis, beberapa enzim memerlukan gugus–gugus

prostetik atau kofaktor. Kofaktor ini merupakan bagian nonprotein dari enzim itu.

Suatu kofaktor dapat berupa ion logam sederhana, ion tembaga misalnya merupakan

kofaktor bagi enzim asam askorbat oksidase. Enzim lain mengandung molekul

organik nonprotein sebagai kofaktor. Gugus prostetik organik seringkali dirujuk

sebagai suatu koenzim (Fessenden & Fessenden, 1994).

Suatu enzim bekerja secara khas terhadap suatu substrat tertentu. Kekhasan

inilah ciri suatu enzim. Ini sangat berbeda dengan katalis lain (bukan enzim) yang

dapat bekerja terhadap berbagai macam reaksi. Enzim urase hanya bekerja terhadap

urea sebagai substratnya namun enziim tersebut mempunyai kekhasan tertentu.

Misalnya enzim esterase dapat menghidrolisis beberapa ester asam lemak, tetapi

tidak dapat menghidrolisis substral lain yang bukan ester. Kekhasan enzim terhadap

suatu reaksi disebut kekhasan reaksi (Poedjiadi, 1994).

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 enzim–substrat, 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 (Poedjiaji, 1994):

Konsentrasi Enzim

Seperti pada katalis lain, kecepatan suatu reaksi yang menggunakan enzim

tergantung pada konsentrasi enzim tersebut. Pada suatu konsentrasi substrat tertentu,

kecepatan reaksi bertambah dengan bertambahnya konsentrasi enzim.

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 diterangkan oleh

Michaelis–Menten dengan hipotesis mereka tentang terjadinya kompleks enzim

substrat.

Suhu

Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu

yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Disamping itu, karena enzim adalah

suatu protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi.

Apabila terjadi 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.

Pengaruh pH

Enzim dapat berbentuk ion positif, ion negatif atau ion bermuatan ganda

(zwitter ion). Dengan demikian perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap

efektivitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim substrat.

Disamping pengaruh terhadap struktur ion pada enzim, pH rendah atau pH tinggi

dapat pula menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan ini akan mengakibatkan

menurunnya aktivitas enzim.

Pengaruh Inhibitor

Hambatan yang dilakukan oleh inhibitor dapat berupa hambatan tidak

reversibel. Hambatan tidak reversibel pada umumnya disebabkan oleh terjadinya

proses destruksi atau modifikasi sebuah gugus fungsi atau lebih yang terdapat pada

molekul enzim. Hambatan reversibel dapat berupa hambatan bersaing atau hambatan

tidak bersaing.

Pati tersusun dari unit-unit glukosa yang bergabung terutama lewat ikatan

1,4 α-glikosidik, meskipun rantainya dapat mempunyai sejumlah cabang yang

melewati ikatan 1,6 α-glikosidik. Hidrolisis parsial dari pati menghasilkan maltosa,

dan hidrolisis sempurna hanya menghasilkan D-glukosa. Pati dapat dipisahkan

dengan berbagai teknik menjadi dua fraksi, yaitu amilosa dan amilopeptida. Amilosa

adalah polimer linear dari α–D–glukosa, sekitar 50 sampai 300 unit-unit glukosa

yang dihubungkan antara satu dengan yang lainnya melalui ikatan 1,4–α–glikosida.

Dalam larutan rantai amilosa berbentuk heliks menyerupai kumparan, karena adanya

ikatan dengan konfigurasi s pada setiap unit glukosa. Kumparan berbentuk tabung ini

memungkinkan terbentuknya senyawa kompleks dengan molekul lain, terutama

molekul-molekul kecil yang dapat masuk ke dalam kumparannya. Warna biru tua

yang ditimbulkan pada penambahan yodium pada pati adalah contoh pembentukan

kompleks tersebut (Tim Dosen Kimia, 2007).

BAB III

METODE PERCOBAAN

3. 1 Bahan

Bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah larutan pati

(amilum) 1%, saliva (enzim amilase), iodine 0,01 M, aquadest, tissue roll dan es

batu.

3. 2 Alat

Adapun alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini diantaranya ialah

tabung reaksi, rak tabung reaksi, gelas ukur 10 mL, waterbath, oven, pipet tetes, pipet

skala 1 mL, stopwatch, plat tetes, sikat tabung, dan gegep.

3. 3 Metode Kerja

Sebanyak 4 buah tabung reaksi disiapkan dan masing-masing diisi dengan

2,5 mL larutan pati (amilum) 1%. Kemudian disiapkan pula 4 tabung reaksi lain dan

masing-masing diisi dengan 1 mL saliva encer. Tabung pertama yang berisi larutan

pati dan tabung yang berisi saliva encer dimasukkan dalam air es (0 oC). Tabung

kedua yang berisi larutan pati dan tabung yang berisi saliva encer ditempatkan pada

suhu kamar (25 oC). Tabung ketiga yang berisi larutan pati dan tabung yang berisi

saliva encer dimasukkan dalam oven (38 oC). Tabung keempat yang berisi larutan

pati dan tabung yang berisi saliva encer dimasukkan dalam penangas air (100 oC).

Semua tabung dibiarkan selama 5 menit dan kemudian pada masing-masing tabung

yang berisi larutan pati ditambahkan 5 tetes saliva encer. Pada interval 5 menit,

diambil contoh masing-masing larutan dan diteteskan pada plat tetes yang telah berisi

iodin 0,01 M sampai larutan menjadi bening.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil

IV.1.1 Tabel Pengamatan

Tabel 1. Pengaruh temperatur terhadap aktifitas enzim amilase

Waktu

(menit)

Warna

Tabung I

(0ºC)

Tabung II

(Suhu Kamar)

Tabung III

(38ºC)

Tabung IV

(100ºC)

0

5

10

15

20

25

30

++++++

+++++

+++

+++

++++

++

+

+

++

++

+++

++++

+++++

++++++

++++++

+++++

+++++

++++

+++

+++

++

+++++

+++++

++++

+++

++

++

-

Keterangan :

++++++ : biru pekat

+++++ : biru

++++ : biru keunguan

+++ : biru muda

++ : ungu

+ : ungu muda

- : tidak memberikan warna (bening)

Tabel 2. 1/t untuk tiap Temperatur

Temperatur (°C) Waktu (t) (Menit) 1/t (Menit)

0

25

38

100

15

15

10

30

0,066

0,066

0,1

0,066

IV.2 Reaksi

Adapun reaksi yang terjadi pada percobaan ini adalah:

IV.3 Pembahasan

Pada percobaan ini akan ditentukan suhu optimum dari enzim amilase.

Masing-masing tabung diisi dengan larutan pati 1% dan saliva encer. Tabung

pertama yang berisi larutan pati dan saliva dicelupkan ke dalam air es (0°C) dan

tabung kedua ditempatkan pada suhu kamar (25°C). Tabung ketiga yang berisi

larutan pati dan saliva encer dimasukkan dalam oven (38°C). Tabung keempat yang

berisi larutan pati dan saliva encer dimasukkan dalam penangas air (100°C).

Perlakuan ini dilakukan pada berbagai suhu yang telah ditentukan masing-masing

agar dapat diketahui pada suhu berapa (suhu optimum) enzim amilase bekerja dengan

baik. Setelah 5 menit, larutan tersebut diuji pada plat tetes yang telah diisi iodium

0,01M. Pengujian ini dilakukan pada interval 5 menit selama 40 menit.

Dari tabel pengamatan, terlihat bahwa tidak ada yang mengalami perubahan

warna menjadi bening. Kalaupun berubah, hanya menjadi bening kebiruan yaitu pada

temperatur 100°C pada menit ke-40. Untuk larutan pada tabung reaksi yang

dipanaskan terlihat perubahan warna tapi tidak menjadi bening. Seharusnya pada

suhu 100°C tidak terjadi perubahan warna karena struktur konformasi dari enzim

sudah rusak disebabkan karena pemanasan pada suhu yang tinggi akan

mengakibatkan struktur protein mengalami denaturasi.

Berdasarkan grafik, diperoleh suhu optimum yaitu pada suhu 38 °C. Hal ini

tentu sesuai dengan teori yakni enzim amilase bekerja efektif pada suhu 38 °C.

Adanya kesalahan yang terjadi pada percobaan ini, mungkin disebabkan

oleh kurang telitinya praktikan saat mengamati perubahan warna yang terjadi atau

karena kualitas alat dan bahan yang kurang baik.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5. 1 Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa

suhu optimum untuk enzim amilase adalah 38 °C.

5. 2 Saran

Menurut saya praktikum ini sudah berjalan dengan baik. Sebaiknya alat-alat

yang digunakan diperiksa terlebih dahulu oleh analis yang bertugas agar diketahui

adanya kerusakan dan bahan yang digunakan diganti kalau sudah rusak agar tidak

mempengaruhi hasil percobaan.

DAFTAR PUSTAKA

Ciornea, E., Vasile, G., Cojocaru, D., 2008, On The Influence Of The Temperature And pH Of The Incubation Medium On The Activity Of Total Amylase In Some Spontaneous And Cultivated poaceae, http://www.bio.uaic.ro/publicatii/anale_biochimie/2008_IX_F1/2008_Anale_GBM_IX_F1_l14.pdf, diakses 8 Mei 2009.

Fessenden, R. J. dan Fessenden, J. S., 1994, Kimia Organik, Erlangga, Jakarta.

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

Patong, A. R., 2009, Penuntun Praktikum Biokimia, Laboratorium Biokimia Jurusan Kimia FMIPA Universitas Hasanuddin, Makassar.

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.

Tim Dosen Kimia, 2007, Kimia Dasar II, Universitas Hasanuddin, Makassar.

LEMBAR PENGESAHAN

Makassar, November 2011

Asisten Praktikan

Fitri Ariani Rr. Dyah Roro Ariwulan

LAMPIRAN

Bagan kerja pengaruh temperatur terhadap aktivitas enzim

Foto