LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA ENZIM

Disusun Oleh : E-61. Ni Nyoman M. Putri 2. Imanuel Tommy P. 3. Ekarani Suryaningsih 4. Maria H. C. Nalley 5. Lidya Dian Pratiwi 6. Iwan Susanto (1100084) (1100087) (1100108) (1100142) (1100805) (1100876)

Fakultas Farmasi Universitas Surabaya 2011

DAFTAR ISI

Halaman Judul Daftar Isi ...... ................................ ................................ ................................ ............ Bab I. Pendahuluan.. Bab II. Tujuan Percobaan ................................ ................................ ........................... Bab III Bahan dan Cara Kerja ................................ ................................ .................... Bab IV. Hasil Percobaan ................................ ................................ ............................ Bab V. Pembahasan ................................ ................................ ................................ ... Bab VI. Kesimpulan ................................ ................................ ................................ .. Lampiran Daftar Pustaka

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Enzim Enzim adalah golongan protein yang paling banyak terdapat dalam sel hidup. Sekarang, kira-kira lebih dari 2.000 enzim telah teridentifikasi, yang masing-masing berfungsi sebagai katalisator reaksi kimia dalam sistem hidup. Sintesis enzim terjadi di dalam sel dan sebagian besar enzim dapat diperoleh dengan ekstraksi dari jaringan tanpa merusak fungsinya. Sebagai katalisator, enzim berbeda dengan katalisator anorganik dan organik sederhana yang umumnya dapat mengatalisis berbagai reaksi kimia, Enzim memiliki spesifitas yang sangat tinggi, baik terhadap reaktan (substrat) maupun jenis reaksi yang dikatalisiskan. Pada umumnya, suatu enzim hanya mengatalisis satu jenis reaksi dan bekerja pada suatu susbstrat tertentu. Kemudian, enzim dapat meningkatkan laju reaksi yang luar biasa tanpa pembentukan produk samping dan molekul berfungsi dalam larutan encer pada keadaan biasa (fisiologis) tekanan, suhu, dan pH normal. Hanya sedikit katalisator nonbiologi yang dilengkapi sifat-sifat demikian. Enzim merupakan unit fungsional dari metabolisme sel. Enzim bekerja dengan urutan-urutan yang teratur dan mengkatalisis ratusan reaksi dari reaksi yang sangat sederhana seperti replikasi kromosom sampai ke reaksi yang sangat rumit, misalnya reaksi yang menguraikan molekul nutrient; menyimpan; dan mengubah energi kimiawi. Masing-masing reaksi dikatalisis oleh sejenis enzim tertentu. Di antara sejumlah enzim tersebut, ada sekelompok enzim yang disebut enzim pengatur (enzim allosterik). Enzim dapat mengenali berbagai isyarat metabolis yang diterima. Melalui aktivitasnya, enzim pengatur mengkoordinasikan sistem enzim dengan baik, sehingga menghasilkan hubungan harmonis diantara sejumlah aktivitas metabolis yang berbeda.

Pada keadaan abnormal atau aktivitas berlebihan suatu enzim dapat menimbulkan penyakit. Analisis enzim dalam serum dapat digunakan untuk mendiagnosis penyakit, seperti: infarktus otot jantung, prostat, hepatitis, dan lain-lain. Ditemukannya suatu enzim dalam darah dengan tingkat berlebihan seringkali menunjukkan adanya kerusakan sel di dalam organ yang sakit. Penyakit tertentu seperti hepatitis terinfeksi menyebabkan jaringan hati mengalami kerusakan akibat infeksi, sehingga terjadi pelepasan enzim hati ke dalam darah.

Semua enzim pada hakikatnya adalah protein. Beberapa di antaranya mempunyai struktur agak sederhana, sedangkan sebagian besar lainnya memiliki struktur rumit. Namun, kebanyakan enzim baru berfungsi sebagai katalis apabila disertai zat lain yang bukan protein, yang disebut atau Cu2+, tetapi dapat pula berupa molekul organik kompleks yang disebut koenzim. Bagian protein dari enzim disebut apoenzim. Kemudian, gabungan apoenzim dan kofaktornya sehingga enzim menjadi aktif disebut holoenzim.

1.2 Struktur Enzim Diagram pita yang menunjukkan karbonat anhidrase II. Bola abu-abu adalah kofaktor seng yang berada pada tapak aktif. Enzim umumnya merupakan protein globular dan ukurannya berkisar dari hanya 62 asam amino pada monomer 4oksalokrotonat tautomerase, sampai dengan lebih dari 2.500 residu pada asam lemak sintase. Terdapat pula sejumlah kecil katalis RNA, dengan yang paling umum merupakan ribosom. Jenis enzim ini dirujuk sebagai RNA-enzim ataupun ribozim. Aktivitas enzim ditentukan oleh struktur tiga dimensinya (struktur kuaterner). Walaupun struktur enzim menentukan fungsinya, prediksi aktivitas enzim baru yang hanya dilihat dari strukturnya adalah hal yang sangat sulit.

Kebanyakan enzim berukuran lebih besar daripada substratnya, tetapi hanya sebagian kecil asam amino enzim (sekitar 34 asam amino) yang secara langsung terlibat dalam katalisis. Daerah yang mengandung residu katalitik yang akan mengikat substrat dan kemudian menjalani reaksi ini dikenal sebagai tapak aktif. Enzim juga dapat mengandung tapak yang mengikat kofaktor yang diperlukan untuk katalisis. Beberapa enzim juga memiliki tapak ikat untuk molekul kecil, yang sering kali merupakan produk langsung ataupun tak langsung dari reaksi yang dikatalisasi. Pengikatan ini dapat meningkatkan ataupun menurunkan aktivitas enzim. Dengan demikian ia berfungsi sebagai regulasi umpan balik. (Toha: 2005) 1.2.1 Susunan Enzim Komponen utama enzim adalah protein Protein yang sifatnya fungsional, bukan protein structural Tidak semua protein bertindak sebagai enzim

Protein

Enzim protein sederhana

Enzim

Enzim Konjugasi

Protein + Bukan Protein

Bukan protein = Protein = apoenzim Gugus prostetik

Organik= Koenzim

Anorganik = kofaktor

Hal yang berkaitan dengan enzim dipelajari dalam enzimologi. Dalam dunia pendidikan tinggi, enzimologi tidak dipelajari tersendiri sebagai satu jurusan tersendiri tetapi sejumlah program studi memberikan mata kuliah ini. Enzimologi terutama

dipelajari dalam kedokteran, ilmu pangan, teknologi pengolahan pangan, dan cabangcabang ilmu pertanian SUBSTRAT adalah substansi yang mengalami perubahan kimia setelah bercampur dengan enzim, sedangkan PRODUK adalah substansi baru yang terbentuk setelah reaksi mencapai keseimbangan. APOENZIM bagian enzim yang merupakan protein, mempunyai struktur 3 dimensi. Pada enzim tersebut sangat penting untuk aktifitas kalalisis, oleh karena itu perubahan konformasi yang sedikit saja pada struktur enzim akan mempengaruhi aktifitasnya. Seperti protein pada umumnya enzim dapat mengalami denaturasi oleh berbagai faktor, seperti : perubahan pH yang mencolok, temperatur, pelarut organik, urea dan dapat dihambat oleh racun enzim.

1.3 Sifat-sifat Enzim Sifat enzim yang sangat penting adalah tingginya efisiensi dan derajat spesifitas katalitik enzim terhadap substrat. Efisiensi katalitik enzim berkaitan dengan orientasi optimum gugus aktiv enzim dan substrat. Orientasi keduanya sangat mendukung sehingga saat terjadi reaksi tidak memerlukan energy yang besar untuk mengatur posisi. Spesifitas enzim berkaitan dengan reaksi enzim yang sangat spesifik, satu enzim hanya akan bereaksi dengan satu substrata tau setiap enzim menyebabkan satu perubahan satu langkah pada substratnya. Enzim memiliki beberapa kekhususan dalam mengkatalisis satu reaksi substrat menjadi produk. Pertama adalah kekhususan mutlak yaitu kekhususan enzim yang mempunyai sisi aktif tertata baik dan kaku sehingga enzim tersebut hanya mampu mengkatalisis satu reaksi substrat menjadi produk. Kedua, kekhususan nisbi yaitu kekhususan enzim yang dapat mengkatalisis jenis reaksi sama dengan lebih dari satu substrat yang memiliki kemiripan struktur. Kekhususan ini memerlukan sisi aktif enzim yang lebih luwes. Ketiga, enzim memiliki kekhususan ruang yaitu kekhususan enzim dalam membedakan gugus kimia yang sama pada suatu substrat. Misalnya gliserolkinase (katalisis gliserol menjadi gliserolfosfat dan ATP sebagai donor fosfat) yang secara teori dapat memindahkan gugus fosfat ke gugus hidroksil karbon, menghasilkan stereoisomer D dank e gugus hidroksil karbon 3 menghasilkan

st

oisom

d ngan p l ang yang sama Nam n

nyataannya yang t b nt

selal

dan hanya isomer L.

1.4 Mekani me Kerja Enzim Secara garis besar ada tiga tahap kerja enzim (E) pada substrannya (S).

Pertama, susbstrat melekat pada enzim dengan ikatan nonkovalen membentuk kompleks enzim substrat. Kedua, enzim melakukan reaksi kimia pada substrat membentuk kompleks enzim-produk. Tahap ketiga, produk meninggalkan sisi akti enzim tersebut siap melakukan proses yang sama pada substrat yang baru. 1.4.1 Model "kunci dan gembok" enzim dan

Enzim

SubstratGambar Model Lock and Key

Enzim sangatlah spesi ik. Pada tahun 1894, Emil Fischer mengajukan bahwa hal ini dikarenakan baik enzim dan substrat memiliki bentuk geometri yang saling memenuhi. Hal ini sering dirujuk sebagai model "Kunci dan Gembok". Manakala model ini menjelaskan kespesi ikan enzim, ia gagal dalam menjelaskan stabilisasi keadaan

transisi yang dicapai oleh enzim. Model ini telah dibuktikan tidak akurat, dan model ketepatan induksilah yang sekarang paling banyak diterima. 1.4.2 Model ketepatan induksi

Diagram yang menggambarkan hipotesis ketepatan induksi.

Pada tahun 1958, Daniel Koshland mengajukan modi ikasi model kunci dan gembok: oleh karena enzim memiliki struktur yang fleksibel, tapak aktif secara terus menerus berubah bentuknya sesuai dengan interaksi antara enzim dan substrat. Akibatnya, substrat tidak berikatan dengan tapak aktif yang kaku. Orientasi rantai samping asam amino berubah sesuai dengan substrat dan mengijinkan enzim untuk menjalankan fungsi katalitiknya. Pada beberapa kasus, misalnya glikosidase, molekul substrat juga berubah sedikit ketika ia memasuki tapak aktif. Tapak aktif akan terus berubah bentuknya sampai substrat terikat secara sepenuhnya, yang mana bentuk akhir dan muatan enzim ditentukan. Enzim dapat bekerja dengan beberapa cara, yang ke semuanya menurunkan Ea : Menurunkan energi aktivasi

dengan menciptakan suatu lingkungan yang mana keadaan transisi

terstabilisasi (contohnya mengubah bentuk substrat menjadi konformasi keadaan transisi ketika ia terikat dengan enzim.)

Menurunkan energi keadaan transisi tanpa mengubah bentuk substrat dengan menciptakan lingkungan yang memiliki distribusi muatan yang berlawanan dengan keadaan transisi.

Menyediakan lintasan reaksi alternatif. Contohnya bereaksi dengan substrat sementara waktu untuk membentuk kompleks Enzim-Substrat antara.

Menurunkan perubahan entropi reaksi dengan menggiring substrat bersama pada orientasi yang tepat untuk bereaksi. Menariknya, efek entropi ini melibatkan destabilisasi keadaan dasar, dan kontribusinya terhadap katalis relatf kecil. i (Mathews: 1999)

1.4.3 Inhibisi Inhibitor kompetitif mengikat enzim secara reversibel, menghalangi pengikatan substrat. Di lain pihak, pengikatn substrat juga menghalangi pengikatan inhibitor. Substrat dan inhibitor berkompetisi satu sama lainnya.

Jenis-jenis inihibisi Klasifikasi ini diperkenalkan oleh W.W. Cleland. Laju reaksi enzim dapat diturunkan menggunakan berbagai jenis inhibitor enzim . y Inhibitor competiti e Pada inihibisi kompetitif, inhibitor dan substrat berkompetisi untuk berikatan dengan enzim. Seringkali inhibitor kompetitif memiliki struktur yang sangat mirip dengan substrat asli enzim. Sebagai contoh, metotreksat adalah inihibitor kompetitif untuk enzim dihidrofolat reduktase. Kemiripan antara struktur asam folat dengan obat ini ditunjukkan oleh gambar di samping bawah. Perhatikan bahwa pengikatan inhibitor tidaklah perlu terjadi pada tapak pengikatan substrat apabila pengikatan inihibitor mengubah konformasi enzim, sehingga menghalangi pengikatan substrat. Pada inhibisikompetitif, kelajuan maksimal reaksi tidak berubah, namun memerlukan konsentrasi substrat yang lebih tinggi untuk mencapai kelajuan maksimal tersebut, sehingga meningkatkan Km. Inhibitor non-competiti e

Inhibitor non-kompetitif dapat mengikat enzim pada saat yang sama substrat berikatan dengan enzim. Baik kompleks EI dan EIS tidak aktif. Karena inhibitor tidak dapat dilawan dengan peningkatan konsentrasi substrat, Vmax reaksi berubah. Namun, karena substrat masih dapat mengikat enzim, Km tetaplah sama. Inhibisi campuran Inhibisis jenis ini mirip dengan inhibisi non-kompetitif, kecuali kompleks EIS memiliki aktivitas enzimatik residual. Pada banyak organisme, inhibitor dapat merupakan bagian dari mekanisme umpan balik. Jika enzim memproduksi terlalu

banyak produk, produk tersebut dapat berperan sebagai inhibitor bagi enzim tersebut. Hal ini akan menyebabkan produksi produk melambat atau berhenti. Bentuk umpan balik ini adalah umpan balik negatif. Enzim memiliki bentuk regulasi seperti ini sering kali multimerik dan mempunyai tapak ikat alosterik. Kurva substrat/kelajuan enzim ini tidak berbentuk hiperbola melainkan berbentuk S.

1.5 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim Seperti molekul protein lainnya sifat biologis enzim sangat dipengaruhi berbagai faktor fisikokimia. Enzim bekerja pada kondisi tertentu yang relatif ketat. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim antara lain: 1. Suhu Pada suhu yang lebih tinggi, kecepatan molekul substrat meningkat, sehingga pada saat bertumbukan dengan enzim, energi molekul substrat berkurang. Hal ini memudahkan terikatnya molekul substrat pada sisi aktif enzim. Aktivitas enzim meningkat dengan meningkatnya suhu sampai pada titik tertentu. Peningkatan suhu meningkatkan energi kinetik pada molekul substrat dan enzim, sehingga kecepatan reaksi meningkat pula. Perbandingan yang tepat di mana kecepatan berubah untuk setiap kenaikan temperatur 10r C adalah Q10, atau koefisien temperatur. Kecepatan banyak reaksi biologis kurang lebih naik dua kali dengan kenaikan temperatur 10r (Q10 = 2), dan menjadi setengahnya bila temperatur diturunkan dengan 10r.

Gambar 2. (a) Suhu optimum enzim (b) Denaturasi

Namun, tidak berarti bahwa peningkatan ini berlangsung tidak terbatas. Kecepatan enzim dalam mengkatalis reaksi mencapai puncaknya pada suhu tertentu. Suhu ini disebut suhu optimum enzim. Untuk kebanyakan enzim, suhu optimal adalah suhu sel atau suhu di atas suhu sel di mana enzim -enzim terdapat di dalamnya. Suhu optimum enzim berkisar antara 25r 40r C. (Yasied: 2006) Kenaikan kecepatan di bawah suhu optimal disebabkan oleh kenaikan energi kinetika molekul-molekul yang bereaksi. Akan tetapi bila suhu tetap dinaikkan terus, energi kinetik molekul-molekul enzim menjadi demikian besar sehingga melampaui energi penghalang untuk memecahkan ikatan-ikatan sekunder yang mempertahankan enzim dalam keadaan aslinya atau keadaan katalitik aktif. Akibatnya struktur sekunder dan tersier hilang disertai hilangnya aktivitas katalitik. Peningkatan suhu yang semakin tinggi menyebabkan putusnya ikatan hidrogen dan ikatan lain yang merangkai molekul enzim, sehingga enzim mengalami denaturasi. Denaturasi menyebabkan aktivitas enzim menurun atau hilang. 2. pH pH juga mempengaruhi aktivitas enzim. Perubahan kondisi asam dan basa di sekitar molekul enzim mempengaruhi benuk tiga dimensi enzim dan dapat menyebabkan denaturasi. Setiap enzim memiliki pH optimum. Misalnya, pepsin (enzim yang bekerja di dalam lambung) mempunyai pH optimum sekitar 2 (sangat asam), sedangkan amilase (enzim yang bekerja di mulut dan usus halus) memiliki pH optimum sekitar 7,5 (agak basa).

Gambar 3. pH optimum beberapa jenis enzim.

Tabel enzim dan pH optimumnya Enzim Sukrase Amilase Lipase Pepsin Tripsin Sumber Usus halus Saliva, pankreas Pankreas Lambung Pankreas Substrat Sukrosa Amilum Etil butirat Albumin Kasein pH optimum 6,2 5,6-7,2 7,0 1,5-2,5 8-11

3. Konsentrasi Enzim Semakin besar konsentrasi enzim semakin cepat pula reaksi yang belangsung. Dengan kata lain konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi. Sisi aktif suatu enzim dapat digunakan berulang kali oleh banyak substrat. Substrat yang berikatan dengan sisi aktif enzim akan membentuk produk. Pelepasan produk menyebabkan sisi aktif enzim bebas untuk berikatan dengan substrat lainnya. Oleh karenanya hanya dibutuhkan sejumlah kecil enzim untuk mengkatalis sejumlah besar substrat.

Gambar 4. Pengaruh konsentrasi enzim terhadap kecepatan reaksi

4. Konsentrasi Substrat Bila sejumlah enzim dalam keadaan tetap, kecepatan reaksi akan meningkat dengan adanya peningkatan konsentrasi substrat. Namun, pada saat sisi aktif semua enzim bekerja, penambahan substrat tidak dapat meningkatkan kecepatan reaksi enzim lebih lanjut. Kondisi ini disebut konsentrasi substrat pada titik jenuh atau disebut kecepatan maksimum (Vmax).

Gambar 5. Pengaruh konsentrasi substrat terhadap kecepatan reaksi

5. Inhibitor Inhibitor merupakan suatu molekul yang menghambat ikatan enzim dengan substratnya. Ada dua macam inhibitor enzim, yaitu inhibitor kompetitif dan nonkompetitif. Inhibitor kompetitif adalah molekul penghambat yang cara kerjanya bersaing dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktif enzim. Contohnya, sianida bersaing deengan oksigen untuk mmendapatkan Hb dalam rantai respirasi terakhir. Inhibitor kompetitif dapat diatasi dengan cara penambahan konsentrasi substrat. Inhibitor non-kompetitif adalah molekul penghambat enzim yang bekerja dengan cara melekatkan diri pada luar sisi aktif, sehingga bentuk enzim berubah, dan sisi aktif tidak dapat berfungsi.

Gambar 6. Inhibitor : (a) Kompetitif (b) Non -Kompetitif

Selain faktor-faktor diatas, kerja enzim juga dapat dipengaruhi oleh: Oksidasi oleh udara disekitar atau senyawa lain

Sinar ultraviolet Sinar X Terjadi perubahan fisiologi pada organ-organ tubuh, jadi sekresinya enzim menurun. Sehingga secara kuantitas dan kualitasnya kerja enzim pun turun. Konsentrasi produk Semakin tinggi konsentrasi produk akan semakin menghambat kerja enzim.

1.6 Klasi ikasi Enzim Berdasarkan jenis reaksi yang dikatalisis, enzim dapat dibagi menjadi enam golongan utama, yaitu: 1. Oksidoreduktase Merupakan kelompok enzim yang mengerjakan reaksi oksidasi dan reduksi. Enzim-enzim yang termasuk dalam golongan ini dapat dibagi dalam dua bagian, yaitu dehidrogenase dan oksidase. Dehidrogenase bekerja pada reaksi -reaksi dehidrogenase, yaitu reaksi pengambilan atom hidrogen dari suatu senyawa (donor). Hidrogen yang dilepas diterima oleh senyawa lain (akseptor). Reaksi pembentukan aldehida dari alkohol adalah contoh reaksi dehidrogenase. Enzim yang bekerja pada reaksi ini adalah alkohol dehidrogenase. Di sini alkohol adalah donor hidrogen, sedangkan senyawa yang menerima hidrogen adalah suatu koenzim nikotinadenindinukloetida.

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. (Holiday: 2005)

Enzim-enzim oksidase juga bekerja sebagai katalis pada reaksi pengambilan hidrogen dari suatu substrat. Dalam reaksi ini yang bertindak sebagai selaku reseptor hidrogen ialah oksigen. Sebagai contoh enzim glukosa oksidase bekerja sebagai katalis pada reaksi oksidasi glukosa menjadi asam glukonat. (Holiday: 2005)

Xantin oksidase adalah 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 berikatan dengan protein. Enzim asam amino oksidase terdapat dalam jaringan hati dan ginjal. (Holiday: 2005)

2. Transferase Merupakan kelompok enzim yang berperan dalam reaksi pemindahan suatu gugus dari suatu senyawa kepada senyawa lain. Beberapa contoh enzim yang termasuk golongan ini adalah metiltransferase, hidroksimetiltransferase,

karboksitransferase, asiltransferase, dan amino transferase atau transaminase. Enzim metiltransferase bekerja pada reaksi pembentukan k eratin dari asam guanidino asetat.

Pembentukan glisin dari serin merupakan reaksi pemindahan gugus hidroksi metil. Gugus ini dilepaskan dari molekul serin dengan dibantu oleh enzim hidroksimetil transferase.Dalam reaksi ini asam tetrahidrofolat (THFA) bekerja sebagai akseptor gugus beratom C satu.Enzim transminase bekerja pada reaksi pemindahan gugus amino dari suatu asam amino kepada senyawa lain Contoh: .

3. Hidrolase Merupakan kelompok enzim yang berperan dalam reaksi hidrolisis. Ada tiga jenis hidrolase, yaitu yang memecah ikatan ester, memecah glikosida, dan yang memecah ikatan peptida. Beberapa enzim sebagai 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 dan gliserol. Fosfatase a dalah enzim yang

dapat memecah ikatan fosfat pada suatu senyawa, misalnya glukosa-6-fosfat dapat dipecah menjadi glukosa dan asam fosfat. (Holiday: 2005) Enzim amilase dapat memecah ikatan-ikatan pada amilum hingga terbentuk maltosa. Ada tiga macam enzim amilase, yaitu amilase. amilase, amilase, dan

amilase terdapat dalam saliva (ludah) dan pankreas. Enzim ini

memecah ikatan 1-4 yang terdapat dalam amilum dan disebut endo amilase sebab enzim ini memecah bagian dalam atau bagian tengah molekul amilum . 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. amilase telah diketahui

terdapat dalam hati. Enzim ini dapat memecah ikatan 1-4 dan 1-6 pada glikogen dan menghasilkan glukosa. (Holiday: 2005) Enzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi pemecahan molekul protein dengan cara hidrolisis disebut enzim proteolitik atau protease. Oleh karena itu yang dipecah adalah ikatan pada rantai peptida, 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 di ujung molekul. Contoh endopeptidase ialah enzim pepsin yang terdapat pada usu halus dan papain, suatu enzim yang terdapat pada pepaya. Eksopeptidase bekerja terhadap kedua ujung molekul protein. Karboksipeptidase dapat melepaskan asam amino yang memiliki gugus COOH bebeas pada ujung molekul protein, sedangkan amino peptidase dapat melepaskan asam amino pada ujung lain yang memiliki gugus NH2 bebas. Denagn demikian eksopeptida melepas asam amino secara berurutan dimulai dari asam amino ujung pada molekul protein hingga seluruh molekul terpecah menjadi asam amino. (Holiday: 2005)

4. Liase Merupakan kelompok enzim yang mengkatalisis reaksi adisi atau pemecahan ikatan rangkap. Contohnya antara lain dekarboksilase, aldolase, dan hidratase.

Piruvat dekarboksilase adalah enzim yang bekerja pada reaksi dekarboksilasi asam piruvat dan menghasilkan aldehida. (Holiday: 2005) Enzim aldolase bekerja pada reaksi

pemecahan molekul fruktosa 1, -difosfat menjadi dua molekul triosa yaitu dihidroksi aseton fosfat dan gliseraldehida- -fosfat. (Holiday: 2005)

Adapun enzim fumarat hidratase berperan dalam reaksi penggabungan satu molekul H2O kepada molekul asam fumarat dan membentuk asam malat. (Holiday: 2005)

5. Isomerase

Merupakan

enzim

yang

mengkatalisis

perubahan

konformasi

molekul

(isomerasi). Contohnya ribulosafosfat epimerase, dan glukosafosfat isomerase. Enzim ribulosa epimerase merupakan katalis bagi reaksi epimerasi ribulosa.

Dalam reaksi ini ribulosa-5-fosfat diubah menjadi xilulosa-5-fosfat. Di samping itu reaksi isomerisasi glukosa- -fosfat menjadi fruktosa- -fosfat dapat berlangsung dengan bantuan enzim glukosa fosfat isomerase.(Holiday: 2005)

6. Ligase Merupakan kelompok enzim yang mengkatalisis pembentukan ikat n kovalen. a Oleh karena enzim-enzim tersebut juga dinamakan sintetase. Ikatan yang terbentuk dari penggabungan tersebut adalah ikatan C C-S, C-N atau C-C. -O, Contohnya antara lain adalah glutamin sintetase, dan piruvat karboksilase. Enzim glutamin sintetase yang terdapat dalam otak dan hati merupakan katalis dalam reaksi pembentukan glutaamin dari asam glutamat. (Holiday: 2005)

Disamping itu enzim karboksiase bekerja dalam reaksi pembentukan asam oksaloasetat dan asam piruvat yang merupakan reaksi dari metabolisme karbohidrat. (Holiday: 2005)

1.7 SpektrofotometriSpektrofotometri merupakan teknik pengukuran jumlah zat yang juga berdasar spektroskopi. Hanya saja pada spektrofotometri, lebih spesifik untuk panjang gelombang UV (Ultraviolet)-dekat, visible, dan infra merah. Spektrofotometri dimasukkan ke dalam elektromagnetik spectroscopy. Alat yang digunakan dalam spektrofotometri disebut spektrofotometer. Alat ini termasuk ke dalam jenis fotometer, suatu alat untuk mengukur intensitas cahaya. Spekt ofotometer dapat r mengukur intensitas sebagai fungsi dari warna, atau secara lebih khusus, fungsi panjang gelombang. Spektrofotometri adalah suatu alat yang digunakan untuk memeriksa jumlah energi radiasi cahaya yang diserap oleh molekulnya. Spektrum yangdiabsorpsi atau

tepatnya jumlah absolut spektrum sinar yang terserap oleh satu senyawa adalah sejumlah sinar yang diserap atau hilang (extinction) oleh satu senyawa dengan panjang gelombang tertentu. Untuk senyawa berwarna akan memiliki satu atau lebih penyerapan spektrum yang tertinggi (extinction maximum) dan di daerah spektrus terbaca 400-700 nm. Spektrum yang terserap pada ultraviolet (200-400 nm) dan daerah nampak terjadi karena adanya perubahan energi elektron terluar dari molekul yang disebabkan adanya ikatan dan bukan ikatan. Umumnya elektron yang berpindah tempat ini disebabkan adanya ikatan rangkap karbon-karbon atau pasangan nitrogen dengan oksigen. Biasanya elektron dalam molekul berada dalam keadaan dasar pada suhu kamar. Spektrum dalam keadaan ini memberikan informasi pada tingkat ini atau di atasnya. Panjang gelombang sinar yang terserap ditentukan oleh perpindahan yang terjadi. Puncak serapan dapat ditunjukkan dan berhubungan dengan struktur rinci dari molekulnya. Istilah khromofor muncul untuk menggambarkan bagian kecil dari suatu molekul yang dapat meningkatkan serapan spektrum tertentu secara mandiri, misalnya gugus karbonil, -C = O. Dua ikatan rangkap yang hanya terpisah satu unit (conjugated) menurunkan jumlah tenaga yang diperlukan untuk perpindahan elektron ini sehingga menyebabkan peningkatan panjang gelombang di tempat khromofor menyerap. Peningkatan panjang gelombang ini disebut perpindahan batokhromik (bathoromic) sedangkan sebaliknya penurunan panjang gelombang disebut hipokhromik.

BAB II TUJUAN PERCOBAAN

2.1. Pengaruh temperatur terhadap aktivitas enzim Tujuan : Membuktikan bahwa kecepatan reaksi enzimatik sampai suhu tertentu sebanding dengan kenaikan suhu. Reaksi enzimatik mempunyai suhu maksimum.

2.2. Pengaruh kadar enzim terhadap aktivitas enzim Tujuan : Membuktikan bahwa kecepatan reaksi enzimatik berbanding lurus dengan konsentrasi enzim.

BAB III BAHAN DAN CARA KERJA

3.1. Pengaruh temperatur terhadap aktivitas enzim Reagen dan Bahan :-

Liur, sumber amilase Larutan pati 0,4 mg/ml Larutan iodium

Prosedur :-

Tampung 5 ml air liur dalam tabung reaksi yang bersih dan kering Encerkan 10x dengan air suling Siapkan 6 pasang tabung reaksi yang bersih dan kering. Tiap pasang tabung diberi tanda B untuk blanko dan U untuk uji

-

Pipetkan ke dalam tiap-tiap tabung :

Larutan Larutan pati

Tabung B 0,4 ml

Tabung U 0,4 ml

Diamkan 5 menit pada suhu masing-masing Liur Campur baik-baik, diamkan 1menit Larutan iodium (untuk suhu 600C dan 1000C dilakukan ddi luar penangas) Air suling 9,2 ml 9 ml 0,4 ml 0,4 ml 0,2 ml

Segera baca serapan (A) pada panjang gelombang 680 nm. Hitung selisih serapan (A) antara tabung B ( A pada t = 0 menit) dengan tabung U dari tiap suhu

Keterangan :y y

Pasangan pertama, ditempatkan dalam bejana berisi es (00C) Pasangan kedua, ditempatkan dalam bejana berisi air yang suhunya dipertahankan 250C

y y

Pasangan ketiga, ditempatkan di rak tabung reaksi, pada suhu ruang Pasangan keempat, ditempatkan dalam bejana berisi air yang suhunya dipertahankan 370C

y

Pasangan kedua, ditempatkan dalam bejana berisi air yang suhunya dipertahankan 600C

y

Pasangan kedua, ditempatkan dalam bejana berisi air yang suhunya dipertahankan 1000C

3.2. Pengaruh kadar enzim terhadap aktivitas enzim Reagen dan Bahan :-

Liur sebagai sumber amilase. Tampung 5 ml liur dalam gelas kimia atau tabung reaksi yang bersih dan kering

-

Larutan pati 0,4 mg/dl Larutan iodium

Prosedur : Encerkan liur 1100x, 200x, 300x, 400x, dan 500x dengan air suling. Siapkan 5 pasang tabung reaksi yang bersih dan kering. Tiap pasangan tabung diberi tanda B untuk blanko dan U untuk uji. Pipetkan ke dalam tabung sesuai tabel berikut :

Larutan Larutan pati

Tabung B 0,4 ml Inkubasi pada suhu 370C selama 5 menit

Tabung U 0,4 ml

Liur diencerkan

Campur baik-baik, inkubasi 1 menit

1 ml

Larutan iodium Air suling

0,4 ml 9,2 ml

0,4 ml 9 ml

Segera baca serapan (A) pada panjang gelombang 680 nm. Hitung selisih serapan (A) antara tabung B ( A pada t = 0 menit ) dengan tabung U dari tiap suhu.

B B IV HASIL PE OBAAN

4.1. Pengaruh suhu terhadap akti itas enzim Suhu 0C 25C Suhu ruang 37C 60C 100C AB 0,265 0,422 0,087 0,195 0,270 0,183 AU -0,043 -0,020 0,185 0,000 0,635 0,363 A/menit (V) 0,308 0,442 -0,098 0,195 -0,365 -0,18

Kurva hubungan kecepatan reaksi enzimatik A / menit dengan suhu0.50.4

0.30.2 0.1

0-0.1 25 Suhu kamar 37 60 100

Suhu

-0.2-0.3

-0.4 -0.5

4.2 Pengaruh kadar enzim terhadap akti itas enzim Pengenceran enzim 500 X 400 X 300 X 200 X 100 X Keterangan : 1. Pengenceran 100 X : 0,25 ml air liur ad 25 ,ml air suling. 2. Pengenceran 200 X : 0,25 ml air liur ad 50 ,ml air suling. 3. Pengenceran 300 X : 0,33 ml air liur ad 100 ,ml air suling. 4. Pengenceran 400 X : 0,25 ml air liur ad 100 ,ml air suling. 5. Pengenceran 500 X : 0,5 ml air liur ad 250 ,ml air suling. AB 0,185 0,274 0,163 0,147 0,195 AU 0,033 0,033 0,053 - 0,004 0,009 V= A/ menit 0,152 0,241 0,110 0,151 0,180

Kurva Hubungan Antara Kecepatan Reaksi Enzimatik dg Konsentarsi / Pengenceran EnzimA / menit0.

0.25 0.2 0.15

0.1 0.05 0

500x

00x

Konsentrasi00x 200x 100x

BAB V PEMBAHASAN

5. 1.

Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Enzim Setiap enzim mempunyai suhu optimum, yaitu suhu dimana enzim memiliki aktivitas maksimum. Pada umumnya kecepatan enzimatik di luar suhu optimum selalu lebih rendah. Makin besar perbedaan suhu reaksi dengan suhu optimum makin rendah kecepatan enzimatik akan tetapi, keadaan yang menyebabkan rendahnya kecepatan di luar suhu optimum berbeda antara suhu yang lebih rendah dengan suhu yang lebih tinggi. Pada suhu yang rendah (sebelum suhu optimum) penyebab kurangnya kecepatan reaksi enzimatik adalah kurangnya gerak termodinamik yang menyebabkan kurangnya tumbukan antara molekul enzim dengan subtrat. Sebab jika kontak antara kedua jenis molekul sangat sedikit atau bahkan tidak terjadi sama sekali, sehingga kompleks ES ( enzim-subtrat ) tidak terbentuk dalam jumlah yang sedikit. Padahal kompleks ini sangat diperlukan untuk subtrat menjadi produk, oleh karena itu semakin rendah suhu maka kecepatan reaksi enzimatik juga semakin rendah. Dan jika rendah itu semakin mendekat titik beku maka enzim akan menjadi inaktif, tetepi tidak merusak enzim tersebut. Pada suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan suhu optimum gerak termodinamik akan lebih meningkat, sehingga benturan antar molekul enzim dan subtract akan lebih besar peluangnya untuk membentuk kompleks ES. Kenaikan suhu pada awalnya akan meningkatkan aktivitas enzim. Akan tetapi, harus diketahui bahwa enzim merupakan suatu protein, dan ezim juga memiliki sifat yang sama dengan protein. Jika suhu terus menerus ditingkatkan maka dapat menyebabkan terjadinya denaturasi pada protein enzim tersebut. Sehingga bangun tiga dimensi pada protein tersebut berubah secara bertahap, yang menyebabkan protein enzim kehilangan biologiknya. Jadi maki tinggi suhu di atas suhu optimum, makin besar deformasi struktur tiga dimensi tersebut dan makin sukar subtract untuk duduk secara cepat dibagian aktif molekul enzim.

Akibatnya kecepatan reaksi enzimatik akan menurun, dikarenakan kompleks ES yang sukar terbentuk sebagai akibat dari deformasi struktur tiga dimensi dari protein enzim. Pada percobaan ini digunakan enzim amylase yang terdapat dalam air liur dengan 6 macam perlakuan pada suhu yang berbeda-beda, antara lain: 0oC (dalam es batu), 25oC, suhu ruang, suhu 37 oC, suhu 60oC, dan 100oC, masingmasing kepada blanko dan uji yang berisi larutan pati. Pada tabung blanko tidak berisi air liur (berarti tidak mengandung enzim amilase), sedangkan pada tabung uji berisi air liur (berarti mengandung enzim amilase). Baik blanko maupun uji diinkubasi selama 5 menit. Dalam waktu 5 menit ini diharapkan enzim amylase yang sudah ada bekerja mengurai pati yang ada. Kemudian di tambahkan larutan iodium untuk mengetahui apakah masih ada pati yang tersisa. Perbedaan warna antara blanko dan uji menunjukkan bahwa sebagian pati telah bereaksi dengan amylase sehingga warna blanko menjadi lebih gelap daripada uji. Untuk mengetahui seberapa banyak pati yang bereaksi dengan enzim amylase ini maka digunakan metode spektrofotometri. Blanko maupun uji memberikan hasil absorbansi yang berbeda, dimana blanko yang memiliki warna lebih gelap absorbansinya juga lebih besar. Sedangkan pada larutan uji yang warnanya lebih muda absorbansinya lebih kecil. Selisih absorbansi antara blanko dengan uji ini menunjukkan seberapa besar aktivitas kerja enzim. Dari data ini maka bisa dihitung berapa kecepatana enzim amylase, yaitu selisih absorbansi blanko dengan uji di bagi dengan waktunya. Dalam hal ini adalah waktu inkubasi yaitu waktu 5 menit. Pada percobaan yang kami lakukan, di dapatkan hasil sebagai berikut : 1. Pada suhu 0oC, absorbansi pada blanko 0,265. Absorbansi pada uji -0,043. Selisih absorbansi atau A/menit (v) dari data kelompok kami adalah 0,308. 2. Pada suhu 25oC, absorbansi pada blanko 0,422. Absorbansi pada uji -0,020. Selisih absorbansi atau A/menit (v) dari data kelompok kami adalah 0,442. 3. Pada suhu ruang, absorbansi pada blanko 0,087. Absorbansi pada uji 0,185. Selisih absorbansi atau A/menit (v) dari data kelompok kami adalah -0,098.

4. Pada suhu 37oC, absorbansi pada blanko 0,195. Absorbansi pada uji 0,000. Selisih absorbansi atau A/menit (v) dari data kelompok kami adalah 0,195. 5. Pada suhu 60oC, absorbansi pada blanko 0,270. Absorbansi pada uji 0,635. Selisih absorbansi atau A/menit (v) dari data kelompok kami adalah -0,365. 6. Pada suhu 100oC, absorbansi pada blanko 0,183. Absorbansi pada uji 0,363. Selisih absorbansi atau A/menit (v) dari data kelompok kami adalah -0,18. Laju reaksi meningkat sesuai dengan kenaikan suhu, dan akhirnya enzim kehilangan semua aktivitas jika protein menjadi rusak akibat panas(denaturasi). Banyak enzim berfungsi optimal dalam batas-batas suhu antara 25oC sampai 37oC. Enzim pada suhu rendah menyebabkan reaksi berlangsung lambat. Pada suhu yang jauh lebih rendah (0oC) daripada suhu optimum, enzim dapat mengalami proses inakviasi sehingga aktifitas katalitiknya terganggu, sedangkan pada suhu tinggi (melewati suhu optimum) enzim akan denaturasi. Kenaikan suhu sebelum mencapai titik di mana enzim akan dernaturasi menyebabkan kecepatan reaksi akan meningkat. Sebagian besar enzim terdenaturasi pada suhu di atas 60C. Dilihat dari grafik yang ada, data kami tidak sesuai dengan teori yang ada di mana pada suhu 0C, kerja enzim amilase maksimal dimana seharusnya pada suhu 0C, enzim tidak stabil dan dapat mengalami inaktivasi. Selain itu pada suhu 100C, seharusnya enzim sudah mengalami denaturasi sehingga aktivitas enzim harus menurun. Ketidaksesuaian hasil praktikum kami dengan teori yang ad dikarenakan pengerjaan yang kurang teliti (tidak kuantitatif).

5. 2

Pengaruh Kadar Enzim Terhadap Aktivitas Enzim Pada konsentarsi substrat tertentu, bertambahnya konsentrasi enzim secara bertingkat akan meningkatkan kecepatan reaksi enzimatis. Jadi semakin besar volume atau konsentrasi enzim, semakin tinggi pula aktivitas enzim dalam

memecah substrat yang dikatalis nya.Hal ini dapat dilihat hubungan antara selang waktu pengamatan dan konsentasi enzim dan kecepatan reaksi enzimatik yang ditalisis enzim tersebut. Pengenceran air suling berfungsi agar absorbansinya dari zat tersebut dapat terbaca dengan menggunakan

spektrofotometri. Pada percobaan ini digunakan air liur yang diencerkan 100 x, 200x, 300x, 400x, dan 500x dengan menggunakan air suling. Air liur yang digunakan adalah sebagai sumber enzim amilase. Amilase adalah enzim untuk memecah amilum atau pati. Dalam percobaan ini kami menggunakan variabel konsentrasi enzim untuk mengamati pengaruhnya terhadap aktivitas enzim. Pertama larutan pati di masukan ke dalam tabung blanko dan uji, kemudian di inkubasi pada suhu 37oC selama 5 menit. Setelah 5 menit tabung uji ditambahkan dengan air liur yang mengandung enzim amilase dan di inkubasi kembali pada suhu 37oC selama 1 menit. Pemilihan suhu ini karena pada suhu tersebut enzim dapat berkerja secara optimum. Dalam waktu 1 menit ini di harapkanenzim amilase sudah berkerja cukup lama untuk mendegradasi pati yang ada. Optimal di sini dalam pengertian bahwa pati yang di degradasi tidak terlampau sedikit, juga tidak terlampau banyak. Setelah itu ditambahkan larutan iodium yang akan bereaksi dengan pati membentuk warna biru tua. Jadi semakin banyak sisa pati yang ada, maka warna larutan menjadi semakin gelap. Setelah itu masing-masing zat dalam tabung tersebut diencerkan menggunakan air suling. Adapun pengenceran ini berfungsi aga absorbansi dari zat tersebut dapat terbaca dengan menggunakan spektrofotometer. Setelah diencerkan, larutan tersebut kemudian di uji daya absorbansinya menggunakan alat spektrofotometer. Alat spektrofotometer ini berguna untuk mengukur jumlah atau kuantitas sinar yang di serap oleh suatu larutan pada panjang gelombang tertentu. Biasanya pada larutan pekat atau yang berwarna gelap maka absorbansinya akan besar, sebaliknya pada larutan encer atau yang berwarna terang maka absorbansinya akan kecil.

Pada percobaan yang kami lakukan, didapatkan hasil sebagai berikut : 1. Pada penggunaan air liur yang telah diencerkan 100x, absorbansi pada blanko 0,195. Absorbansi pada uji 0,009. Selisih absorbansi atau A/menit (v) dari data kelompok kami adalah 0,180. 2. Pada penggunaan air liur yang telah diencerkan 200x, absorbansi pada blanko 0,147. Absorbansi pada uji -0,004. Selisih absorbansi atau A/menit (v) dari data kelompok kami adalah 0,151. 3. Pada penggunaan air liur yang telah diencerkan 300x, absorbansi pada blanko 0,163. Absorbansi pada uji 0,053. Selisih absorbansi atau A/menit (v) dari data kelompok kami adalah 0,110. 4. Pada penggunaan air liur yang telah diencerkan 400x, absorbansi pada blanko 0,274. Absorbansi pada uji 0,033. Selisih absorbansi atau A/menit (v) dari data kelompok kami adalah 0,241. 5. Pada penggunaan air liur yang telah diencerkan 500x, absorbansi pada blanko 0,185. Absorbansi pada uji 0,033. Selisih absorbansi atau A/menit (v) dari data kelompok kami adalah 0,152. Dilihat dari grafik diatas, maka hasil yang kami dapat tidak sesuai dengan teori yang ada, dimana seharisnya teori yang benar adalah : 1. Jika kadar enzim menurun (semakin encer) maka selisih absorbansinya juga menurun. 2. Hasil absorbansi blanko lebih besar dari absorbansi uji karena pada tabung uji larutan pati sudah bereaksi dengan enzim amylase pada air liur. 3. Jika kadar enzim menurun, maka aktivitas enzim semakin menurun.

BAB VI KESIMPULAN

y y

Enzim adalah katalisator yang bekerja sangat spesifik. Faktor - faktor yang mempengaruhi kerja enzim antara lain: suhu, pH, konsentarsi enzim, konsentrasi substrat, dan inhibitor.

y

Enzim pada suhu rendah berlangsung lambat, sedangkan di atas suhu optimum enzim akan terdenaturasi. Suhu optimum enzim antara 25C - 37C.

y

Semakin tinggi kadar enzim, maka aktivitas enzim semakin tinggi. Sebaliknya semakin rendah kadar enzim, maka aktivitas enzim semakin rendah.

DAFTAR PUSTAKA

y

Iswari, Retno Sri & Ari Yuniastuti. 2006. Biokimia. Graha Ilmu : Yogyakarta.

y

Toha, Abdul Hamid A.. 2005. Biokimia : Metabolisme Biomolekul. Alfabeta : Bandung.

y

Wirahadikusumah, Muhamad. 2001. Biokimia protein, enzim, dan asam nukleat. ITB : Bandung.

y

Yazid, Estien. dan Nursanti, Lisda. 2006. Penuntun Praktikum BIOKIMIA untuk Mahasiswa Analis. Yogyakarta. Andi. Yogyakarta.

y

Poedjiadi, Anna dan Supriyanti, Titin. 2005. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta. Universitas Indonesia Press