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 + O2

Hal ini dapat dibuktikan dengan percobaan. Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan hati ayam. Hati ayam digunakan karena banyak mengandung enzim katalase. Kemudian semua itu dibuat ekstrak. Yang terjadi pada ekstrak saat diberi perlakuan adalah sebagai berikut :

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. 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. Cara kerja yang dilakukan enzim 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.

• Pada Hati + H2O2( hidrogen peroksida )

Saat hati 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 ), sedangkan pada waktu dimasukkan lidi membara ke dalamnya, timbul nyala api. 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.

• Pada Hati + HCL + H2O2

Pada percobaan yang kedua kami menggunakan tambahan HCL yang dimaksudkan agar keaadaan hati menjadi terlalu asam. Dan dalam hasil pengamatan dapat dilihat bahwa tidak jauh berbeda hasilnya dari percobaan Hati + H2O2 yang berfungsi sebagai pembanding akan tetapi yang terjadi hanya ada sedikit gelembung itu 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.

• Pada Hati + NaOH + H2O2

Pada percobaan yang ketiga kali ini Hati dengan H2O2 ditambah lagi dengan NaOH. 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 ) tetapi saat bara api dimasukkan ke dalamnya tidak terjadi nyala api. Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja secara optimal dalam kondisi yang terlalu basa.

• Pada Hati ( direbus ) + H2O2

Pada percobaan yang keempat ekstrak hati direbus terlebih dahulu kemudian setelah itu ditambah dengan H2O2 .Dan yang terjadi gelembung muncul hanya

sedikit sekali dan ketika bara api dimasukkan kedalam tabung reaksi juga tidak timbul nyala api. Hal ini disebabkan karena protein di dalam enzim katalase yang terdapat di ekstrak telah rusak sehingga tidak dapat menguraikan H2O2 menjadi H2O dan O2. Itu membuktikan juga bahwa dimana enzim katalase tidak akan bekerja secara optimal pada suhu tinggi.karena kita ketahui bahwa enzim katalase akan bekerja pada suhu netral

• Pada Hati ( didinginkan ) + H2O2

Pada percobaan yang kelima ini berbanding terbalik dengan percobaan keempat sebelumnya tadi karena ekstrak hati didinginkan terlebih dahulu setelah itu ditambah dengan H2O2 mendapatkan hasil terlihat keadaan gelembung yang sangat sedang dan ketika dimasukkan bara api kedalamnya ternyata hanya menyala sedikit sangat berbeda keadaannya apabia dibandingkan dengan hati saat dididihkan.Itu membuktikan juga bahwa dimana enzim katalase tidak akan bekerja secara optimal pada suhu tinggi.karena kita ketahui bahwa enzim katalase akan bekerja pada suhu netral akan tetapi jika suhu sedikit dinggin ternyata hasilnya juga kurang optimal yaitu hanya ada sedikit gelembung dan nyala api yang sedikit.

HIPOTESIS

1. Dari Pengamatan Yang dilakukan Maka dapat dituliskan Persamaan Reaksi kimia yang terjadi adalah sebagai berikut : a. Tabung 1 : Katalase + 2H2O2 → 2H2O + O2

b. Tabung 2 : Katalase + HCl + 2H2O2 → 2H2O + 2O2+HCl

c. Tabung 3 : Katalase + NaOH + 2H2O2 → 2H2O + 2O2+NaOH

d. Tabung 4 : Katalase + air panas + 2H2O2 →2 H2O + O2

e. Tabung 5 : Katalase + air dingin +2H2O2 → 2H2O + O2

2. Ketika ekstrak hati ayam dicampurkan dengan H2O2 (Hidrogen Peroksida) maka akan terbentuk reaksi berupa gelembung-gelembung pada tabung reaksi, hal tersebut menandakan bahwa enzim katalase yang terdapat dalam hati ayam dapat mengubah H2O2 menjadi H2O.

3. Enzim katalase dapat bekerja optimal pada pH netral ( 7 ) sampai pH basa lemah

4. Suhu optimal agar enzim katalase dapat bekerja dengan baik adalah pada suhu ruangan (25-30drjt C)

5. Konsentrasi hati ayam dan larutan H2O2 sangat berpengaruh terhadap kerja enzim katalase.

Susunan Enzim Katalase 

Enzim katalase ini terdiri atas 4 gugusan heme. Ia ada pada tulang, ginjal, membran mukosa dan juga hati. Adapun aktifitas enzim katalase ini ditemukan di wilayah mitokondria, peroksosom dan juga sutoplasma. Enzim katalase ini mempunyai 4 rantai polupeptida yang pada masing-masing rantainya tersusun atas kurang lebih 500 asam amino. Selain itu, enzim katalase ini juga mempunyai empat kelompok ehem yang terbentuk dari cincin protoporphyrin. Cincin ini mengandung atom besi yang tunggal. Adapun berat molekul tersebut sekitar 118.054,25 gram/mol.

Enzim katalase ini dimasukkan ke dalam golongan enzim hidroperoksidase dimana ia melindungi tubuh organisme dari senyawa peroksida yang berbahaya. Penumpukan senyawa ini bisa memancing radikal bebas yang jika tidak diurai akan membuat membran sel di dalam tubuh rusak dan memancing penyakit semacam kanker dan juga arterosklerosis. 

Fungsi Enzim Katalase 

Seteperti telah dijelaskan sebelumnya, enzim katalase ini berperan dalam mengurai senyawa peroksida yanga da du dalam tubuh. Lebih detil, senyawa tersebut bernama Hidrogen Peroksida atau H2O2. Ia merupakan hasil peranapasan dan terdapat di dalam sel-sel organisme. 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: 

1. 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.

2. 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.

3. 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.

Enzim 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 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.

HIPOTESIS

1.     Enzim katalase dapat bekerja optimal pada pH netral ( 7 )

sampai pH basa lemah

2.     Suhu optimal agar enzim katalase dapat bekerja dengan baik

adalah pada suhu ruangan (25-30drjt C)

3.     Konsentrasi hati ayam dan larutan H2O2sangat berpengaruh

terhadap kerja enzim katalase.

  ENZIM KATALASE

Enzim katalase adalah salah satu jenis enzim yang umum ditemui

di dalam sel-sel makhluk hidup. Enzim katalase berfungsi untuk

merombak hydrogen peroksida yang bersifat racun yang

merupakan sisa / hasil sampingan dari proses metabolisme.

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- .

Enzim katalase merupakan hemoprotein yang mengandung 4

gugus hem.

Aktivitas enzim katalase :

1.     Aktivitas peroksidase, mengoksidasi senyawa yang analog

dengan substrat

2.     Aktivitas katalase, enzim ini mampu menggunakan satu molekul

H2O2 sebagai substrat atau donor electron dan molekul H2O2 yang

lain sebagai oksidan atau akseptor electron.

2 H2O2 + enzim katalase  2 H2O + O2

Enzim katalase dapat ditemukan di darah, sumsum tulang,

membrane mukosa, ginjal dan hati.

C.     DERAJAT KEASAMAN (pH)

Enzim 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).  Di

luar pH optimal, kenaikan atau penurunan pH menyebabkan

penurunan aktivitas enzim dengan cepat.

D.    Suhu

Enzim menjadi rusak bila suhunya terlalu tinggi atau rendah.  Hal

ini disebabkan karena enzim memiliki sifat termolabil (tidak tahan

panas). Protein akan mengental atau mengalami koagulasi bila

suhunya terlalu tinggi (panas).

Peningkatan suhu diatas suhu optimum menyebabkan putusnya

ikatan hydrogen dan ikatan lain yang merangkai molekul enzim,

sehingga enzim mengalami denaturasi. Denaturasi adalah

rusaknya bentuk tiga dimensi enzim yang menyebabkan enzim

tidak dapat lagi berikatan dengan substratnya.

E.     Konsentrasi Enzim

Konsentrasi enzim katalase juga mempengaruhi kecepatan

reaksi. Semakin besar konsentrasi enzim katalase, semakin cepat

pula reaksi yang berlangsung. Dengan kata lain, konsentrasi

enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi.

F.     Konsentrasi substrat

Bila konsentrasi enzim dalam keadaan tetap, kecepatan reaksi

akan meningkat dengan adanya peningkatan konsentrasi

substrat. Namun, apada saat semua sisi aktif semua enzim

bekerja, penambahan substrat tidak dapat meningkatkan

kecepatan reaksi enzim.

Pada praktikum kali ini kita menggunakan hati ayam sebagai

bahan percobaan, karena hati ayam banyak mengandung enzim

katalase. Hasil dari percobaan yang terdapat pada tabung reaksi

adalah gelembung yang mengandung gas oksigen. Dan apabila

kita menempatkan bara di dalam tabung reaksi, maka bara

tersebut akan menyala, ini membuktikan bahwa reaksi

pembakaran tadi menghasilkan oksigen (O2). Tetapi tidak semua

tabung reaksi menghasilkan gelembung dan menyala apabila

ditempatkan bara di atasnya. Ada juga bara yang mati setelah di

tempatkan di atas tabung reaksi

 1 potong hati ayam + 2ml H2O2

Saat larutan H2O2 dimasukkan, terjadi pembentukan gelembung-

gelembung udara sebanyak 53ml dalam waktu 2menit. Hal itu

membuktikan bahwa di dalam hati ayam yang masih segar

terdapat banyak peroksisom sehingga menghasilkan enzim

katalase dalam jumlah banyak. Enzim katalase ini kemudian

menguraikan senyawa hydrogen peroksida menjadi air dan

oksigen. Dengan gelembung-gelembung udara yang terbentuk

membuktikan bahwa enzim katalase dapat menguraikan senyawa

hydrogen peroksida menjadi H2O.

Pada saat memasukkan bara api kedalam tabung reaksi , bara api

tetap menyala tetapi dala intensitas yang sedikit. Hal ini

membuktikan bahwa enzim katalase dapat menguraikan senyawa

hydrogen peroksida menjadi O2.

 1 potong hati ayam + NaOH + 2ml H2O2

dihasilkan gelembung dalam intensitas sedang dan bara api juga

menyala sedang. Hal tersebut menunjukkan bahwa enzim

katalase dalam hati tidak bekerja dengan normal, karena tidak

dipecahkannya senyawa H2O2menjadi air dan oksigen. Hal

tersebut disebabkan karena terjadinya denaturasi. Denaturasi

enzim perlakuan ini disebabkan oleh penambahan NaOH yang

merubah kondisi di sekitar molekul menjadi kondisi basa. Derajat

keasaman (pH) sangat mempengaruhi aktivitas enzim, sehingga

kondisi basa tersebut merusak enzim katalase yang bekerja pada

pH netral.

 1 potong hati ayam + HCl + 2ml H2O2

dihasilkan gelembung dalam kategori sedikit namun bara api juga menyala dalam intensitas sedang. Hal tersebut menunjukkan bahwa enzim katalase dalam hati tidak bekerja, karena tidak dipecahkannya senyawa H2O2 menjadi air dan oksigen. Hal tersebut disebabkan karena terjadinya denaturasi. Denaturasi merupakan rusaknya bentuk tiga dimensi enzim yang menyebabkan enzim tidak dapat lagi berikatan dengan substratnya sehingga aktivasi enzim menurun atau hilang. Denaturasi enzim perlakuan ini disebabkan oleh penambahan HCl yang merubah kondisi di sekitar molekul menjadi kondisi asam. Derajat keasaman (pH) sangat mempengaruhi aktivitas enzim, sehingga kondisi asam tersebut merusak enzim katalase yang bekerja pada pH netral.

 1 potong hati ayam 40C + 2ml H2O2

dihasilkan gelembung dalam intensitas banyak sekali dan bara api juga menyala besar. Hal ini menunjukkan bahwa pada suhu yang lebih tinggi kecepatan senyawa hydrogen peroksida meningkat, sehingga saat bertumbukan dengan enzim, energy molekul hydrogen peroksida berkurang. Hal ini memudahkan terikatnya molekul hidrogen peroksida pada sisi aktif enzim katalase.

 1 potong hati ayam 10C + 2ml H2O2

dihasilkan gelembung dalam intensitas banyak sekali dan bara api menyala besar sekali. Hal tersebut menunjukkan bahwa enzim katalase dalam hati masih bekerja, karena berhasil dipecahkannya senyawa H2O2menjadi air dan oksigen. Hasil dari perlakuan ini menunjukkan bahwa enzim katalase tidak rusak

dalam suhu rendah. Pada suhu rendah enzim hanya mengalami inaktif, dengan kata lain enzim akan bekerja kembali ketika telah mencapai suhu yang sesuai dan bertemu dengan substrat yang cocok (karena enzim bekerja secara spesifik).

 2 potong hati ayam + 2ml H2O2

dihasilkan gelembung dalam intensitas banyak sekali dan bara api menyala besar sekali dalam waktu yang sangat cepat. Hal tersebut membuktikan bahwa konsentrasi enzim juga mempengaruhi laru reaksi. Semakin besar konsentrasi enzim, semakin cepat pula reaksi yang berlangsung.

 1 potong hati ayam + 4ml H2O2

dihasilkan gelembung dalam intensitas banyak sekali dan bara api menyala besar. Hal ini membuktikan bahwa bila jumlah enzim dalam keadaan tetap kecepatan reaksi akan meningkat dengan adanya peningkatan 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.

XI.              Pertanyaan1.     Dalan kegiatan ini apa peranan dari hati ayam dan H2O2 ?

jelaskan !Peranan dari hati ayam adalah penghasil enzim katalase yang dapat memecah / menguraikan senyawa hydrogen peroksida menjadi air dan oksigen.Peranan H2O2 adalah sebagai substrat untuk reaksi ini.

2.     Pada percobaan mana terbentuk gelembung gas paling banyak? Jelaskan !Percobaan yang membentuk gelembung gas paling banyak adalah percobaan nomor 5 (1 potong hati ayam 10C + 2ml H2O2) karenabahwa enzim katalase dalam hati masih bekerja, karena berhasil dipecahkannya senyawa H2O2 menjadi air dan oksigen. Hasil dari perlakuan ini menunjukkan bahwa enzim katalase tidak rusak dalam suhu rendah. Pada suhu rendah enzim hanya mengalami inaktif, dengan kata lain enzim akan bekerja kembali ketika telah mencapai suhu yang sesuai dan bertemu dengan substrat yang cocok (karena enzim bekerja secara spesifik), dan nomor 6 (2 potong hati ayam + 2ml H2O2) karena konsentrasi

enzim katalase yang semakin besar maka akan menyebabkan gelembung gas bertambah banyak.

3.     a. Gas apakah yang terbentuk jelaskan !gas yang terbentuk adalah o2. Karena enzim katalase berfungsi memecah larutan h2o2 menjadi air dan gas o2.b.apa fungsi lidi membara pada kegiatan ini ?fungsi lidi membara adalah untuk menguji keberadaan gas o2 dalam tabung reaksi.

c.      Mengapa hati ayam pada tabung reaksi setelah ditetesi h202 harus ditutupi ?Agar gas o2 tidak keluar dari tabung reaksi dan agar dapat keluar dari tabung reaksi.

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. Enzym

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.

Enzim katalase pada manusia seperti mamalia, sapi maupun mikroba moderate (jamur)

misalnya, hanya dapat berfungsi diantara suhu 37-40º celcius. Jika suhu terlalu rendah (< 10º

celcius), maka enzim ini akan berhenti bekerja tetapi tidak mengalami kerusakan dan

akan  bekerja  kembali jika suhu telah normal. Begitu juga jika suhu terlalu tinggi ( > 40º celcius)

maka enzim ini akan mengalami denaturasi (kerusakan) sehingga tidak dapat digunakan kembali.

Reaksi-reaksi yang berlangsung didalam tubuh makhluk hidup terjadi pada suhu 270º celcius

misalnya pada tubuh hewan berdarah dingin, atau pada suhu 370º celcius misalnya pada hewan

berdarah panas. Pada suhu tersebut proses oksidasi akan berjalan lambat. Agar reaksi-reaksi

berjalan lebih cepat, maka diperlukan katalisator. Katalisator adalah zat yang mempercepat

reaksi tetapi zat tersebut tidak ikut bereaksi.  Katalisator didalam sel makhluk hidup disebut

biokatalisator atau enzim. Uji katalase digunakan untuk mengetahui aktifitas katalase pada

bakteri yang diuji. Kebanyakan bakteri memproduksi enzim katalase yang dapat

memecah H2O2 menjadi H2O dan O2. Enzim katalase diduga penting untuk pertumbuhan aerobik

karena H2O2 yang dibentuk dengan pertolongan berbagai enzim pernafasan bersifat racun

terhadap sel mikroba. Beberapa bakteri yang termasuk katalase negative adalah Streptococcus,

Leuconostoc, Lactobacillus dan Clostridium.

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. 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 .

Dari hasil pengamatan menunjukkan bahwa gelembung pada hati sapi lebih banyak

dibandingkan dengan jantung ayam, hal ini ditunjukkan pada saat ekstrak hati dicampur dengan

H2O2 sebanyak 6 tetes gelembung yang dihasilkan sangat banyak. Sedangkan pada ekstrak

jantung, dibutuhkan 12 tetes H2O2 baru menghasilkan gelembung dan gelembung yang

dihasilkan pun sangat sedikit dibandingkan dengan ekstrak hati.

Banyaknya gelembung pada organ hati menunjukkan bahwa didalam organ hati

mengandung banyak enzim katalase. Kandungan enzim katalase yang sangat banyak pada

ekstrak hati dikarenakan organ hati mengandung enzim katalase lebih banyak dari pada organ

vital yang lain dimana pada organ hati berfungsi sebagai penawar racun sehingga enzim katalase

yang diproduksi pun juga lebih banyak dibandingkan organ-organ lain yang selanjutnya enzim

katalase didalam hati mampu menghidrolisis H2O2 dari senyawa yang beracun menjadi senyawa

yang  tidak berbahaya bagi tubuh.

 Bara api yang tetap menyala menunjukkan bahwa terjadi reaksi dari pengubahan

H2O2  menjadi air dan oksigen. Oksigen inilah penyebab utama terbentuknya bara api. Sedangkan

gelembung yang terbentuk merupakan gas O2hasil dari reaksi hidrolisis. Oksigen merupakan gas

yang dapat memperbesar nyala api dan ketika bara api dimasukkan kedalam tabung reaksi bara

tersebut menyala dan apinya semakin membesar.

Menurut Wirahadikusumah (1989) reaksi katalase positif bila menghasilkan

gelembung-gelembung oksigen karena adanya pemecahan H2O2 (hidrogen

peroksida) oleh enzim katalase yang dihasilkan oleh bakteri itu sendiri.

Komponen H2O2 ini merupakan salah satu hasil respirasi aerobik bakteri, hasil

respirasi tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri karena bersifat

toksik bagi bakteri itu sendiri. Oleh karena itu, komponen ini harus dipecah

agar tidak bersifat toksik lagi. Bakteri katalase positif akan memecah

H2O2 menjadi H2O dan O2 dimana parameter yang menunjukkan adanya

aktivitas katalase tersebut adalah adanya gelembung-gelembung oksigen

seperti pada percobaan yang telah dilakukan. Dengan enzim katalase,

H2O2 diurai dengan reaksi sebagai berikut.

2H2O2   Þ       2H2O   +          O2

Uji katalase merupakan suatu pengujian terhadap bakteri tertentu

untuk mengetahui apakah bakteri tersebut merupakan bakteri aerob, anaerob

fakultatif, atau anaerob obligat dan digunakan untuk mengetahui kemampuan

mikroorganisme untuk menguraikan hidrogen peroksida dengan

menghasilkan enzim katalase. Bakteri yang memerlukan oksigen

manghasilkan hidrogen peroksida (H2O2) yang sebenarnya beracun bagi

bakteri sendiri. Namun dapat tetap hidup dengan adanya anti metabolit

tersebut karena mereka menghasilkan enzim katalase yang dapat mengubah

hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen (Hadioetomo, 1993). Uji katalase

digunakan untuk mengetahui aktivitas katalase pada sampel bakteri. Enzim

katalase berperan dalam memecah H2O2 (hidrogen peroksida) menjadi H2O

dan O2. Hasil uji katalase positif ditandai dengan adanya gelembung-

gelembung oksigen (Prasetyo 2011).

Klasifikasi enzim menurut International Enzyme Commission, yaitu : a.

Oksireduktase : beredar antara bentuk-bentuk oksidasi dan reduksinya jika

molekul – molekul substrat secara berturut – turut dioksidasi. Dehidrogenasa

adalah enzim redoks yang tidak mengguankan oksigen sebagai suatu

akseptor elektron. Peroksida : menggunakan H2O2 sebagai suatu akseptor

elektron.

H2O2       +       H2O2             Þ                 O2            +       2H2O

Substrat            akseptor     katalase              substrat              akseptor

Elektron teroksidasi                                   elektron tereduksi

b. Transferasa : enzim transaminasa (aminotransferasa) mengkatalisasi

pemindahan reversible dari suatu asam amino ke suatu asam keto.

Transaminasa tertentu juga berguna dalam diagnose penyakit – penyakit

istimewa. Misalnya jaringan jantung kaya akan transminasa oksato asam

glutamate (GOT) yang mengkatalisa reaksi. Jaringan hati kaya akan suatu

transaminasa yang sama. Tetapi asam piruvat tersangkut dan bukannya

asam oksaloasetat, c. Hidrolisa : biasanya digolongkan atas dasar ikatan

yang dihidrolisa. Beberapa peptidase seperti tripsin dan kimotripsin,

hubungannya dengan penentuan struktur protein primer, d. Liasa (Adisi dari

gugus pada suatu ikatan rangkap atau kebalikan dari reaksi tersebut)

contohnya : hidrasi dari ikatan asam fumarat oleh enzim furmarasa,

e. Isomerasa (keseimbangan antara dua isomer) contohnya : reaksi yang

dikatalisasikan oleh alanin  rasemasa, enzim yang ditemukan dalam bakteri,

f. Ligasa (pembentukan dari ikatan dengan pembelahan ATP) : enzim ini

mengkatalisakan reaksi yang membentuk iktan kimia, yang sering disebut

enzim sintetasa (Page, 1989).

BAB VPEMBAHASAN

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 H2O2menjadi H2O dan O2 dengan reaksi sebagai berikut :

2H2O2         2H2O + O2

Hal ini dapat dibuktikan dengan percobaan.Percobaan ini dilakukan dengan

menggunakan hati ayam.Hati ayam digunakan karena banyak mengandung enzim katalase. Yang

terjadi pada ekstrak saat diberi perlakuan adalah sebagai berikut :

1. Ekstrak ditambah H2O2 (hidrogen peroksida)

Saat ekstrak 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), sedangkan pada waktu dimasukkan lidi membara ke dalamnya, timbul nyala api. Hal

ini membuktikan bahwa H2O2 juga diuraikan menjadi oksigen (O2).

2. Ekstrak ditambah NaOH dan H2O2

Penambahan NaOH disini dimaksudkan untuk membuat ekstrak dalam keadaan terlalu

basa.  Kemudian ditambah H2O2ternyata terbentuk gelembung  udara yang sedang, saat bara api

dimasukkan ke dalamnya nyala api redup. Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase tidak

dapat bekerja secara optimal dalam kondisi terlalu basa.

3. Ekstrak ditambah HCl dan H2O2

Pertambahan HCl disini dimaksudkan untuk membuat ekstrak dalam keadaan terlalu

asam.  Kemudian ditambah H2O2 ternyata tidak terbentuk gelembung udara ketika dimasukkan

bara api ke dalamnya juga tidak terjadi nyala api. Hal ini menunjukkan bahwa enzim katalase

tidak dapat bekerja dalam kondisi terlalu asam.

4. Ekstrak dididihkan kemudian ditambah H2O2

Ekstrak yang dididihkan kemudian ditambah H2O2, ternyata timbul gelembung udara

yang sangat sedikit dan saat bara api dimasukkan  ke dalamnya juga tidak timbul nyala api. Hal

ini disebabkan karena protein di dalam enzim katalase yang terdapat di ekstrak telah rusak

sehingga tidak dapat menguraikan H2O2 menjadi H2O dan O2.

5. Ekstrak dimasukkan kedalam Es di tambah H2O2

Ekstrak yang dimasukkan kedalam es kemudian ditambah H2O2, ternyata menimbulkan

gelembung udara sangat banyak saat bara api di masukkan ke dalamnya, dan juga menimbulkan

nyala api terang.

BAB VI

PENUTUP

A. Kesimpulan

Enzim katalase bekerja dengan menguraikan H2O2 menjadi air (H2O) dan Oksigen (O2).

Enzim katalase akan rusak apabila bekerja pada suhu diatas 500C, dan pada kondisi asam

maupun basa.

B. Saran

1.      Dibutuhkan waktu yang lebih lama, dan waktu yang khusus (diluar jam pelajaran) untuk

melakukan percobaan ini agar kami lebih teliti dan intensif dalam menguji faktor yang

mempengaruhi kerja enzim.

2.      Dibutuhkan alat – alat yang lebih lengkap agar data hasil percobaan kami lebih akurat.

BAB V

PERTANYAAN

1. Bagaimanakah sifat H2O2?

H2O2 besifat korosif dan sangat berbahaya bagi tubuh karena mengandung bahan-bahan

anorganik yang tidak dibutukan bagi tubuh.

2. Mengapa pada percobaan ini menggunakan hati?

Karena hati adalah organ tubuh yang banyak mengandung enzim katalase yang dapat

nengubah H2O2 menjadi 2 H2O dan O2 yang tidak berbahaya bagi tubuh.

3. Apa yang anda ketahui tentang katalase, dimanakah dibuat dalam sel?

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.Enzim katalase dihasilkan di bagian mikro

tepatnya peroksisom.

4. Gelembung gas apakah yang terbentuk? tuliskan reaksi penguraiannya!

Gelembung gas yang terbentuk adalah gelembung hydrogen.Gelembung gas ini

terbentuk karena ion positif mengalami reaksi reduksi dan ion negatif mengalami

oksidasi.Contoh, pada laruutan HCl terjadi reaks ielektrolisis yang menghasilkan gas hidrogen

sebagaiberikut.

HCl(aq)      H+(aq)+Cl-(aq)

Reaksireduksi:2H+(aq)+2e- H2(g)

Reaksi oksidasi : 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-

5. Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase!

a.       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.

b.      Konsentrasi Substrat

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi enzim yang tetap, maka

pertambahan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepatan reaksi.

Untuk dapat terjadi kompleks enzim substrat, diperlukan adanya kontak antara enzim

dengan substrat.Kontak ini terjadi pada suatu tempat atau bagian enzim yang disebut bagian

aktif.Pada konsentrasi substrat rendah, bagian aktif enzim ini hanya menampung sedikit

substrat.Bila konsentrasi substrat diperbesar, makin banyak substrat yang dapat berhubungan

dengan enzim pada bagian aktif tersebut.Dengan demikian, konsentrasi kompleks enzim substrat

makin besar dan hal ini menyebabkan makin besarnya kecepatan reaksi.Namun dalam keadaan

ini, bertambah besarnya konsentrasi susbstrat tidak menyebabkan bertambah besarnya

konsentrasi kompleks enzim substrat, sehingga jumlah hasil reaksinya pun tidak bertambah

besar.

  

c.       Suhu

Oleh karena reaksi kimia dapat dipengaruhi oleh suhu, maka reaksi yang menggunakan

katalis enzim dapat dipengaruhi oleh suhu.Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat,

sedangkan pada suhu yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. Disamping itu, karena

enzim itu 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.

Peningkatan suhu meningkatkan reaksi enzim yang terkatalisis dan yang tidak terkatalisis

dengan cara meningkatkan energi kinetic dan frekuensi tubrukan dari besarnya molekul.

Bagaimanapun energy panas dapat meningkatkan energy kinetic dari enzim ke titik yang mana

kelebihan energy pelindung untuk dapat mengganggu interaksi non-kovalen yang berfungsi

mengatur struktur tiga dimensi dari enzim.Cincin polipeptida kemudian mulai terbuka atau

terdenaturasi, yang disertai dengan pengurangan kecepatan dari aktivitas katalisis.Pada

temperatur tertentu sebuah enzim berada dalam keadaan stabil, konformasi, kompetensor

katalisis tergantung suhu normal sel, yang mana enzim itu berada.Enzim pada umumnya stabil

pada temperatur 45-55oC.Sebaliknya, enzim pada mikroorganisme termofilik yang berada pada

sumber mata air panas gunung berapi, atau pada lubang hidrotermal bawah laut dapat stabil pada

suhu kurang lebih 100oC.

d.      Pengaruh Ph

Seperti protein pada umumnya, struktur ion enzim tergantung pada pH

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

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 aktifitas enzim. Terdapat suatu nilai pH tertentu atau

daerah pH yang dapat menyebabkan kecepatan reaksi paling tinggi.pH tersebut dinamakan pH

optimum.

e.       Pengaruh Inhibator

1.      Hambatan Reversibel

Molekul atau ion yang dapat menghambat reaksi dinamakan inhibitor.Hambatan terhadap

aktivitas enzim dalam suatu reaksi kimia mempunyai arti yang penting, karena hambatan

tersebut merupakan mekanisme pengaturan reaksi-reaksi yang terjadi pada tubuh.Disamping itu

hambatan dapat memberikan gambaran lebih jelas tentang mekanisme kerja enzim.Hambatan

reversible dapat berupa hambatan bersaing atau hambatan tidak bersaing.

a. Hambatan bersaing

Disebabkan karena adanya molekul yang mirip dengan substrat, yang dapat pula

membentuk kompleks, yaitu kompleks enzim inhibitor. Pembentukan kompleks enzim inhibitor

ini sama dengan pembentukan kompleks enzim substrat,

yaitu melalui penggabungan inhibitor dengan enzim pada bagian aktif enzim. Dengan demikian

terjadi persaingan antara inhibitor dengan substrat terhadap bagian aktif enzim.Inhibitor yang

menyebabkan hambatan bersaing disebut inhibitor bersaing. Inhibitor bersaing menghalangi

terbentuknya kompleks enzim substrat dengan cara membentuk kompleks enzim inhibitor yang

tidak dapat membentuk hasil reaksi P. Dengan demikian adanya inhibitor bersaing dapat

mengurangi peluang bagi terbentuknya kompleks enzim substrat dan hal ini menyebabkan

berkurangnya kecepatan reaksi.

b. Hambatan tidak bersaing

Tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi substrat dan inhibitor yang melakukannya

disebut inhibitor tidak bersaing.Dalam hal ini inhibitor dapat bergabung dengan enzim pada

suatu bagian enzim diluar bagian aktif.

Penggabungan antara inhibitor dengan enzim ini terjadi pada enzim bebas, atau pada

enzim yang telah mengikat substrat yaitu kompleks enzim substrat.

2.      Hambatan Irreversibel

Hambatan irreversible ini dapat terjadi karena inhibitor bereaksi tidak reversible dengan

bagian tertentu pada enzim, sehingga mengakibatkan berubahnya bentuk enzim.Dengan

demikian mengurangi aktivitas katalitik enzim tersebut.

a.       Konsentrasi Ion Hidrogen

Kecepatan dari hampir semua reaksi enzim yang terkatalisis menunjukkan ketergantungan

yang signifikan dari konsentrasi ion hydrogen.Kebanyakan enzim intraseluler menunjukkan

aktivitas optimal pada nilai pH 5 dan 9.Hubungan dari aktivitas konsentrasi ion H menunjukkan

keseimbangan antara denaturasi enzim pada pH yang tinggi dan rendah serta efek pada enzim,

substrat, atau keduanya.

b.      Ion Logam

Ion-ion logam, yang menjalankan peranan katalitik dan structural pada lebih seperempat dari

semua enzim yang dikenal dapat pula mengisi peranan pengatur, khususnya bagi reaksi dimana

ATP merupakan substrat. Kalau kompleks ATP ion logam tersebut merupakan substrat, aktifitas

maksimal secara khas akan terlihat pada rasio molar ATP terhadap logam di sekitar satu.

Kelebihan logam atau kelebihan ATP merupakan hambatan karena senyawa-senyawa nukleosida

di– dan trifosfat membentuk kompleks yang stabil dengan kation-kation dwi-valensi, konsentrasi

intraseluler nukleotida dapat mempengaruhi konsentrasi intraseluler ion-ion logam bebas dan

dengan demikian mempengaruhi pula aktivitas enzim-enzim tertentu.

c.       Efektor Alosterik

Aktivitas katalitik enzim-enzim pengatur tertentu diatur oleh efektor alosterik berbobot

molekul rendah yang umumnya tanpa atau mempunyai sedikit kemiripan structural dengan

substrat ataupun koenzim bagi enzim yang diatur itu.Inhibisi umpan balik merupakan istilah

yang mengacu pada penghambatan aktivitas suatu enzim dalam lintasan biosintesis oleh produk

akhir dari lintasan terakhir.