PERANAN ENZIM KATALASE

A. TUJUAN

1. Menyelidiki peranan enzim katalase

2. Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim

3. Mengetahui serta memahami reaksi-reaksi kimia yang terjadi pada

pengujian enzim katalase

B. DASAR TEORI

1) Enzim Katalase

Enzim adalah senyawa yang dibentuk oleh sel tubuh organisme. dalam sel

enzim ini diproduksi oleh organel badam mikro peroksisok. Enzim juga

bisa disebut senyawa yang dibentuk secara alamiah oleh tubuh organisme.

Enzim ini memiliki peranan dalam membantu proses penting di dalam

tubuh organisme tersebut. Dalam lingkup ilmu pengetahuan, enzim

diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis. Pengelompokkan ini didasarkan

pada beberapa hal antara lain fungsi biologis enzim, susunan gugus enzim,

tingkat kelarutan serta struktur 3 dimensi enzim itu sendiri. Salah satu

jenis enzim yang memiliki peranan yang cukup penting adalah enzim

katalase. Enzim ini berperan dalam mengurai H2O2 atau Hidrogen

Peroksida yang apabila tidak diurai akan menjadi senyawa beracun.

L 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

1

radikal bebas yang jika tidak diurai akan membuat membran sel di dalam

tubuh rusak dan memancing penyakit semacam kanker dan juga

arterosklerosis.

L Fungsi Enzim Katalase

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.

2

2) Larutan H2O2

Gambar 2 . Larutan H2O2

Hidrogen peroksida (H2O2) adalah cairan bening , agak lebih kental

daripada air, yang merupakan oksidator kuat. Senyawa ini ditemukan oleh

Louis Jacques Thenard di tahun 1818. Sebagai bahan kimia anorganik

dalam bidang industri, teknologi yang digunakan untuk Hidrogen

Peroksida adalah auto oksidasi Anthraquinone. Dengan ciri khasnya yang

berbau khas keasaman dan mudah larut dalam air, dalam kondisi normal

(ambient) kondisinya sangat stabil dengan laju dekomposisi kira-kira

kurang dari 1% per tahun. Salah satu keunggulan Hidrogen Peroksida

dibandingkan dengan oksidator yang lain adalah sifatnya yang ramah

lingkungan karena tidak meninggalkan residu yang berbahaya. Kekuatan

oksidatornya pun dapat diatur sesuai dengan kebutuhan.

Hidrogen peroksida, atau H2O2, adalah larutan asam lemah

berwarna biru muda. Larutan hidrogen peroksida umumnya dijual dengan

konsentrasi dari 3 hingga 10 persen. Hidrogen peroksida bisa digunakan

untuk berbagai keperluan mulai dari merawat rambut hingga memutihkan

gigi. Berikut adalah beberapa kegunaan hidrogen peroksida.

Memutihkan Pakaian

Para arkeolog menggunakan hidrogen peroksida untuk membersihkan

dan memutihkan tulang hasil penemuan mereka.Meskipun mungkin tidak

3

membutuhkannya untuk memutihkan tulang, Anda dapat menggunakan

hidrogen peroksida untuk memutihkan cucian.Tuangkan hidrogen

peroksida langsung ke mesin cuci membantu memutihkan

pakaian.Hidrogen peroksida juga efektif digunakan untuk menghilangkan

noda darah yang masih segar dari pakaian.

Menghijaukan Tanaman

Agar tanaman hias tumbuh lebih hijau dan subur, campurkan 1 sdm.

hidrogen peroksida dengan 1 cangkir air dan semprotkan pada tanaman

hias.Hidrogen peroksida bertindak sebagai suplemen oksigen bagi

tanaman serta membantu mencegah jamur tanah, karena memiliki sifat

anti-jamur.

Pembasmi Kuman

Hidrogen peroksida ketika dicampur dengan air mampu bertindak

sebagai pembasmi kuman.Tuangkan atau semprotkan campuran hidrogen

peroksida ini pada berbagai permukaan seperti dapur, perlengkapan kamar

mandi, gagang pintu untuk membunuh kuman.

Obat Jerawat

Hidrogen peroksida juga efektif untuk membersihkan jerawat.Oleskan

kapas yang telah dibasahi dengan larutan kimia ini pada jerawat beberapa

kali sehari untuk mengeringkan jerawat.

Pembunuh Jamur

Rendam kaki atau kuku yang terkena jamur dalam larutan hidrogen

peroksida dengan air pada perbandingan yang sama. Lakukan secara

teratur, metode ini akan membunuh jamur secara efektif.

Pembersih Luka

Hidrogen peroksida dapat digunakan untuk tujuan medis sebagai

pembersih luka dan membersihkan jaringan mati akibat luka.

4

3) Larutan HCL

Gambar 3. Larutan HCL

Asam klorida adalah larutan akuatik dari gas hidrogen klorida

(H Cl ). Ia adalah asam kuat, dan merupakan komponen utama dalam asam

lambung. Senyawa ini juga digunakan secara luas dalam industri. Asam

klorida harus ditangani dengan wewanti keselamatan yang tepat karena

merupakan cairan yang sangat korosif. Asam klorida pernah menjadi zat

yang sangat penting dan sering digunakan dalam awal sejarahnya. Ia

ditemukan oleh alkimiawan Persia Abu Musa Jabir bin Hayyan sekitar

tahun 800. Senyawa ini digunakan sepanjang abad pertengahan oleh

alkimiawan dalam pencariannya mencari batu filsuf, dan kemudian

digunakan juga oleh ilmuwan Eropa termasuk Glauber, Priestley, and

Davy dalam rangka membangun pengetahuan kimia modern.

Larutan asam klorida atau yang biasa kita kenal dengan larutan HCl dalam

air, adalah cairan kimia yang sangat korosif dan berbau menyengat. HCl

termasuk bahan kimia berbahaya atau B3. Di dalam tubuh HCl diproduksi

dalam perut dan secara alami membantu menghancurkan bahan makanan

yang masuk ke dalam usus.

5

L Kegunaan Asam Klorida dalam kehidupan

Asam klorida digunakan pada industri logam untuk menghilangkan

karat atau kerak besi oksida dari besi atau baja.

Sebagai bahan baku pembuatan vinyl klorida, yaitu monomer

untuk pembuatan plastik polyvinyl chloride atau PVC.

HCl merupakan bahan baku pembuatan besi (III) klorida (FeCl3)

dan polyalumunium chloride (PAC), yaitu bahan kimia yang

digunakan sebagai bahan baku koagulan dan flokulan. Koagulan

dan flokulan digunakan pada pengolahan air.

Asam klorida dimanfaatkan pula untuk mengatur pH (keasaman)

air limbah cair industri, sebelum dibuang ke badan air penerima.

HCl digunakan pula dalam proses regenerasi resin penukar kation

(cation exchange resin).

4) Larutan KOH

Kalium hidroksida adalah basa kuat yang terbuat dari logam alkali kalium

yang bernomor atom 19 pada tabel periodik. Ada beberapa cara membuat KOH

yaitu :

Membuat kalium hidroksida dari logam. Meskipun bukan cara yang baik

secara komersial dalam mempersiapkan kalium hidroksida, logam kalium

dapat dikombinasikan dengan air (ini berbahaya) untuk bereaksi hingga

menghasilkan kalium hidroksida dan hidrogen.

2 K + 2 H ₂ O —–> 2 KOH + H ₂

Ketika logam kalium  kontak dengan air, begitu banyak panas yang

dihasilkan  dan menyemburkan api hidrogen . Bahkan sepotong kalium

ukuran kacang polong bereaksi dengan cara ini. Sangat berbahaya ! Akan

terjadi ledakan

Membuat kalium hidroksida dari abu kayu. . Kalium karbonat, jika

dipanaskan kuat, mengeluarkan gas karbon dioksida, memproduksi oksida

kalium. Mereaksikan oksida dengan air menghasilkan kalium hidroksida.

K ₂ CO ₃ ——>K ₂ O + CO ₂

K ₂ O + H ₂ O ——>2 KOH

6

Ikuti prosedur ini  dengan menggunakan tungku saat memanaskan kalium

karbonat.

Elektrolisis larutan kalium klorida dalam sistem elektrolisis.

Elektrolisis larutan kalium klorida sehingga menghasilkan gas klor pada

satu elektroda dan kalium hidroksida pada yang lain. Gas dibiarkan hingga

lepas ke atmosfer. Reaksi adalah:

2 KCl + 2 H ₂ O —->2 KOH + Cl ₂ + H ₂

Terbentuk gas hidrogen pada katoda, seperti halnya kalium hidroksida,

sedangkan terbentu gas klor pada anoda.

Siapkan kalium hidroksida dari senyawa lain-lain.

Kalium hidroksida dapat dibuat (meskipun tidak praktis) dari hidrida,

acetylide, azida, dan sejumlah senyawa lainnya. Misalnya, azida , K ₃N

bereaksi dengan air untuk membentuk hidroksida kalium, gas amoniak, dan

panas:

2 K ₃N + 6 H2O —–>6 KOH + 2 NH3 + panas

C. ALAT & BAHAN

ALAT BAHAN

Tabung Reaksi Larutan H2O2

Pipet Ukur Larutan HCL

Tabung Ukur Larutan KOH

Gelas Kimia Aquades

1 Set alat penumbuk Hati ayam

Kaki Tiga Sabun Cuci

Kassa

Lampu Spiritus

Penjepit Tabung

Korek api

Tissu

Pisau

Kertas koran

Plastik

7

D. CARA KERJA

1. Buatlah potongan hati ayam dengan ukuran 1cmx 0.5cmx 0.5cm

2. Haluskan tiap-tiap potongan hati ayam dengan alat penumbuk

3. Siapkan tiga tabung reaksi dan berilah label A sampai dengan C

4. Siapkan 2ml ekstrat hati,masukkan pada masing-masing tabung.

Tambahkan 2ml larutan H2O2 kedalam tiga tabung reaksi tersebut.

5. Selanjutnya pada tabung A ditambahkan 2ml larutan H2O2 , pada

tabung B ditambahkan dengan 10 tetes HCL pekat , pada tabung C

ditambahkan dengan 10 tetes KOH 20%

6. Segera tutup tabung reaksi menggunakan ibu jari (pastikan tabung

benar-benar tertutup rapat).

7. Sementara anggota kelompok yang lain membakar lidi (obat nyamuk

bakar ) hingga muncul bara api.

8. Sesudah bara api siap , buka perlahan-lahan tabung reaksi dan letakkan

bara api kedalam mulut tabug reaksi .

9. Amati pembentukan gelembung pada tabung dan keadaan bara api

pada ketiga tabung tersebut .

10. Catat perubahan yang terjadi pada table pengamatan.

E. TABEL PENGAMATAN

Tabung

ReaksiKeadaan Gelembung Keadaan Bara Api

A ++++ +++

B + +

C - -

Catatan :

Isilah kolom keadaan gelembung dan bara api dengan tanda berikut .- : bila tidak ada+ : bila sedikit++ : bila sedang+++ : bila banyak++++ : bila banyak sekali

8

F. PERTANYAAN

1. Pada perlakuan manakah pembentukan gelembung gas paling banyak?

Mengapa demikian?

2. Gas apakah yang terbentuk dari reaksi tersebut? Jelaskan berdasarkan hasil

percobaan!

3. Faktor apakah yang mempengaruhi kerja enzim katalase? Jelaskan

berdasarkan hasil percobaan!

4. Bagaiman kesimpulan dari hasil percobaan yang anda lakukan?

JAWABAN :

1. Pada ekstrak hati dan H2O2, karena di dalam hati mengandung enzim

katalase yang berguna untukmenetralkan racun dimana hanya dapat

bekerja optimal pada pH netral. kita dapat bekerja optimal pada pH netral

Sedangkan pada campuran hati dengan KOH dan HCl tidak akn

menghasilkan gelembung yang terlalu banyak, karena pH larutan menjadi

basa dan asam.

2. Gas O2 oksigen karena apabila hati di tambah H2O2 lalu di buka,makaakan

timbul gelembung gas O2.di mana apabila di tempatkan bara di atas tabung

tadi sehingga bara tersebut menyala yang membuktikan bahwa reaksi

pembakaran tadi menghasilkan O2

3. Suhu : dimana enzim katalase tidak akan bekerja secara

optimal pada suhu tinggi.karena kita ketahui bahwa enzim katalase akan

bekerja pada suhu netral.

Faktor pH : Enzim katalase akan bekerja optimal pada pH netral.

4. Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa

enzim katalase berperan dalam penguraian racun dari H2O2 menjadi H2O2

dan O2 , dimana kerjanya dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu

Suhu dimana enzim katalase tidak akan bekerja optimal pada suhu

tinggi.

pH dimana enzim katalase akan bekerja optimal pada pH netral.

Hal itu dapat dibuktikan dengan banyaknya gelembung dan nyala bara

api.

9

Dimana semakin banyak gelembung gas dan semakin terang nyala bara api

berarti kerja enzim katalase akan semakin cepat dan begitu pula sebaliknya

karena salah satu kerja enzim yaitu sebagai katalisator/pemercepat reaksi

G. PEMBAHASAN

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 à 2H2O + O2

Hal ini dapat dibuktikan dengan percobaan.  Percobaan ini dilakukan

dengan menggunakan hati ayam. Hati ayam digunakan karena banyak

mengandung enzim katalase.  Hati ayam kemudian dibuat ekstrak.  Yang terjadi

pada ekstrak saat diberi perlakuan adalah sebagai berikut :

Pada hati ayam

1.      Ekstrak ditambah H2O2 (hidrogen peroksida)

Saat ekstrak diberi H2O2 terjadi gelembung-gelembung udara yang banyak

sekali.  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 HCl dan H2O2

Pertambahan HCl disini dimaksudkan untuk membuat ekstrak dalam keadaan

terlalu asam.  Kemudian ditambah H2O2 ternyata terbentuk gelembung udara

yang sedikit, tetapi ketika dimasukkan bara api ke dalamnya terjadi nyala api

hanya sedikit.  Hal ini menunjukkan bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja

dengan cara optimal dalam kondisi terlalu asam.

3.      Ekstrak ditambah KOH dan H2O2

Penambahan KOH disini dimaksudkan untuk membuat ekstrak dalam keadaan

terlalu basa.  Kemudian ditambah H2O2 ternyata terbentuk gelembung  udara

yang sedikit, saat bara api dimasukkan ke dalamnya tidak terjadi nyala api. 

10

Hal ini membuktikan bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja secara optimal

dalam kondisi terlalu basa.

H. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa

enzim katalase berperan dalam perubahan H2O2 yang menghasilkan O2 dimana

kerjanya dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu

Suhu dimana enzim katalase tidak akan bekerja optimal pada suhu tinggi.

pH dimana enzim katalase akan bekerja optimal pada pH netral.Hal itu

dapat dibuktikan dengan banyaknya gelembung dan nyala bara api.

Dimana semakin banyak gelembung gas dan semakin terang nyala bara api

berarti kerja enzim katalase akan semakin cepat dan begitu pula sebaliknya

karena salah satu kerja enzim yaitu sebagai katalisator/pemercepat reaksi. Dan

dimana larutan bersifat basa dan asama akan mempengaruhi keadaan

gelembung yang dihasilkan yaitu gelembung yang dihasilkan banyak artinya

bahwa enzim katalase tidak dapat bekerja secara optimal dalam kondisi terlalu

basa dan terlalu asam.

11

DAFTAR PUSTAKA

Book

Sumardjo,Damin.2008.Pengantar Kimia.Anggota IKAPI:Jakarta

Marks,B.Dawan.2000.Biokimia Kedokteran Dasar.EGC:Jakarta

Web

Nikada.2013.http://kelasbiologiku.blogspot.com/2013/05/apa-itu-enzim-

katalse.html. 5 Februari 2013

Anonim.2013.http://www.amazine.co/12403/tips-sehat-alternatif-ketahui-

6-kegunaan-hidrogen-peroksida/. 3 April 2013

http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrogen_peroksida . 12 Februari 2006

Anonim.2009.http://anekailmu.blogspot.com/2009/06/mengenal-

kegunaan-larutan-asam-klorida.html. 8 Juni 2009

12

LAMPIRAN

1. 2.

Membuat 3 potongan hati ayam dengan ukuran yang sama.

Menghaluskan potongan hati ayam.

3. 4.

Menyiapkan 3 bahan dan 3 tabung reaksi. Menyiapkan dan memasukkan 2ml ekstrak hati ke dalam tabung reaksi.

5. 6.

Menambahkan laruran H2O2 pada 3 tabung reaksi yang berisi ekstrak hati ayam.

Menambahkan 2 ml larutan H2O2 pada tabung A

13

7. 8.

Menambahkan 10 tetes larutan HCl pada tabung B

Menambahkan 10 tetes larutan KOH 10% pada tabung C

9. 10.

Menutup ketiga tabung reaksi menggunakan alumunium foil.

Satu persatu bara api dimasukkan ke dalam tabung A,B dan C.

11.

HASIL AKHIR

14