Laporan Praktikum Biokimia

Modul Biologi Molekuler

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI

KERJA ENZIM

Kelompok 9

Najmah Muhammad Kuddah

Muhammad Hanifi

Bayu Kusumawardhani

Dinda Larastika Riyanto

Nur Aisyah Rahmawati

Yudistira Salwaramadhan

Andira Hardjodipuro

Inayah Syafitri

Ika Julianti

Nizma Permaisuari

1106010622

1106010641

1106010742

1106013416

1106013662

1106015472

1106016323

1106016815

1106017181

1106017225

Fakultas Kedokteran

UNIVERSITAS INDONESIA

2012

1

PRAKTIKUM I

PENGARUH SUHU TERHADAP AKTIVITAS ENZIM

Tujuan

Membuktikan bahwa kecepatan reaksi enzimatik sampai suhu tertentu sebanding dengan

kenaikan suhu. Reaksi enzimatik mempunyai suhu optimum.

Tinjauan Pustaka

Hampir semua enzim pada tubuh manusia bekerja optimal pada suhu 37o karena pada

suhu yang lebih tinggi terjadi denaturasi protein. Kenaikan dari suhu 0o – 37o meningkatkan

kecepatan reaksi enzim sehingga menambah energy kinetic yang dihasilkan dan menambah

keoptimalan kerja enzim.1,2

Suhu yang tinggi akan meningkatkan benturan antar molekul yang menyebabkan

terjadinya suatu reaksi. Maka semakin tinggi suhunya reaksi yang terjadi akan semakin cepat.

Namun apabila suhunya terlalu tinggi maka enzim akan mengalami denaturasi.1

Alat dan Bahan

Tabung reaksi

Rak tabung reaksi

Es

Pemanas air

Microfuge

Penjepit tabung reaksi

Spektrofotometer

Air liur sebagai sumber amylase

Larutan pati 0,4 mg/mL

Larutan iodium

Air suling

Cara Kerja

1. Menampung liur di tabung reaksi, kemudian encerkan 10x menggunakan air suling

2. Menyiapkan 12 tabung reaksi yang bersih dan dibagi menjadi masing-masing 3 tabung

dengan komposisi 1 untuk kontrol dan 2 tabung uji untuk 4 percobaan.

a. Kelompok pertama ditempatkan di dalam bejana berisi es 0o C

b. Kelompok kedua ditempatkan di dalam pemanas air yang dipertahankan pada suhu

37o C

c. Kelompok ketiga ditempatkan di dalam pemanas air yang dipertahankan pada suhu

60o C

2

d. Kelompok keempat ditempatkan di dalam pemanas air yang mendidih yaitu pada

suhu 100o C

3. Beri tanda B untuk blangko dan U untuk uji

4. Tambahkan pati sebanyak 1 ml pada setiap tabung

5. Eramkan semua tabung pada setiap suhu selama paling sedikit 5 menit

6. Tambahkan air liur yang telah diencerkan pada kedua tabung uji sebanyak 200mikroL

dan keram tepat 1 menit.

7. Tambahkan larutan iodium pada setiap tabung. Penambahan ini dilakukan di dalam

bejana suhu masing-masing, kecuali untuk suhu 60o dan 100o.

8. Tambahan air suling pada masing-masing tabung sebanyak 8 ml dan dihomogenisasi.

9. Ukur serapan panjang gelombang setiap tabung dengan spektrofotometer dan hitung

selisih antar tabung kontrol dan uji

Hasil dan Pembahasan

Percobaan ini dilakukan dengan membandingkan selisih serapan antara tabung

blangko dan tabung uji pada suhu tertentu. Kerja enzimatik diketahui dengan melihat

perubahan warna pada masing-masing tabung. Pati yang direaksikan dengan iodium akan

berubah warna menjadi biru tua yang menggambarkan banyaknya substrat pati dalam suatu

tabung. Air liur yang mengandung enzim amilase akan berkerja sama dengan substrat,

sehingga menyebabkan penurunan jumlah substrat yang digambarkan dengan perubahan

warna dari biru tua hingga menjadi lebih muda, bahkan dapat memunculkan warna bening.

Perubahan konsentrasi diukur dengan metode spektrofotometri berdasarkan Hukum Lambert-

Beer yang menyatakan hubungan antara absorbansi (Serapan) larutan terhadap cahaya dengan

konsentrasi larutan.

A=εlC

A = Absorbansi

ε = Absorbansi molar

l = Jarak yang ditempuh cahaya selama di larutan

C = Konsentrasi larutan

3

Tabel 1. Kecepatan Reaksi Enzim di Berbagai Suhu

SUHU AB AU1 AU2 AU ∆A/menit (ʋ)

0° C 0,252 0,095 0,188 0,1415 0,1105

37° C 0,173 0 0,005 0,0025 0,1705

60° C 0,175 0,113 0,140 0,1265 0,0485

100° C 0,138 0,119 0,119 0,119 0,0190

Grafik 1. Kecepatan Reaksi Enzim Amilase di Berbagai Suhu

0° C 37° C 60° C 100° C0

0.020.040.060.08

0.10.120.140.160.18

0.2

0.1105

0.1705

0.0485

0.019

∆A/menit (ʋ)

Suhu

Grafik tersebut menunjukkan bahwa suhu lingkungan mempengaruhi kecepatan kerja

enzim. Peningkatan kecepatan reaksi menuju puncak sejalan dengan peningkatan suhu,

sedangkan penurunan setelah mencapai titik puncak menunjukkan penurunan kecepatan

reaksi enzimatik.

37°C sebagai titik puncak disebut sebagai suhu optimum karena memicu kecepatan

reaksi enzimatik maksimal melalui tumbukan anatara molekul enzim dengan substrat. Suhu

ini akan menghasilkankompleka enzim-substrat yang memicu pembentukan produk yang

optimal. Hal ini dapat dilihat secara visual dengan membandingkan warna pada tabung

blangko dan tabung uji yang sangat jelas. Tabung blangko berwarna biru tua karena tidak

mengalami reaksi enzimatik, sedangkan tabung uji berwarna bening yang menunjukkan

penurunan substrat pati akibat kerja enzim.

Berdasarkan teori, enzim tidak dapat bekerja pada suhu yang mendekati titik beku.

Suhu rendah tersebut menyebabkan enzim berhenti bekerja secara reversible karena tidak

terjadi benturan antara enzim dengan substrat. Kompleks enzim-substrat yang tidak

dihasilkan ini membuat produk tidak mungkin diperoleh. Kondisi enzim pada suhu 0°C

4

bersifat reversible karena enzim masih dapat bekerja seiring kenaikan suhu . berbeda halnya

dengan suhu 100° C yang menyebabkan penurunan enzim yang aktif karena denaturasi

ireversibel.

Kesalahan yang mungkin dilakukan pada percobaan ini antara lain tidak

berpengaruhnya penempatan tabung pada suhu tertentu pada kerja enzimatik Hal ini dapat

disebabkan oleh pengaruh suhu ruangan pada lingkungan yang dikondisikan bersuhu 0°C.

Hasil yang diperoleh pada suhu 100°C juga tidak sesuai dengan teori denaturasi enzim. Hal

ini disebabkan pemanasan tabung dilakukan hanya selama5 menit. Eenzim amilase tidak

begitu terpengaruh terhadap perubahan suhu. Enzim tidak sepenuhnya mengalami denaturasi

dan masih bertumbukan dengan substrat. Hal lain yang mungkin berpengaruh adalah akurasi

pengukuran absorban.

Kesimpulan

1. Suhu berpengaruh pada kecepatan reaksi enzimatik

2. Pada suhu 0°C, enzim amilase tidak dapat bekerja. Dengan kenaikan suhu lingkungan,

enzim mulai bekerja sebagian.

3. Suhu 37°C merupakan suhu optimum karena enzim amilase bekerja secara maksimal,

sehingga mencapai puncak kecepatan reaksi enzimatik .

4. Suhu 60°C dan 100°C, enzim amilase berada pada suhu yang lebih tinggi dari suhu

optimumnya, sehingga jumlah enzim yang aktif berkurang karena mengalami denaturasi.

5

PRAKTIKUM II

PENGARUH pH TERHADAP AKTIVITAS ENZIM

Tujuan

Membuktikan bahwa keasaman (pH) mempengaruhi kecepatan reaksi enzimatik.

Landasan Teori

Enzim bekerja pada kisaran pH tertentu dan menunjukkan kerja maksimum pada pH

optimum. Di luar pH optimum aktivitas enzim dapat terganggu. Seperti yang tentunya sudah

diketahui bahwa enzim merupakan protein. Kefektifan kerja suatu protein sangat bergantung

pada struktur 3D yang dimiliki protein tersebut. Struktur 3D protein sangatlah bergantung

pada jenis struktur sekunder apa yang dimilikinya. Dalam penyusunan struktur sekunder

protein, salah satu aspek yang sangat berperan adalah jenis serta muatan yang terdapat dalam

rantai polipeptida. Konsentrasi ion H+ yang dalam hal ini digambarkan dengan pH

lingkungan sangatlah berpengaruh terhadap muatan pada rantai polipeptida. Karena itulah

dapat disimpulkan bahwa keefektifan kerja suatu enzim sangat dipengaruhi oleh pH

lingkungannya dan terdapat suatu pH tertentu dimana secara struktur 3D enzim tersebut

memberibentuk optimum untuk kerja enzim.1 Hal inilah yang disebut sebagai fenomena pH

optimum.

Grafik 2. Pengaruh pH pada Aktivitas Enzim

Graph diatas menunjukkan fenomena pH optimum pada aktivitas kerja enzim. Dapat

dilihat bahwa aktivitas optimum enzim hanya terjadi dengan satu kondisi pH lingkungan saja.

6

Penurunan ataupun peningkatan pH dari pH optimum dengan rentan yang tidak jauh akan

menurunkan aktivitas enzim, namun tidak membuat enzim terdenaturasi. Di lain pihak,

apabila perubahan pH sangat jauh/ekstrem, maka akan terdapat kemungkinan keseluruhan

enzim terdenaturasi dan aktivitas dengan sendirinya akan terhenti.

Pada percobaan ini, enzim yang dianalisa merupakan enzim yang berasal dari kelenjar

air liur atau salivary gland. Enzim yang dimaksud disini merupakan enzim amylase yang

dapat mengkatalisis proses pemecahan amilum/pati (polisakarida) menjadi karbohidrat yang

lebih sederhana yaitu gula maltosa. pH optimum untuk kerja enzim amylase yang berasal

dari salivary gland adalah 6.8 (sedikit bersifat asam).

Untuk menganalisis kerja enzim amylase pada percobaan ini, digunakan tes iodine

untuk memperlihatkan apakah enzim amylase dapat bekerja setelah dikondisikan dengan

beberapa pH tertentu, yang dalam percobaan ini digunakan pH 1, 3, 5, 7, dan 9. Tes iodine

merupakan tes yang menunjukkan presensi amilum/pati dengan memberikan hasil positif zat

dengan warna ungu kebiru-biruan tua. Dalam percobaan ini, apabila tabung yang telah diisi

dengan amilum/pati, enzim amylase(berasal dari saliva), dan iodine menunjukkan hasil

positif, hal ini berarti enzim amylase tidak bekerja karena amilum/pati tidak terurai.

Sedangkan apabila hasilnya negatif, maka disimpulkan bahwa enzym amylase bekerja.

Untuk dapat menentukan kerja optimum dari enzym amylase, dilakukan pengukuran

spektometri yang dapat menentukan saturasi zat yang terkandung di dalam larutan hasil

reaksi. Dengan tes ini diharapkan dapat ditarik kesimpulan pada pH berapa enzym amylase

bekerja secara maksimal.

Aktivitas enzim amylase ini dapat diamati dengan menggunakan tes iodine.

Alat

1. Gelas Kimia

2. Tabung reaksi

3. Mikropipet

Bahan dan Pereaksi

1. Liur sebagai sumber amilase, ditampung sebanyak 2 mL dalam gelas kimia atau tabung

reaksi

2. Larutan pati 0,4 mg/mL dilarutkan dalam berbagai pH (1, 3, 5, 7, 9)

3. Larutan iodium

7

Cara Kerja

1. Encerkan liur 10X dengan akuades

2. Siapkan 5 pasang tabung reaksi. Tiap pasangan diberi tanda B untuk blanko dan U untuk

uji

3. Pipetkan ke dalam masing-masing tabung

Larutan Tabung B Tabung U

Larutan pati dalam berbagai pH 1 mL 1 mL

Keram pada suhu 37 C min. 5 menit

Liiur (diencerkan 10x) - 200 µL

Campurkan, keram 1 menit

Larutan iodium 1 mL 1 mL

Air Suling 8 mL 8 mL

Hasil

Diskusi

Grafik 3. Kecepatan Reaksi Enzim Amilase di Berbagai pH

1 3 5 7 90

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

v (Δ A/menit)

:

pH AB AU Δ A/menit (v)

1 0,23 0,15 0,08

3 0,29 0,25 0,04

5 0,28 0,0075 0,2725

7 0,24 0,0025 0,2375

9 0,15 0,005 0,145

8

Seperti molekul lainnya, efektivitas kerja enzim sangat dipegaruhi oleh kondisi

lingkungan, salah satunya pH. Secara teoritis, enzim α amilase bekerja paling efektif pada pH

7. Meski demikian, pada praktikum ini nilai maksimum aktivitas enzim amilase didapatkan

pada pH 5. Kesalahan ini mungkin diakibatkan oleh berbagai hal antara lain kesalahan alat

atau kesalahan prosedur praktikum.

Kesimpulan

Enzim α amilase memiliki aktivitas maksimum pada pH sekitar 7 dan aktivitasnya

terus menurun seiring tingkat keasaman lingkungan menjauhi netral.

9

PRAKTIKUM III

PENGARUH KADAR ENZIM TERHADAP AKTIVITAS ENZIM

Tujuan

Membuktikan bahwa kecepatan reaksi enzimatik berbanding lurus dengan konsentrasi enzim.

Bahan dan Pereaksi

1. Amilase, yang bisa diambil dari air liur.

2. Larutan pati 0,4mg/dl

3. Larutan iodium

Landasan Teori

Enzim adalah protein katalitik yang menjadi biokatalisator dari suatu reaksi. Enzim

berfungsi terutama untuk mempercepat tercapainya bentuk transisi dari substrat, tanpa

mengubah massa dan komponen substratnya atau nilai tetapan Michaelis-Menten (Km).

Enzim hanya mengatasi sawar energi yang menjadi penghalang substrat unutk membentuk

konformasi 3D transisi yang selanjutnya membentuk substrat, dengan reaksi

E + S ES E+P

Sebagai makromolekul, khususnya protein, semua sifat dari enzim memenuhi sifat

protein secara umum. Seperti halnya protein, enzim juga aktif pada titik optimum yakni suhu

dan ph optimum yang menyebabkan puncak efisiensi kerja enzim. Selain itu, enzim juga

dipengaruhi oleh konsentrasi dari enzim itu sendiri dalam suatu reaksi. Dengan kondisi

substrat tertentu, penambahan konsentrasi enzim akan meningkatkan terbentuknya kompleks

ES, sehingga jumlah produk akan semakin meningkat.3

Cara Kerja

1. Tampunglah 2 mL liur dalam gelas kimia atau tabung reaksi yang kering dan bersih.

2. Encerkan liur 100X, 200X, 300X, 400X, dan 500X dengan air suling.

3. Siapkan 6 pasang tabung reaksi yang telah dilabeli, 5 untuk uji dan 1 untuk blanko

4. Pada masing masing tabung, pipetkan 1ml larutan pati.

5. Keram pada suhu 370C selama 5 menit.

10

6. Pada 5 tabung uji pipetkan 0,2 mL liur yang sudah diencerkan dengan pengenceran yang

berbeda.

7. Campur kan baik-baik, kemudian keram pada suhu 370C selama 1 menit.

8. Kemudian pada setiap tabung, tambahkan larutan iodium masing-masing sebanyak 1

mL.

9. Setelah itu tambahkan 8 mL air suling.

10. Baca serapan (A) pada λ =680 nm

11. Hitung selisih serapan antara tabung blanko (A pada t=0 menit) dengan tabung uji dari

setiap pengenceran enzim.

12. Buatlah tabel dan gambarkan kurva hubungan antara kecepatan reaksi enzimatik

(v=∆A/menit) dengan konsentrasi atau pengenceran enzim.

Hasil Percobaan

Berdasarkan hasil pembacaan pada λ =680nm, diketahui besar serapan yakni:

Pengenceran

EnzimAB (Blanko) AU (Uji) ΔA/menit (v)

50X 0,108 0.078 0,030

40X 0,108 0,057 0,051

30X 0,108 0,037 0,071

20X 0,108 0,019 0,089

10X 0,108 0,003 0,105

Kurva yang menggambarkan hubungan antara kecepatan reaksi enzimatik dengan

konsentrasi enzim.

11

Kesimpulan

Pada hasil percobaan, terlihat bahwa pada pengenceran 10x lah aktivitas enzim akan

berjalan maksimal. Hal ini dapat terjadi karena semakin besar pengenceran maka larutan akan

semakin pekat, yang disebabkan oleh enzim yang berikatan dengan amilase semakin sedikit.

Sehingga dapat dikatakan bahwa kecepatan reaksi enzimatik (v) berbanding lurus dengan

konsentrasi enzim. Sehingga dapat disimpulkan bahwa semakin besar konsentrasi enzim

maka reaksi enzimatik akan semakin cepat.

12

DAFTAR PUSTAKA

1. Murray RK, Bender DA, Botham KM, Kennely PJ, Rodwell VW, Weil PA. Harper’s

illustrated biochemistry. 28th ed. United States: The McGraw-Hill Companies, Inc.;

2009.

2. Koolman J, Roehm K H. Color Atlas of Biochemistry. 2nd ed. New York: Thieme

Stuttgart; 2005.

3. Soewoto H, Sadikin M, Kurniati MM, at all. Biokimia Eksperimen Laboratorium.1st

ed. Jakarta: Widya Medika;2001.