LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA

I. NOMOR PERCOBAAN II. NAMA PERCOBAAN III. TUJUAN PERCOBAAN

: III : TITRASI FORMAL ASAM AMINO : Untuk Mempelajari cara kerja enzim pada asam amino formaldehyde melalui titrasi

IV. LANDASAN TEORI

:

Suatu reaksi kimia, khususnya antara senyawa organik, yang dilakukan dalam laboratorium memerlukan kondisi yang ditentukan oleh beberapa faktor seperti suhu, tekanan, waktu dan lain-lain. Apabila salah satu kondisi tidak sesuai dengan apa yang seharusnya dibutuhkan maka reaksi tidak dapat berlangsung dengan baik. Tubuh kita merupakan laboratorium yang sangat rumit, sebab didalamnya terjadi reaksi kimia yang beraneka ragam. Reaksi atau proses kimia yang berlangsung dengan baik dalam atubuh kita ini dimungkinkan karena adanya katalis, yang disebut dengan enzim. Suatu enzim bekerja secara khas terhadap suatu subtrat tertentu. Kekhasan inilah ciri suatu enzim. Ini sangat berbeda dengan katalis (bukan enzim) yang dapat bekerja terhadap berbagai macam reaksi. Enzim urease hanya bekerja terhadap urea sebagai subtratnya. Ada juga enzim yang bekerja terhadap lebih dari satu subtrat namun enzim tersebut tetap mempunyai kekhasan tertentu. Enzim-enzim memperlihatkan semua sifat-sifat Protein Semua enzim murni yang telah diamati sampai saat ini adalah protein ; aktivitas katalitiknya bergantung kepada integritas strukturnya sebagai protein. Sebagai contoh, jika suatu enzim didihkan dengan asam kuat atau diinkunbasi dengan tripsin, yaitu perlakuan yang memotong rantai polipeptida, aktivitas katalitiknya biasanya akan hancur; hal ini memperlihatkan bahwa struktur kerangka primer protein enzim dibutuhkan untuk aktivitasnya. Selanjutnya, jika kita mengubah berlipatnya rantai protein yang khas dari suatu protein enzim utuh oleh panas, oleh perlakuan pH yang

jauh menyimpang dari keadaan normal, atau oleh perlakuan dengan senyawa perusak lainnya, aktivitas enzim penting bagi aktivitas katalitiknya. Enzim, seperti protein lain, mempunyai berat molekul yang berkisar dari kirakira 12.000 sampai lebih dari 1 juta. Oleh karena itu, enzim berukuran amat besar dibandingkan dengan subtrat atau gugus fungsional targetnya. Beberapa enzim hanya terdiri dari polipeptida dan tidak mengandung gugus kimiawi selain residu asam amino. Fungsi dan Cara Kerja Enzim Fungsi suatu enzim adalah sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi dalam sel maupun diluar sel. Suatu enzim dapat memeprcepat reaksi 108 sampai 1011 kali lebih cepat daripada apabila reaksi tersebut dilakukan tanpa katalis. Jadi enzim dapat berfungsi sebagai katalis yang sangat efisien, disamping itu mempunyai derajat kekhasan yang tinggi. Seperti juga katalis lainnya, maka enzim dapat menurunkan energi aktivasi suatu reaksi kimia. Reaksi kimia ada yang membutuhkan energi (reaksi endergonik) dan ada pula yang menghasilkan energi atau mengeluarkan energi (eksergonik). Cara kerja enzim dapat dimisalkan sebagai berikut : Misalkan pembentukan ikatan antara senyawa A dengan senyawa B menjadi senyawa AB akan mengeluarkan energi. Terjadinya senyawa AB dari A dan B membutuhkan energi sebesar p, yaitu selisih energi antara A dan B dengan AB. Sebaliknya, penguraian senyawa AB menjadi A dan B mengeluarkan energi sebesar p pula. Enzim adalah katalisator sejati, molekul ini meningkatkan dengan nyata kecepatan reaksi kimia spesifik yang tanpa enzim akan berlangsung amat lambat. Enzim tidak dapat mengubah titik kesetimbangan reaksi yang dikatalisisnya: enzim juga tidak akan habis dipakai atau diubah secara permanen oleh reaksi-reaksi ini. Enzim meningkatkan kecepatan reaksi kimia dengan cara menurunkan energi aktivasinya. Energi aktivasi tersebut adalah jumlah energi dalam kalori yang diperlukan untuk membawa semua molekul pada 1 mol senyawa pada suhu tertentu menuju tingkat transisi pada puncak batas energi. Kecepatan setiap reaksi kimia sebanding dengan konsentrasi senyawa pada keadaan transisi. Terdapat dua cara umum untuk meningkatkan kecepatan reaksi kimia, yaitu dengan cara meningkatkan suhu, yang mempercepat gerak termal molekul, dan

karenanya meningkatkan bagian (fraksi) molekul yang memiliki energi dalam, dengan jumlah yang cukup untuk memasuki keadaan transisi yaitu energi dimana reaksi mencapai titik puncaknya. Cara kedua yaitu dengan menambahkan katalisator. Katalisator ini akan mempercepat reaksi kimia dengan menurunkan batas penghalang energi. Faktor- Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim Konsentrasi Enzim Seperti katalis lain, kecepatan suatu reaksi yang menggunakan enzim tergantung pada konsentrasi enzim tersebut. Pada suatu konsentrasi subtrat tertentu, kecepatan reaksi bertambah dengan bertambahnya konsentrasi enzim. Konsentrasi Subtrat Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi enzim yang tetap, maka pertambahan konsentrasi subtrat akan menaikkan kecepatan reaksi. Akan tetapi pada batas konsentrasi tertentu, tidak terjadi kenaikan kecepatan reaksi walaupun konsentrasi subtrat diperbesar. Keadaan ini diterangkan oleh Michaelis-Menten dengan hipotesis mereka tentang terjadinya kompleks enzim subtrat yang dikenal dengan Michaelis-Menten. Suhu Oleh karena reaksi kimia dapat dipengaruhi oleh suhu, maka reaksi yang menggunakan katalis enzim yang dapat dipengaruhi oleh suhu. Pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang lebih tinggi reaksi akan 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. Koefisien suhu suatu reaksi diartikan sebagai kenaikan kecepatan reaksi sebagai akibat kenaikan suhu 10oC. Pengaruh pH

Seperti protein pada umumnya, struktur ion enzim tergantung pada pH lingkungannya. Enzim dapat berbentuk ion positif, ion negatif atau ion bermuatan ganda (zwitter ion). Dengan demikian perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektivitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim subtrat. Pengaruh Inhibitor Terdiri dari hambatan reversibel, hambatan tak reversibel, dan hambatan Alosterik. 1. Hambatan Reversibel, dibagi menjadi dua, yaitu a. Hambatan Bersaing, disebabkan karena adanya molekul yang nirip dengan subtrat, yang dapat pula membentuk kompleks, yaitu kompleks enzim inhibitor (EI). b. Hambatan tak Bersaing, tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi subtrat dan inhibitor yang melakukannya sebagai inhibitor tidak bersaing. 2. Hambatan Tak Reversibel, terjadi karena inhibitor bereaksi tidak reversibel dengan bagian tertentu pada enzim, sehingga mengakibatkan berubahnya bentuk enzim. 3. Hambatan Alosterik Hambatan alosterik ini menyebabkan hubungan kecepatan reaksi dengan konsentrasi subtratnya membentuk grafik tidak berbentuk hiperbola melainkan berbentuk sigmoida seperti yang diterangkan oleh persamaan MichaelisMenten. Persamaan Michaelis Menten Pada tahun 1913, Leonor Michaelis dan Maude Menten mengajukan hipotesa bahwa dalam reaksi enzim terjadi lebih dahulu kompleks enzim-subtrat yang kemudian menghasilkan hasil reaksi dan enzim kembali. Michaelis Menten berkesimpulan bahwa kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi kompleks enzim- subtrat (ES), maka penambahan konsentrasi subtrat akan menghasilkan pertambahan kecepatan reaksi yang apabila digambarkan akan merupakan garis lurus dengan persamaan umum, reaksi enzim dituliskan sebagai berikut :

E + S k1 ES k 3 E + P V. ALAT DAN BAHAN 1. Alat a. Gelas ukur b. Beker gelas c. Termometer d. Pipet tetes e. Statif, klem f. Erlenmeyer g. Biuret 2. Bahan a. Larutan Gelatin 5% b. NaOH 0,2 M c. Phenolpthalein d. HCl 0,1 M e. Formaldehyde 40%. Netralkan dengan alkali. f. Larutan tripsin atau pancreatin 1% VI. PROSEDUR PERCOBAAN Siapkan 100 ml larutan gelatin 5%. Atur temperatur 38oC. Tambahkan kedalamnya 1 ml phenolpthalein dan 0,2 M NaOH tetes demi etets sampai warna merah muda timbul. Tambahkan 0,1 M HCl tetes demi tetes sampai tepat warna merah muda tadi hilang (pH = 8,0). Hati-hati jangan terlalu asam. Masukkan gelatin yang telah dinetralisir tadi kedalam inkubator 38oC. Pada 40 ml larutan tripsin tambahkan beberapa tetes phenolpthalein. Tambahkan tetes demi tetes 0,2 M NaOH sampai warna merah muda. Kemudian teteskan 0,1 M HCl sampai warna tersebut tepat hilang (pH = 8,0). Tepat pada jam Nol tambahkan larutan tripsin tersebut ke dalam larutan gelatin. Aduk! Setelah tercampur rata, ambil 10 ml campuran, masukkan ke dalam 100 ml

beker gelas. Didihkan untuk merusak enzimnya. Catat waktunya! Dinginkan. Tambahkan 15 ml formalin netral dan 3 tetes phenolpthalein. Pada interval 15 menit lakukan hal yang sama seperti di atas (seperti kontrol). Semua dilakukan duplo. Pada masing-masing hasil reaksi di atas pada interval 0, 15, 30, 60, 90, dan 120 menit dan dititrasi dengan NaOH 0,02 M hingga berwarna merah muda. VII. HASIL PENGAMATAN Larutan I : Larutan urin (kuning bening) pada suhu 38oC + PP (bening) sebanyak 1 ml dititrasi dengan NaOH 0,2 M (bening) menghasilkan larutan merah muda pada volume 4,8 ml. Lalu dititrasi dengan HCl (bening) menghasilkan larutan bening pada volume HCl 0,3 ml. PH = 7,24 Larutan diinkubasi, kemudian dinginkan dan tambahkan formaldehida 15 ml (keruh) Larutan Tidak berwarna + indikator Pp 3 tetes lalu Larutan tepat merah muda pada dititrasi dengan NaOH 0,02 M volume NaOH 76,7 ml. Larutan II : Larutan gelatin (kuning bening) pada suhu 38oC + PP (bening) sebanyak 1 ml dititrasi dengan NaOH 0,2 M (bening) menghasilkan larutan merah muda pada volume 2,4 ml. Lalu dititrasi dengan HCl (bening) menghasilkan larutan bening pada volume HCl 0,2 ml. PH = 7,17. Larutan diinkubasi, kemudian dinginkan dan tambahkan formaldehida 15 ml (keruh) Larutan Tidak berwarna + indikator Pp 3 tetes lalu Larutan tepat merah muda pada dititrasi dengan NaOH 0,02 M volume NaOH 90,3 ml Larutan I + Larutan II Larutan kuning bening. Ambil masing-

masing 10 ml larutan pada tahap pertama untuk kemudian dilakukan perlakuan yang sama pada tahap kedua untuk masing-masing interval waktu 0, 15, 30, 60

dan

90

menit.

Larutan

dididihkan

kemudian

didinginkan

.

Setiap

larutan/campuran ditambahkan formalin netral 15 ml (bening) + PP 3 tetes dan kemudian dititrasi dengan 0,02 M NaOH sampai titik akhir titrasi yaitu warna merah muda. Di dapatkan data sebagai berikut : 10 ml campuran gelatin dan urin dimasukkan dalam erlemeyer + 15 ml Formalin netral + 3 tetes pp lalu dititrasi dengan NaOH menjadi merah muda: Volume NaOH yang dipakai (mL) 55,1 85,5 95,8 104,3 109,9 114,1 76,7 90,3

Tabung ke1 2 3 4 5 6 7 8

Campuran setelah menit ke0 15 30 45 60 75 Larutan tripsin 10 mL Larutan gelatin 10 mL

VIII. PERSAMAAN REAKSI 1.Reaksi pada Inkubator O O O Tripsin 2 R CH- C - C N CH C N CH -

H

R

H R

NH2 OH Asam Amino

Protein 2. Reaksi pemanasan untuk merusak enzim tripsin O R CH C NH2 Asam Amino Reaksi jika ditambahkan formalin H RCC NH3+ OFormalin + 2CH2O O OH H R C- C NH3+ Ion dipolar OO

H R C COOH HOH2C N CH2OH Metil diol

Ion dipolar 3. Reaksi Titrasi H R C COOH HOH2C N CH2OH

H + NaOH RCC

O

ONa

HOH2C N CH2OH

Metil diol

Natrium hidroksida

Natrium metil diol

IX. PEMBAHASAN X. KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA Poedjiadi, Anna, 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta : UI-Press Lehninger, 1982. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: Erlangga