Makalah Biologi Untuk SMA
Makalah Biologi Untuk SMA
Biologi
I. Pendahuluan
a. Latar Belakang
Metabolisme yang merupakan reaksi kimia memiliki biokatalisator yang
disebut dengan enzim. Enzim adalah senyawa yang dibentuk oleh sel tubuh
organisme yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan
dengan protein. Di dalam sel, enzim diproduksi oleh organel badan mikro
peroksisok. Enzim merupakan zat yang membantu semua kegiatan yang dilakukan
sel. Enzim mempunyai dua fungsi pokok yaitu mempercepat reaksi tetapi tidak
ikut bereaksi dan mengatur sejumlah reaksi yang berbeda-beda dalam waktu
yang sama.
Kegunaan enzim katalase adalah menguraikan Hidrogen Peroksida (H2O2) yang
memiliki sifat oksidator kuat dan merupakan senyawa racun dalam tubuh yang
terbentuk pada proses pencernaan makanan. Dengan adanya enzim katalase,
senyawa Hidrogen Peroksida (H2O2) dapat diuraikan menjadi air (H2O) dan
oksigen (O2) yang tidak berbahaya ditandai dengan timbulnya gelembung.
Ada tidaknya gelembung merupakan indikator adanya air dalam wujud uap.
Sedangkan menyala atau tidaknya bara merupakan indikator adanya gas oksigen
dalam tabung tersebut. Enzim katalase yang dihasilkan peroksisom pada hati
akan mengalami denaturasi (kerusakan) pada suhu yang tinggi ataupun pada
suasana asam dan basa. Enzim katalase bekerja secara optimal pada suhu
kamar (±30C) dan suasana netral. Hal ini dapat dilihat pada suasana asam,
basa, dan suhu tinggi, laju reaksi menjadi sangat lambat. Bahkan terhenti
sama sekali. Indikasinya adalah sedikitnya gelembung yang dihasilkan dan
bara api tidak menyala. Sedangkan pada suhu normal dan pH netral, reaksi
berjalan dengan lancar.
Cara kerja yang dilakukan enzim yaitu molekul selalu bergerak dan saling
bertumbukan satu sama lainnya. Jika ada molekul substrat menumbuk molekul
enzim yang tepat maka akan menempel pada enzim. Tempat menempelnya molekul
substrat tersebut disebut dengan sisi aktif. Kemudian terjadi reaksi dan
terbentuk molekul produk.
Kerja enzim tentunya dipengaruhi oleh faktor-faktor tertentu. Keinginan
kami untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim, dan
memenuhi tugas biologi, merupakan suatu motivasi kami untuk melakukan
praktikum sederhana dengan menggunakan enzim katalase yang berasal dari
ekstrak hati dan jantung ayam.
b. Rumusan Masalah
* Bagaimanakah cara kerja enzim katalase?
* Bagaimanakah pengaruh H2O2 terhadap mekanisme kerja enzim katalase?
* Apa sajakah faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase?
c. Tujuan Penelitian
* Mengetahui cara kerja enzim katalase
* Mengetahui pengaruh H2O2 terhadap mekanisme kerja enzim katalase
* Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase
d. Manfaat Penelitian
* Dapat mengetahui cara kerja enzim katalase
* Dapat mengetahui pengaruh H2O2 terhadap mekanisme kerja enzim katalase
* Dapat Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase
II. Tinjauan Pustaka
Enzim merupakan protein yang tersusun atas asam-asam amino. Kebanyakan
enzim berukuran lebih besar dari substratnya. Akan tetapi, hanya daerah
tertentu dari molekul enzim tersebut yang berikatan dengan substart, yaitu
di bagian yang disebut sisi aktif. Beberapa enzim memerlukan komponen
nonprotein yang disebut gugus prostetik agar dapat bekerja dalam suatu
reaksi. Enzim yang lengkap tersebut disebut holoezim.
Secara kimia, enzim yang lengkap (holoenzim) tersusun atas dua bagian,
yaitu bagian protein dan bagian bukan protein. Bagian protein disebut
apoenzim, tersusun atas asam amino. Bagian protein bersifat labil (mudah
berubah), misalnya terpengaruh oleh suhu dan keasaman. Bagian yang bukan
protein disebut gugus prostetik, yaitu gugusan yang aktif. Gugus prostetik
yang berasal dari molekul anorganik disebut kofaktor, misalnya besi,
tembaga, zink. Gugus prostetik yang terdiri dari senyawa organik kompleks
disebut koenzim, misalnya NADH, FADH, koenzim A, tiamin (vitamin B1),
riboflavin (vitamin B2), asam pantotenat (vitamin B5), niasin (asam
nikotinat), piridoksin (vitamin B6), dan biotin.
Katalase adalah enzim yang dapat menguraikan hidrogen peroksida (H2O2) yang
tidak baik bagi tubuh makhluk hidup menjadi air (H2O) dan oksigen (O2) yang
sama sekali tidak berbahaya. Selain itu, enzim ini di dalam tubuh manusia
juga menguraikan zat-zat oksidatif lainnya seperti fenol, asam format,
maupun alkohol yang juga berbahaya bagi tubuh manusia. 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 dari mamalia hanya dapat berfungsi di antara suhu 37 - 40.
Jika suhu terlalu rendah, maka enzim ini akan berhenti bekerja, tetapi
tidak mengalami kerusakan dan akan bekerja kembali jika suhu telah normal.
Jika suhu terlalu tinggi, enzim ini akan mengalami denaturasi sehingga
tidak dapat dipakai kembali.
Reaksi-reaksi yang berlangsung didalam tubuh makhluk hidup terjadi pada
suhu 270 C, misalnya pada tumbuhan dan pada tubuh hewan berdarah dingin;
atau pada suhu 370, misalnya pada tubuh hewan berdarah panas. Pada suhu
tersebut proses oksidasi akan berjalan lambat. Agar reaksi-reaksi berjalan
lebih cepat diperlukan katalisator. Katalisator adalah zat yang mempercepat
reaksi tetapi zat tersebut tidak ikut bereaksi. Katalisator didalam sel
makhluk hidup disebut biokatalisator atau enzim.
Pada umumnya, pH optimum enzim berkisar antara 6-8. Namun, beberapa
pengecualian dapat terjadi. Contohnya pada lambung manusia, pepsin akan
bekerja optimum pada pH 2. Perubahan pH yang cukup tajam juga dapat
menyebabkan enzim mengalami denaturasi.
Hati merupakan kelenjar terbesar di dalam tubuh, terletak dalam rongga
perut sebelah kanan, tepatnya di bawah diafragma. Berdasarkan fungsinya,
hati juga termasuk sebagai alat ekskresi. Hal ini dikarenakan hati membantu
fungsi ginjal dengan cara memecah beberapa senyawa yang bersifat racun dan
menghasilkan amonia, urea, serta asam urat dengan memanfaatkan nitrogen
yang berasal dari asam amino.
Proses pemecahan senyawa racun oleh hati disebut proses detoksifikasi.
Lobus hati terbentuk dari sel parenkimal dansel non-parenkimal. Sel
parenkimal pada hati disebut hepatosit, menempati sekitar 80% volume hati
dan melakukan berbagai fungsi utama hati. 40% sel hati terdapat pada lobus
sinusoidal. Hepatosit merupakan sel endodermal yang terstimulasi oleh
jaringan mesenkimal secara terus-menerus pada saat embrio hingga berkembang
menjadi sel parenkimal. Selama masa tersebut, terjadi peningkatan
transkripsi mRNA albumin sebagai stimulan proliferasi dan diferensiasi sel
endodermal menjadi hepatosit.
III. Metodologi Penelitian
a. Alat dan Bahan
i. Spiritus
ii. Tripod
iii. Alu dan lesung
iv. 14 buah tabung reaksi
v. Rak tabung reaksi
vi. Kasa stainless
vii. Pipet
viii. Labu ukur
ix. Penjepit
x. Timbangan
xi. Spatula
xii. 3 gram hati ayam
xiii. H2O2
xiv. Es batu
xv. Akuades
b. Cara Kerja
i. Campurkan 3 gram hati ayam dengan akuades, gerus sampai rata
ii. Tuangkan ke dalam 7 pasang tabung cairan hati dan H2O2 dengan rincian sebagai berikut:
1. Pasangan 1: 15 tetes cairan hati dan 13 tetes hidrogen peroksida
2. Pasangan 2: 15 tetes cairan hati dan 13 tetes hidrogen peroksida
3. Pasangan 3: 15 tetes cairan hati dan 13 tetes hidrogen peroksida
4. Pasangan 4: 15 tetes cairan hati dan 13 tetes hidrogen peroksida
5. Pasangan 5: 15 tetes cairan hati dan 13 tetes hidrogen peroksida
6. Pasangan 6: 25 tetes cairan hati dan 13 tetes hidrogen peroksida
7. Pasangan 7: 15 tetes cairan hati dan 25 tetes hidrogen peroksida
iii. Campurkan isi tabung cairan hati ke dalam tabung hidrogen peroksida (misal: pasang 6 berarti tabung hati nomor 6 dengan tabung H2O2 nomor 6) dengan rincian perlakuan awal terhadap cairan hati sebagai berikut:
1. Netral/Tidak ada perlakuan khusus
2. Ditetesi HCl 5% terlebih dahulu dan didiamkan selama 5 menit
3. Ditetesi KOH 0,1 molar terlebih dahulu dan didiamkan selama 5 menit
4. Dipanaskan sampai suhu nyaris mendidih
5. Didinginkan sampai suhu 15 derajat Celsius
6. Netral/Tidak ada perlakuan khusus
7. Netral/Tidak ada perlakuan khusus
iv. Bakar sepotong lidi, kemudian masukkan bara yang dihasilkan ke dalam tabung hasil reaksi. Amati yang terjadi.
IV. Pembahasan
Perlakuan
Gelembung
Adanya Bara Api
Banyak
Sedang
Sedikit
Tidak Ada
Ada (Menyala)
Tidak Ada (Tidak Menyala)
1. Netral
2. HCl 5%
3. KOH 0,1 M
4. Dipanaskan
5. Didinginkan
6. 25 tetes hati; 13 tetes H2O2
7. 15 tetes hati; 25 tetes H2O2
b. Pembahasan
* Cara Kerja Enzim Katalase
Ada dua teori mengenai cara kerja enzim secara umum, yaitu teori gombok-anak kunci dan kecocokan terinduksi.
o Teori gembok-anak kunci
Sisi aktif enzim mempunyai bentuk tertentu yang hanya sesuai untuk satu jenis substrat saja. Bentuk substrat sesuai dengan sisi aktif, seperti gembok cocok dengan anak kuncinya. Hal itu menyebabkan enzim bekerja secara spesifik. Substrat yang mempunyai bentuk ruang yang sesuai dengan sisi aktif enzim akan berikatan dan membentuk kompleks transisi enzim-substrat. Senyawa transisi ini tidak stabil sehingga pembentukan produk berlangsung dengan sendirinya. Jika enzim mengalami denaturasi (rusak) karena panas, bentuk sisi aktif berubah sehingga substrat tidak sesuai lagi. Perubahan pH juga mempunyai pengaruh yang sama.
o Teori kecocokan terinduksi
Reaksi antara substrat denan enzim berlangsung karena adanya induksi
molekul substrat terhadap molekul enzim. Menurut teori ini, sisi aktif
enzim bersifat fleksibel dalam menyesuaikan struktur sesuai dengan struktur
substrat. Ketika substrat akan terinduksi dan kemudian mengubah bentuknya
sedikit sehingga mengakibatkan perubahan sisi aktif yang semula tidak cocok
menjadi cocok. Kemudian terjadi pengikatan substrat oleh enzim, yang
selanjutnya substrat diubah menjadi produk. Produk kemudian dilepaskan dan
enzim kembali pada keadaan semula, siap untuk mengikat substrat baru.
* Peran dan Kerja Enzim Katalase
Enzim katalase 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.
* Fungsi dari Enzim Katalase
Enzim katalase bekerja dengan rangkaian beberapa molekul sehingga keempat
gugus tadi akan membantu penyerapan. Adapun didalam tubuh memiliki
kandungan hidrogen peroksida atau H202 yang merupakan hasil dari respirasi
dan dibuat untuk seluruh sel-sel yang hidup. Kandungan H202 ini sebenarnya
sangat berbahaya bagi tubuh untuk itu enzim katalase berfungsi untuk
mengkatalis kandungan H202 tersebut. peran enzim ini juga sebagai
peroksidasi yang khusus untuk mereaksi dekomposisi hydrogen peroksida
sehingga pada nantinya dapat berubah menjadi oksigen serta air. Untuk satu
molekul hydrogen peroksida, enzim ini mampu mengoksidasinya hingga menjadi
oksigen. Lalu proses peredoksidasian yang kedua akan menjadi air. Hydrogen
yang berupa ion sebagai penyeimbang terhadap reaksi yang tengah berjalan.
* Pengaruh H2O2 Terhadap Mekanisme Kerja Enzim Katalase
Enzim katalase akan bereaksi jika ditambahkan dengan H2O2 sebagai substratnya. Enzim katalase tidak dapat bekerja atau bereaksi jika dalam kondisi pH yang terlalu asam (HCl) atau yang terlalu basa (NaOH)
* Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim Katalase
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim, yaitu :
o Suhu
Pada suhu tinggi, kecepatan molekul substrat meningkat, dan aktivitas enzim meningkat.
o pH
Perubahan kondisi asam dan basa di sekitar molekul enzim dapat mempengaruhi bentuk tiga dimensi enzim dan dapat menyebabkan denaturasi enzim.
o Aktivator dan Inhibitor
Aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan antara enzim dengan substratnya. Sebaliknya, inhibitor merupakan suatu molekul yang menghambat ikatan enzim dengan substratnya.
o Konsentrasi Enzim
Semakin besar konsentrasi enzim, semakin cepat pula reaksi yang berlangsung.
o Konsentrasi Substrat
Bila jumlah 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.
V. Penutup
a. Simpulan
* Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa enzim katalase berperan dalam menguraikan racun dari H2O2 menjadi H2O2 dan O2.
* Aktivitas Enzim dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut.
o Suhu, dimana enzim katalase tidak akan bekerja optimal pada suhu tinggi. karena kita ketahui bahwa enzim katalase akan bekerja pada suhu netral.
o Derajat Keasaman pH, dimana enzim katalase akan bekerja optimal pada pH netral. sedangkan pada keadaan pH < 7 (asam) dan pH > 7 (basa) tidak dapat menguraikan secara optimal.
* Semakin besar konsentrasi enzim katalase, maka semakin banyak molekul substrat yang dapat dipecahkan.
* Semua organ dalam tubuh mengandung enzim katalase yang konsentrasi terbesarnya terdapat di hati dan dengan adanya enzim katalase yang terdapat dalam sel akan menguraikan peroksida air ini sehingga tidak merugikan sel.
Posting Komentar untuk "Makalah Biologi Untuk SMA"