FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ENZIM praktek biokimia
PENDAHULUAN
A.
Tinjauan Pustaka
1. Pengertian
Enzim
Enzim adalah
protein yang dapat mempercepat reaksi metabolisme. Kerja enzim ini mirip dengan
katalis, zat kimia yang mempercepat reaksi yang pada akhir reaksi akan
diperoleh kembali dalam bentuk semula. Oleh karena itu, enzim disebut juga
biokatalisator.
Enzim
mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi (energi aktivasi) yang
diperlukan untuk berlangsungnya reaksi tersebut. Tanpa adanya enzim, reaksi
metabolisme yang terjadi dalam tubuh akan berlangsung sangat lama. Perhatikan
gambar berikut.
 |
|
(a) Analogi energi aktivasi dan
peran enzim terhadap energi aktivasi (b) Pengaruh enzim terhadap energi
aktivasi.
|
Oleh karena
enzim terbuat dari protein, setiap enzim memiliki bentuk tiga dimensi yang
unik. Zat yang akan dikatalis oleh enzim disebut substrat. Substrat akan
berikatan dengan enzim pada daerah yang disebut sisi aktif. Zat baru yang
terbentuk dari hasil katalisasi enzim disebut pr0duk. Sisi aktif
pada enzim hanya dapat berikatan dengan substrat tertentu. Oleh karena itu,
enzim bekerja secara spesifik dan satu jenis enzim hanya akan terlibat dalam
satu jenis reaksi saja. Berikut ini contoh reaksi yang dibantu enzim.
Penamaan
enzim pada umumnya sesuai dengan nama substratnya dan diberi akhiran ase.
Contohnya, enzim sukrase yang mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa
seperti contoh di atas.
2. Struktur
Enzim
Suatu enzim (holoenzim)
tersusun atas bagian protein dan bukan protein. Bagian protein disebut apoenzim, dan bagian non protein disebut kofaktor. Kofaktor
dapat berupa ion logam (Cu, Mg, K, Fe, Na), atau koenzim yang berupa bahan organik, misalkan
vitamin B (B1, B2).
3.
Sifat
Enzim
Enzim memiliki beberapa sifat khas,
di antaranya selektif, spesifik, efisien, sebagai biokatalisator, dan merupakan
protein.
- Selektif, Enzim
bersifat selektif karena hanya dapat bekerja pada substrat tertentu.
Namun, selain substratnya, enzim dapat juga berikatan dengan zat
penghambat (inhibitor). Hal ini akan dijelaskan lebih lanjut pada
pembahasan berikutnya.
- Spesifik, Enzim
bersifat spesifik karena enzim hanya dapat mengkatalisis reaksi tertentu.
Satu jenis enzim hanya bekerja untuk satu jenis reaksi.
- Efesien, Dengan
adanya enzim yang bersifat sebagai katalis, energi aktivasi suatu reaksi
dapat diturunkan. Hal tersebut memudahkan reaksi dan menghemat energi yang
dibutuhkan untuk memulai reaksi.
- Katalisator, Oleh
karena enzim bersifat sebagai katalis, enzim tidak akan mengalami
perubahan bentuk. Oleh karena itu, enzim dapat digunakanberkali-kali tanpa
mengalami kerusakan.
- Seperti Protein, Oleh
karena enzim terbuat dari protein, enzim dipengaruhi oleh hal-hal yang
berpengaruh terhadap protein. Enzim dapat dipengaruhi oleh suhu, pH, dan
adanya logam berat, sehingga enzim dapat mengalami denaturasi (perubahan
bentuk, struktur, dan sifat).
4.
Cara kerja
Enzim
Terdapat dua
teori yang menjelaskan cara kerja enzim. Teori lock and key (kunci dan anak
kunci) yang dikemukakan oleh Emil Fischer, serta Teori induced fit (induksi
pas) yang dikemukakan oleh Daniel Kashland.
a.
Teori Lock
and Key
Menurut
teori ini, cara kerja enzim mirip dengan mekanisme kunci dan anak kunci. Enzim
diibaratkan sebagai kunci gembok yang memiliki sisi aktif. Substrat diibaratkan
sebagai anak kuncinya.
Substrat
memasuki sisi aktif enzim seperti anak kunci memasuki kunci gembok. Substrat
tersebut, kemudian diubah menjadi produk. Produk ini kemudian dilepaskan dari
sisi aktif dan enzim siap menerima substrat baru.
 |
|
Ilustrasi kerja enzim menurut
teori Lock and Key
|
b.
Teori
Indiced Fit
Berdasarkan Teori
Induced Fit, enzim melakukan penyesuaian bentuk untuk berikatan dengan
substrat. Hal ini bertujuan meningkatkan kecocokan dengan substrat dan membuat
ikatan enzim substrat lebih reaktif.
Molekul
enzim memiliki sisi aktif tempat melekatnya substrat dan terbentuklah molekul
kompleks enzim-substrat. Pengikatan substrat menginduksi penyesuaian pada enzim
yang meningkatkan kecocokan dan mendorong molekul kompleks enzim-substrat
berada dalam keadaan yang lebih reaktif. Molekul enzim kembali ke bentuk semula
setelah produk dihasilkan.
 |
|
Ilustrasi kerja enzim menurut
teori indiced fit
|
5. Klasifikasi
Enzim
Berdasarkan jenis
reaksi yang dikatalisis, enzim dapat dibagi menjadi enam golongan utama, yaitu
:
1. Oksidoreduktase
: kelompok enzim yang mengerjakan reaksi oksidasi dan reduksi
2. Transferase
: kelompok enzim yang berperan dalam reaksi pemindahan suatu gugus dari suatu
senyawa kepada senyawa lain
3. Hidrolase : kelompok enzim yang berperan dalam
reaksi hidrolisis
4. Liase
: kelompok enzim yang mengatalisis reaksi adisi atau pemecahan ikatan rangkap
5. Isomerase : kelompok enzim yang mengatalisis
perubahan konfirmasi molekul (isomerisasi)
6. Ligase
(sintetase) : kelompok enzim yang mengatalisis pembentukan ikatan kovalen.
7.
Faktor
yang Mempengaruhi
Kerja Enzim
Terdapat beberapa
faktor yang memengaruhi kerja enzim. Faktorfaktor tersebut erat kaitannya
dengan sifat enzim sebagai protein. Faktorfaktor tersebut di antaranya suhu,
derajat keasaman (pH), hasil akhir produk, konsentrasi enzim dan substrat,
serta zat penghambat.
a.
Suhu
Enzim
terbuat dari protein sehingga enzim dipengaruhi oleh suhu. Suhu memengaruhi
gerak molekul. Pada suhu optimal, tumbukan antara enzim dan substrat terjadi
pada kecepatan yang paling tinggi. Pada suhu jauh di atas suhu optimal
menyebabkan enzim terdenaturasi, mengubah bentuk, struktur, dan fungsinya. Pada
suhu jauh di bawah suhu optimal, misalnya pada 0°C, enzim tidak aktif.
Enzim pada
manusia bekerja optimal pada 35–40°C. Mendekati suhu normal tubuh. Adapun
bakteri yang hidup di air panas memiliki enzim yang bekerja optimal pada 70°C.
b. Derajat keasaman (pH)
Seperti
protein, enzim juga bekerja dipengaruhi oleh derajat keasaman lingkungan.
Derajat keasaman optimal bagi kerja enzim umumnya mendekati pH netral, sekitar
6–8. Di luar rentang tersebut, kerja enzim dapat terganggu bahkan dapat
terdenaturasi.
c. Hasil akhir (produk)
Jika sel
menghasilkan produk lebih banyak daripada yang dibutuhkan, produk yang berlebih
tersebut dapat menghambat kerja enzim. Hal ini dikenal dengan feedback
inhibitor. Jika produk yang berlebih habis digunakan, kerja enzim akan kembali
normal. Mekanisme ini sangat penting dalam proses metabolisme, yaitu mencegah
sel menghabiskan sumber molekul yang berguna menjadi produk yang tidak
dibutuhkan.
 |
|
Peristiwa feedback inhibitor pada
pembentukan isoleusin dari treonin
|
d. Konsentrasi enzim
Pada rekasi
dengan konsentrasi enzim yang jauh lebih sedikit daripada substrat, penambahan
enzim akan meningkatkan laju reaksi. Peningkatan laju reaksi ini terjadi secara
linier. Akan tetapi, jika konsentrasi enzim dan substrat sudah seimbang, laju
reaksi akan relatif konstan.
e. Konsenstrasi substrat
Penambahan
konsentrsi substrat pada reaksi yang dikatalisis oleh enzim awalnya akan
meningkatkan laju reaksi. Akan tetapi, setelah konsentrasi substrat dinaikkan
lebih lanjut, laju reaksi akan mencapai titik jenuh dan tidak bertambah lagi.
Setelah mencapai titik jenuh, penambahan kembali konsentrasi substrat tidak
berpengaruh terhadap laju reaksi.
 |
|
Grafik pengaruh konsentrasi
substrat terhadap laju reaksi
|
Pada keadaan
laju reaksi jenuh oleh konsentrasi substrat, penambahan konsentrasi enzim dapat
meningkatkan laju reaksi. Peningkatan laju reaksi oleh peningkatan konsentrasi
enzim akan meningkatkan laju reaksi hingga terbentuk titik jenuh baru.
f. Zat Penghambat
Kerja enzim
dapat dihambat oleh zat penghambat atau inhibitor. Terdapat dua jenis
inhibitor, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif.
g. Inhibitor kompetitif
Inhibitor
kompetitif menghambat kerja enzim dengan cara berikatan dengan enzim pada sisi
aktifnya. Oleh karena itu, inhibitor ini bersaing dengan substrat menempati
sisi aktif enzim. Hal ini terjadi karena inhibitor memiliki struktur yang mirip
dengan substrat. Enzim yang telah berikatan dengan inhibitor tidak dapat
menjalankan fungsinya sebagai biokatalisator.
 |
|
Cara inhibitor mengganggu
pengikatan substrat enzim. (a) Kerja enzim normal, (b) inhibitor kompetitif,
dan (c) inhibitor nonkompetitif
|
8. Inhibitor nonkompetitif
Berbeda
dengan inhibitor kompetitif, inhibitor nonkompetitif tidak bersaing dengan
substrat untuk berikatan dengan enzim. Inhibitor jenis ini akan berikatan
dengan enzim pada sisi yang berbeda (bukan sisi aktif). Jika telah terjadi
ikatan enzim-inhibitor, sisi aktif enzim akan berubah sehingga substrat tidak
dapat berikatan dengan enzim. Banyak ion logam berat bekerja sebagai inhibitor
nonkompetitif, misalnya Ag+, Hg2+, dan Pb2+.
B.
Tujuan Praktikum
1. Mengetahui
faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim
2. Membuktikan
adanya enzim dalam suatu bahan
3. Mengetahui
aktivitas enzim dalam mengkatalisis
4. Mengetahui sifat dan susunan
ampedu
PEMBAHASAN
I.
Percobaan pengaruh konsentrasi
enzim terhadap aktivitas enzim
II.
Hari, Tanggal Percobaan : Rabu, 21 Mei 2014 Pukul 14.00 – 17.00 WIB
III.
Tujuan : Mengetahui pengaruh
konsentrasi enzim terhadap perombakan suatu substrat (amilum)
IV.
Dasar Teori
Pada
konsentrasi substrat tertentu, bertambahnya konsentrasi enzim secara bertingkat
akan menaikan kecepatan reaksi enzimatis. Dengan kata lain, semakin besar
volume atau konsentrasi enzim, semakin tinggi pula aktivitas enzim dalam
memecah substrat yang di katalisis. Hal ini dapat dilihat dari perbedaan warna
yang terjadi melalui uji iodium atau adanya endapan yang terbentuk melalui
Benedict.
Peningkatan konsentrasi enzim
akan meningkatkan kecepatan reaksi enzimatik. Dapat dikatakan bahwa kecepatan
reaksi enzimatik (v) berbanding lurus dengan konsentrasi enzim [E]. Makin besar
konsentrasi enzim, reaksi makin cepat( Hafiz Soewoto,2000) .
Semakin besar konsentrasi enzim maka makin banyak pula produk yang terbentuk
dalam tiap waktu pengamatan. Dari pengamatan tersebut dapat dikatakan bahwa
konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan enzim. Dengan bertambahnya
waktu, pada tiap konsentrasi enzim pertambahan jumlah produk akan menunjukkan
defleksi, tidak lagi berbanding lurus sejalan dengan berlalunya waktu tersebut.
Fenomena itu tentu mudah dimaklumi, karena setelah selang beberapa waktu,
jumlah substrat yang tersedia sudah mulai berkurang, sehingga dengan sendirinya
produk olahan enzim juga akan berkurang. Akan tetapi pada gambar 1 tampak pula
dengan jelas, bahwa defleksi tersebut makin jelas dengan makin tingginya
konsentrasi enzim. Sebaliknya, pada konsentrasi enzim yang rendah, dalam jangka
waktu pengamatan yang sama hubungan waktu dengan jumlah produk yang dihasilkan
masih berbanding lurus.
Hubungan antara laju reaksi
dengan konsentrasi enzim ternyata berbanding lurus. Jadi, makin besar
konsentrasi enzim, maka makin cepat laju reaksi.
Kadang-kadang terjadi
penyimpangan dari persamaan ini, sehingga diperoleh garis agak melengkung.
Biasanya, penyimpangan ini terjadi jika enzim yang dipelajari tidak dalam
keadaan murni, sehingga mungkin terdapat senyawa-senyawa penghambat reaksi
dalam jumlah yang sangat kecil. Sebaliknya, penyimpangan juga terdapat dalam
sediaan enzim dengan kemurniaan yang tinggi. Dalam keadaan ini, penyimpangan
disebabkan oleh senyawa pengaktif (aktivator), misalnya tidak adanya ion
tertentu, meskipun pH yang diperlukan sudah dipastikan dengan menggunakan larutan dapar dan
tidak hanya sekedar larutan dengan pH yang diperlukan tersebut ( Mohamad Sadikin, 2002 ).
V.
Bahan dan Alat
1.
Larutan amilum 20%
2.
Enzyme amylase
3.
Larutan iodium
4.
Pereaksi Benedict
5.
Tabung reaksi
6.
Pipet ukur
7.
Alat pemanas
8.
Gelas kimia
VI.
Prosedur
1.
Menyediakan
3 tabung reaksi yang bersih, kemudian mengisi
tabung 1,2 dan 3 berturut-turut dengan enzim amylase 0,5 ; 1,0 dan 1,5 mL.
2.
Ke dalam setiap tabung menambahkan 2 mL larutan amilum.
3.
Mencampurkan
sampai homogen, kemudian membiarkan
selama 15 menit.
4.
Selanjutnya, menguji dengan larutan
iodium dan pereaksi Benedict.
5.
Mengamati
dan mencatat perubahan warna yang
terjadi
VII.
Hasil Pengamatan
|
No Tabung
|
Konsentrasi
Substrat (mL)
|
Konsentrasi
Enzim (mL)
|
Perubahan Warna
|
|
|
Uji iodium
|
Uji Benedict
|
|||
|
1
|
2
|
0,5
|
Hijau kekuningan(+)
|
Hijau kekuningan(+)
|
|
2
|
2
|
1,0
|
Hijau kecoklatan(++)
|
Hijau(++)
|
|
3
|
2
|
1,5
|
Hijau kehitaman(+++)
|
Hijau tua(+++)
|
Gb. dengan uji
Benedict
VIII.
Kesimpulan :
Konsentrasi enzim mempengaruhi kecepatan aktifitas
enzim. Secara teori Semakin besar kandungan enzim maka
kecepatan menghidrolisis pati juga makin tinggi, makin kecil kandungan enzim
maka kecepatan menghidrolisis pati juga makin rendah. Dari hasil percobaan kami tidak dapat
membuktikan bahwa konsentrasi mempengaruhi kecepatan reaksi enzimatik. Kurva
yang berbeda pada hasil percobaan dikarenakan adanya kesalahan dalam prosedur
kerja yaitu ketidaktelitian dalam pengujian dengan Benedict
I.
Percobaan pengaruh
konsentrasi substrat terhadap aktivitas enzim.
II.
Hari, Tanggal Percobaan : Rabu, 21 Mei 2014 Pukul 14.00 – 17.00 WIB
III.
Tujuan : Mengetahui pengaruh
konsentrasi substrat terhadap
aktivitas enzim
IV.
Dasar Teori
Pada
konsentrasi enzim yang tetap, penambahan konsentrasi substrat akan menaikan
kecepatan reaksi enzimatis sampai mencapai kecepatan maksimum yang tetap.
Penambahan substrat setelah kecepatan maksimum tidak berpengaruh lagi, sebab
telah melampaui titik jenuh enzim.
Pada suatu reaksi enzimatik
bila konsentrasi substrat diperbesar, sedangkan kondisi lainnya tetap, maka
kecepatan reaksi (v) akan meningkat sampai suatu batas kecepatan maksimum (V).
Pada titik maksimum ini enzim telah jenuh dengan substrat.
Dalam suatu reaksi enzimatik,
enzim akan mengikat substrat membentuk kompleks enzim-substrat [ES], kemudian
kompleks ini akan terurai menjadi [E] dan produk [P]. Makin banyak kompleks
[ES] terbentuk, makin cepat reaksi berlangsung sampai batas kejenuhan [ES].
Pada konsentrasi substrat [S] melampaui batas kejenuhan kecepatan reaksi akan
konstan. Dalam keadaan itu seluruh enzim sudah berada dalam bentuk kompleks
E-S. Penambahan jumlah substrat tidak menambah jumlah kompleks E-S.
V.
Bahan dan Alat
1.
Larutan amilum 20%
2.
Enzim amylase
3.
Larutan iodium
4.
Pereaksi Benedict
5.
Tabung reaksi
6.
Pipet ukur
7.
Alat pemanas
8.
Gelas kimia
VI.
Prosedur
1.
Menyediakan
4 tabung reaksi yang bersih, kemudian mengisi
tabung 1,2,3,dan 4 berturut-turut dengan larutan amilum 1,2,4, dan 6 mL.
2.
Ke dalam setiap tabung,
menambahkan 1 mL enzim
amylase .
3.
Mencampurkan
sampai homogen, kemudian mendiamkan
selama 15 menit
4.
Selanjutnya, menguji dengan larutan
iodium dan pereaksi Benedict
5.
Mengamati
dan mencatat perubahan warna
yang terjadi
VII.
Hasil Pengamatan
|
No Tabung
|
Konsentrasi
Substrat (mL)
|
Konsentrasi
Enzim (mL)
|
Perubahan Warna
|
|
|
Uji iodium
|
Uji Benedict
|
|||
|
1
|
1
|
1
|
Kuning
|
Biru muda
|
|
2
|
2
|
1
|
Hijau
kekuningan
|
Biru
|
|
3
|
4
|
1
|
Abu
kehitaman
|
Hijau bening
|
|
4
|
6
|
1
|
Abu keunguan
|
Hijau
kekuningan keruh
|
g
a.
Dengan penguji Benedict
Gb. dengan penguji Benedict
Gb.
dengan penguji Iodium
VIII. Kesimpulan
Jumlah
atau konsentrasi substrat berpengaruh terhadap mekanisme kerja enzim. Kerja
enzim berlangsung lambat apabila jumlah substratnya sedikit. Sebaliknya, jika
jumlah substratnya banyak, maka akan semakin cepat kerja suatu enzim tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Comments
Post a Comment