PRAKTIKUM 3PENGARUH PENINGKATAN KADAR ENZIM PADA REAKSI ENZIMATIK

I. TUJUANTujuan praktikum ini adalah untuk mengetahui pengaruh kadar enzim pada reaksi enzimatikII. LANDASAN TEORI

Dalam tubuh manusia terjadi berbagai macam reaksi kimia yang merupakan bagian dari proses metabolisme tubuh. Proses tersebut harus berlangsung dengan kecepatan yang sesuai dengan kebutuhan, untuk mencapai kecepatan yang memadai faktor suhu dan kadar reaktan, namun faktor ini tidak dapat ditingkatkan secara bermakna pada makhluk hidup, karenanya diperlukan cara lain untuk menambahkan kecepatan reaksi yaitu dengan katalisator yang disebut enzim.

Enzim adalah suatu polimer biologis berupa protein yang berfungsi sebagai katalisator dalam proses reaksi kimia yang dapat meningkatkan laju reaksi hingga 106

kali. Banyak enzim mengandung berbgai molekul nonprotein kecil dan ion logam yang ikut serta secara langsung dalam katalisis atau pengikatan substrat. Molekul atau ion in adalah gugus prostetik, kofaktor, dan koenzim. Prinsip kerja enzim terbagi dalam dua tahap, pertama enzim bergabung dengan substrat membentuk kompleks enzim-substrat (E-S), tahap kedua kompleks E-S terurai menjadi produk dan enzim bebas, sehingga enzim bebas dapat mempengaruhi substrat lainnya.

Baik buruknya kinerja enzim terlihat dari laju reaksi kimia. Sebagai protein, enzim memiliki sifat khas yang dapat mempengaruhi kinerjanya. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhinya yaitu :

1. pH

untuk enzim, pH dapat mempengaruhi aktivitas dengan mengubah struktur atau dengan mengubah muatan residu fungsional pada pengikatan substrat atau katalisis. Pada pH yang rendah, Enzim (Enz) mengalami protonasi dan kehilangan muatan negatifnya. Pada pH yang tinggi, SH+ mengalami ionisasi dan kehilangan muatan positifnya. Nilai pH yang ekstrim akan menurunkan konsentrasi efektif enzim dan SH+ dan demikian menurunkan kecepatan reaksi.

2. Suhu

Peningkatan suhu reaksi akan meningkatkan jumlah molekul yang dapat bereaksi baik dengan kenaikan energi kinetiknya maupun dengan peningkatan frekuensi benturannya. Kecepatan reaksi mula-mula meningkat seiring meningkatnya suhu akibat peningkatan energi kinetik pada molekul-molekul yang bereaksi. Pada suhu ini, akan terjadi denaturasi disertai hilangnya aktivitas katalitik secara cepat.

3. Konsentrasi enzim

Aktivitas enzim dan kadar enzim memiliki hubungan perbandingan yang lurus. Hal ini berarti semakin besar kadar enzim, maka semakin besar aktivitas enzim dan semakin laju reaksi yang dikatalisis enzim. Apabila kadar substrat tetap dan kadar enzim turun, maka laju reaksi yang dikatalisis enzim akan menurun karena enzim yang tersedia tidak cukup banyak untuk bereaksi dengan substrat. Dan semakin banyak enzim yang berikatan dengan substrat, kecepatan reaksi semakin meningkat, dan kompleks enzim-substrat yang terbentuk akan semakin banyak. Jumlah enzim menentukan kamanya waktu yang digunakan untuk mencapai kesetimbangan. Jika enzim yang digunakan masih murni dan belum rusak, kecepatan reaksi atau aktivitas enzim berbanding lurus dengan konsentrasi enzimnya, walaupun konsentrasi substrat dapat merupakan faktor yang mampu membatasi aktivitasnya

4. Konsentrasi substrat

Jika konsentrasi substrat meningkat sementara kondisi lain dipertahankan tetap konstan, kecepatan awal yang terukur akan meningkat mencapai nilai maksimum dan tidak lebih jauh lagi. Kecepatan reaksi akan bertambah seiring meningkatnya konsentrasi substrat hingga tercapai suatu keadaan yang enzimnya dikatakan jenuh oleh substrat sehingga kecepatan reaksi tidak meningkat lagi.

5. Modifier

Modifier adalah zat yang dapat mempengaruhi kinerja enzim yaitu aktivator dan inhibitor. Aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan enzim dengan substratnya. Contoh aktivator adalah ion klorida yang berperan dalam aktivitas amilase dalam saliva. Inhibitor adalah molekul yang menghambat ikatan enzim dengan substratnya. Contohnya HgCl2. Inhibitor sendiri dibagi 3 yaitu inhibitor kompetitif, inhibitor non-kompetitif, dan inhibitor unkompetitif.

Inhibitor kompetitif akan berkompetisi dengan substrat untuk menempati tempat pengikatan substrat, dan berikatan dengan bentuk enzim yang sama dengan yang dilakukan substrat.

Inhibitor non-kompetitif, inhibitor tidak bersaing dengan substrat untuk menempati tempat pengikatan yang sama pada enzim. Inhibitor dapat berikatan dengan enzim dengan atau tanpa keberadaan substrat, dan peningkatan konsentrasi substrat tidak dapat mencegah pengikatan inhibitor.

Inhibitor unkompetitif berkaitan dengan substrat pada reaksi multisubstrat. Inhibitor unkompetitif hanya berikatan dengan kompleks enzim-substrat.

III. ALAT1. Bejana erlenmeyer

2. Pipet volumetric 1 ml dan 2 ml

3. Buret

4. Beker glass

5. Tabung reaksi (5 buah)

6. Stopwatch

IV. REAGENSIA1. Larutan enzim “E” (1ml)

2. Aqua destillate

3. Larutan NaCl 0,9% (6 ml)

4. Larutan dapar (buffer) dengan pH 6,5 (15 ml)

5. Larutan substrat “S” (3 ml)

6. Larutan I2 (0,1 ml)

7. Larutan HCl 0,05 N (10 ml)

V. PELAKSANAAN1. Siapkan 6 tabung reaksi bersih, beri masing-masing tanda 0’, 5’, 10’, 15’, 20’, dan

blangko

2. Isilah masing-masing tabung reaksi dengan 10 ml HCl 0,05 N

3. Siapkan bejana erlenmeyer dan pipet volumetric

4. Ambil 1 ml enzim dan lakukan pengenceran ad 10 ml di beker Glass

5. Masukkan 15 ml larutan dapar (pH 6,5), dan 6 ml larutan NaCl 0,9% ke dalam

erlenmeyer. Goyangkan erlenmeyer beberapa detik dengan gerakan memutar agar

isinya tercampur rata

6. Ambil 1 ml campuran no 5, lalu masukkan ke dalam tabung reaksi yang bertanda

blangko dan kocok ad homogen.

7. Campuran no 5 tadi, tambahkan dengan larutan “S” 3 ml, goyangkan erlenmeyer

beberapa detik dengan gerakan memutar agar isinya tercampur rata

8. Ambil 1 ml campuran no 7, lalu masukkan ke dalam tabung reaksi yang bertanda 0’,

lalu campurlah isinya dengan cara membolak-balikkan tabung yang disumbat dengan

ibu jari

9. Siapkan stopwatch

10. Pipetlah 1 ml enzim yang sudah diencerkan tadi dan tambahkan ke dalam campuran

larutan yang berada di dalam erlenmeyer. Jalankan stopwatch tepat pada saat enzim

dimasukkan ke dalam erlenmeyer. Goyangkan erlenmeyer beberapa detik dengan

gerakan memutar agar enzim tercampur rata di dalam larutan. Setelah itu erlenmeyer

jangan digoyagkan lagi.

11. Kira-kira setengah menit menjelang menit ke 5 ambillah dengan pipet 1 ml larutan

dan labu erlenmeyer. Tepat pada menit ke 5 masukkan cairan dari dalam pipet ke

dalam tabung reaksi bertanda 5’, campurlah isinya dengan beberapa kali

membalikkan tabung yang disumbat dengan ibu jari tangan.

12. Lakukan kembali prosedur seperti tahap 11, sekitar menit ke- 10, 15 dan 20 dengan

memasukkan cairan dari dalam pipet ke dalam tabung reaksi yang bertanda 10’, 15’

dan 20’ dan mencampurkannya dengan membalik-balikkan tabung.

13. Setelah semua selesai, tambahkan 0,1 ml larutan KI-KIO3. Campur merata dengan

membalikkan beberapa kali tabung reaksi yang disumbat ibu jari tangan.

14. Kira-kira setelah lima menit penambahan KI-KIO3, bacalah absorbance larutan yang

ada dalam masing-masing tabung reaksi.

15. Dari nilai absorbance yang terbaca, hitunglah persen substrat yang tercerna pada

menit ke-0, 5, 10, 15 dan 20 dengan rumus:

Presentasi substrat yang dicerna pada menit t =Presentase substrat semula – presentase substrat yang tersisa pada menit t

Jadi, Presentase substrat yang dicerna pada menit t = 100% - ATt x 100%

ATo

Keterangan: ATt = absorbance larutan pada menit ke tATo= absorbance larutan pada menit ke 0

16. Runutlah nilai preasentase substrat yang dicerna pada ordinat grafik yang

menghubungkannya dengan lama berlangsungnya reaksi (T) pada absisnya. Kurva

yang terbentuk disebut progres curve.

17. Bandingkan kinerja enzim pada percobaan yag dilakukan kelompok 2A1, 2A2, 2B1

dan 2B2 dan buatlah analisis mengapa demikian.

VI. BAGAN ALIR

VII. Pembahasan

Enzim adalah protein yang membantu dalam mengatalisis suatu reaksi kimia. Salah satu faktor yang mempengaruhi kinerja enzim adalah kadar enzim yang ikut dalam proses reaksi kimia.Dalam percobaan kelompok 1 digunakan larutan dapar pH 6,5 dimana pada pH tersebut reaksi enzim amilase dapat terjadi, NaCl 0,9% sebagai aktivator enzim sekaligus menciptakan lingkungan enzim seperti dalam mulut, HCl 0,05 N sebagai penginaktivator enzim amilase, I2 sebagai indikator amilum apabila bereaksi dengan amilum akan memberi warna biru keunguan/kehitaman, substrat digunakan amilum. Sedangkan enzim amilase digunakan saliva, dimana dari 1 ml saliva diencerkan dengan aquadest ad 10 ml, dipipet sebanyak 1 ml.Dari hasil pembacaan absorbansi dan perhitungan % substrat yang tercerna, didapat grafik waktu vs % substrat yang tercerna, dimana pada menit ke 5 substrat yang tercerna meningkat drastis hingga 75,78%, pada menit ke 10 dan 15 meningkat, sedangkan pada menit ke 20 mengalami penurunan yang tidak berarti.Secara teoritis kinerja enzim berbanding lurus dengan kadar enzim. Hal ini berarti semakin besar kadar enzim, maka semakin besar aktivitas enzim dan semakin laju reaksi yang dikatalisis enzim. Dari hasil percobaan, enzim sebanyak 1 ml yang dincerkan mampu mengatalisis reaksi dengan baik yang dapat dilihat dari grafik yang meningkat, bahkan % substrat yang tercerna tertinggi ada pada menit ke 15 yaitu 99,53%.

MENIT WAKTU ABSORBAN0’ - 2,6123 N5’ 05,06 Detik 0,6327 N10’ 10,17 Detik 0,0286 N15’ 15,59 Detik 0,0123 N20’ 20,00 Detik 0,0192 N

Perhitungan % substrat yang tercerna0' = 100% - 2,6123/2,6123 x 100% = 0%5' = 100% - 0,6327/2,6123 x 100% = 75,78%10' = 100% - 0,0286/2,6123 x 100% = 98,91%15' = 100% - 0,0123/2,6123 x 100% = 99,53%20' = 100% - 0,0192/2,6123 x 100% = 99,27%

Data grafik Kelompok 1

Data seluruh kelompok

Data seluruh kelompok

Kelompok Menit Absorbansi Kadar Inhibitor Enzim Kelompok Menit Absorban

si

1

0’ 2.0123 0%

- 1 ml 6

0’ 1.77985’ 0.6327 68,56% 5’ 0.0378

10’ 0.0286 98,58% 10’ Reject15’ 0.0123 99,39% 15’ 0.020320’ 0.0192 99,05% 20’ 0.0177

2

0’ 2.5911 0%

- 1 ml 7

0’ 2.01575’ 0.2480 90,43% 5’ 0.0531

10’ 0.0248 99,04% 10’ 0.015315’ 0.0237 99,09% 15’ 0.021120’ 0.0111 99,57% 20’ 0.0272

3

0’ 2.612 0%

- 1 ml 8

0’ 1.83415’ 0.293 88,78% 5’ 0.0376

10’ 0.019 99,27% 10’ 0.008115’ 0.007 99,73% 15’ 0.036120’ 0.009 99,66% 20’ 0.0114

4 0’ 2.5709 0% - 4 ml 9 0’ 2.61235’ 0.0142 99,45% 5’ 0.0428

10’ 0.0134 99,48% 10’ 0.0275

15’ 0.0092 99,64% 15’ 0.014420’ 0.0082 99,68% 20’ 0.0137

5

0’ 1.8962 0%

- 4 ml 10

0’ 1.70655’ 0.0111 99,41% 5’ 0.6847

10’ 0.0061 99,68% 10’ 0.096315’ 0.0165 99,13% 15’ 0.083120’ 0.0273 98,56% 20’ 0.0176

Dari grafik % substrat yang tercerna pada pengaruh kadar enzim pada reaksi enzimatik terlihat perbedaan dimana pada menit ke 5, % substrat yang tercerna pada panggunaan enzim 1 ml sedikit lebih rendah dari pada penggunaan enzim sebanyak 4 ml, ini menunjukkan bahwa semakin besar kadar enzim yang bereaksi semakin tinggi laju reaksi pada reaksi yang dikatalisis. Hal ini sesuai dengan teori bahwa Aktivitas enzim dan kadar enzim memiliki hubungan perbandingan yang lurus.

Sedangkan dari grafik pada pengaruh modifier (dalam hal ini inhibitor berupa HgCl2 )pada reaksi enzimatik, tidak terlihat perbedaan yang signifikan antara reaksi yang tidak diberi HgCl2 dan diberi HgCl2, keduanya sama-sama menunjukkan kinerja enzimatik yang baik. Hal ini tidak sesuai dengan teori dimana seharusnya HgCl2 (termasuk logam) bertindak sebagai inhibitor irreversibel yang dapat memodifikasi enzim secara kimiawi sehingga menurunkan laju reaksi kimia/ kinerja enzim, sehingga absorbansi amilum sehausnya tinggi. Ketidaksesuaian dengan teori bisa disebabkan oleh penggunaan HgCl2 yang hanya 3 tetes tidak mampu menginhibisi reaksi enzimatik.

VII. KesimpulanDari pembahasan di atas dapat disimpulkan:

1. Kadar enzim berbanding lurus dengan kinerja enzim. Dimana dalam percobaan kadar enzim yang lebih tinggi dapat mempercepat laju reaksi pada reaksi enzimatik.

2. HgCl2 merupakan logam yang termasuk inhibitor yang dapat memodifikasi enzim secara kimiawi sehingga laju reaksi/kinerja enzim menurun. Namun, hasil praktikum tidak sesuai dengan teori, dikarenakan penggunaan HgCl2 yang terlalu sedikit.

Daftar Pustaka

Pengantar Kimia Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran Drs. Damin Sumardjo

Bikimia Harper, ed 27