ABSTRAK

Telah dilakukan percobaan yang berjudul, ”Katalis Enzimatis.” Tujuan

dari percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh katalis pada kecepatan

reaksi, untuk menunjukkan enzim dapat berfungsi sebagai katalis, dan untuk

mengetahui pengaruh beberapa parameter pada kinerja katalis enzimatis. Prinsip

percobaan yang digunakan adalah katalis enzimatis. Metode yang digunakan

dalam percobaan ini adalah penggunaan saliva encer sebagai katalis serta

pemanasan. Hasil yang didapat dari percobaan yaitu pengaruh temperatur, pada

suhu 370C enzim amilase dapat bekerja dengan optimal, pada pengaruh pH 7

enzim bekerja dengan optimal juga, sedangkan pengaruh ion logam sebagai

inhibitor adalah pada tabung kesatu dan kedua.

Keyword : Enzim, Amilase, Inhibitor, Katalis

PERCOBAAN 7

REAKSI KIMIA III : KATALIS ENZIMATIS

I. Tujuan Percobaan

I.1 Untuk mengetahui pengaruh katalis pada kecepatan reaksi

I.2 Untuk menunjukkan bahwa enzim dapat berfungsi sebagai katalis

I.3 Untuk mengetahui pengaruh beberapa parameter pada kinerja katalis

enzimatis

II. Dasar Teori

2.1. Enzim

Kata enzim berarti “dalam ragi”. Manusia telah menggunakan enzim sejak

zaman prasejarah dalam memproduksi anggur, cuka dan keju. Suatu enzim

adalah suatu katalis biologis. Hewan tingkat tinggi mengandung ribuan enzim.

Enzim merupakan katalis yang lebih efisien dari pada kebanyakan katalis

laboratorium atau industry. Enzim juga memungkinkan suatu selektivitas

pereaksi dan suatu pengendalian laju reaksi yang tidak dimungkinkan oleh kelas

katalis lain. Semua enzim adalah protein. Untuk aktivitas biologis, beberapa

enzim memerlukan gugus-gugus prostetik atau kofaktor.

(Fessenden, 1986)

Enzim merupakan polimer biologis yang mengkatalisis lebih dari satu

proses dinamik yang memungkinkan kehidupan. Sebagai determinan yang

menentukan kecepatan berlangsungnya berbagai peristiwa fisiologik, enzim

memainkan peran sentral dalam masalah kesehatan dan penyakit. Pemecahan

makanan untuk memasok energy serta unsur-unsur kimia pembangun tubuh

(building blocks); perakitan building block tersebut menjadi protein, membrane

sel. Serta DNA yang mengkodekan informasi genetic; dan akhirnya

peeenggunaan energy untuk menghasilkan gerakan sel, semua ini dimungkinkan

dengan adanya kerja enzim-enzim yang terkoordinasi secara cermat.

(Murray, 2001)

2.2. Klasifikasi Enzim

International Union of Biochemistry (IUB) membagi enzim menjadi 6 kelas,

yaitu:

1. Oksidoreduktase : mengkatalisis reaksi oksidasi reduksi, dan biasanya

menggunakan koenzim :

NAD+

NADP+

Yang termasuk enzim ini dengan nama trivial : Dehidrogenase, Oksidase, dan

Hidroksilase

2. Transferase : mengkatalisis pemindahan gugus tertentu, seperti gugus 1-

karbon, gugus aldehid dan keton, gugus asil, gugus glikosil, gugus fosfat dan

gugus mengandung S.

Yang termasuk enzim ini dengan nama trivial : Amino transferase, asil

karnitin transferase, transkarboksilase dan glukinase.

3. Hidrolase : meningkatkan pemecahan ikatan antara karbon dengan atom

lainnya dengan penambahan air.

Yang termasuk enzim ini dengan nama trivial : esterase, amidase,

peptidase,fosfatase dan glikosidase.

4. Liase : mengkatalisis pemecahan karbon-karbon, karbon-sulfur dan karbon-

nitrogen.

Yang termasuk enzim ini dengan nama trivial : dekarboksilase, aldolase,

sintase dan deaminase.

5. Isomerase : mengkatalisis raseminasi optic atau isomer geometric dan reaksi

oksidasi reduksi intramolekular tertentu.

Yang termasuk enzim ini dengan nama trivial : epimerase, mutase dan

isomerase.

6. Ligase : mengkatalisis pembentukan ikatan antara karbon dengan karbon,

karbon dengan sulfur, karbon dengan nitrogen dan karbon dengan oksigen.

Untuk pembentukan ikatan tersebut diperlukan energy yang berasal dari

ATP.

Yang termasuk enzim ini dengan nama trivial : Sintetase dan Karboksilase.

(Shahib, 1992)

2.3. Komponen Enzim

Enzim terdiri dari dua komponen, yaitu:

1. Protein

2. Gugus Prostetik (Koenzim)

Bagian apoenzim menyebabkan kekhasan pada enzim. Bagian gugus

prostetik dapat berupa kofaktor. Kofaktor yaitu senyawa anorganik yang

diperlukan oleh enzim untuk aktivitas biologisnya. Kofaktor dapat berupa ion

logam seperti unsur besi, mangan, magnesium dan natrium. Koenzim yaitu

senyawa organik, misalnya vitamin B1, B2 dan B6.

(Fessenden, 1986)

Enzim terdiri dari satu atau lebih rantai polipeptida, disamping itu terdapat

pula bagian yang bukan protein yang penting untuk aktivitas katalitik. Bagian

yang bukan protein ini disebut kofaktor. Koenzim adalah bentuk tertentu dari

kofaktor.

Kofaktor dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu : gugus prostetik, koenzim

dan ion metal. Koenzim adalah senyawa organic yang berasosiasi dengan

apoenzim dan bersifat sewaktu (tidak permanen), biasanya pada saat berlangsung

katalisis. Selanjutnya koenzim yang sama dapat menjadi kofaktor pada enzimyang

berbeda. Pada umumnya koenzim tidak hanya membantu enzim memecah

substrat, tetapi juga bertindak sebagai aseptor sementara untuk produk yang

terjadi. Kebanyakan komponen kimia koenzim adalah vitamin.

(Shahib, 1992)

2.4. Inhibitor Enzim

Inhibitor adalah beberapa zat kimia yang dapat menghambat kerja enzim,

misalnya garam-garam dan logam berat seperti air raksa.

Inhibitor dapat dikelompokkanmenjadi tiga macam yaitu inhibitor

kompetitif, inhibitor non-kompetitif dan inhibitor umpan balik.

(Poedjiadi, 1994)

Inhibisi kompetitif klasik terjadi pada tapak pengikatan-substrat (katalitik).

Struktur kimia sebuah inhibitor analog-substrat (I) umumnya menyerupai

struktur kimia substrat (S). oleh karena itu, inhibitor tersebut dapat berikatan

secara reversible dengan enzim sehingga yang seharusnya membentuk kompleks

EnzS, justru membentuk kompleks enzim inhibitor (Enzl).

Pada inhibisi nonkompetitif, tidak terdapat persaingan antara S dan I.

struktur inhibitor biasanya tidak atau hanya sedikit mirip dengan struktur S dan

dapat dianggap berkaitan dengan domain yang berbeda pada enzim. Inhibitor

nonkompetitif reversible menurunkan kecepatan reaksi maksimal yang diperoleh

pada pemberian sejumlah enzim (Vmaks yang lebih rendah), tetapi biasanya tidak

mempengaruhi nilai Km.

(Murray,2001)

2.5. Sifat-Sifat Enzim

Secara umum, sifat-sifat enzim sebagai berikut:

1. Sebagai biokatalisator yaitu dapat menggiatkan atau kadang-kadang dapat

menyebabkan memuainya proses dalam sel

2. Enzim adalah suatu protein, sehingga mempunyai sifat-sifat seperti

protein.

3. Enzim bekerja spesifik artinya untuk merubah atau mereaksikan suatu zat

tertentu memerlukan enzim tertentu pula.

4. Enzim dapat bekerja bolak-balik artinya suatu reaksi memerlukan enzim

yang sama juga mempengaruhinya adalah jumlah substrat dan jumlah

produksi.

5. Enzim bekerja sangat cepat

6. Enzim tidak ikut bereaksi, artinya enzim tidak berubah dan dapat dipakai

kembali setelah reaksi enzimatis berlangsung.

7. Aktivitas enzim dipengaruhi oleh suhu.

8. Enzim sensitive terhadap pH.

(Murray, 2001)

2.6. Komponen Enzim

2.6.1. Apoenzim

Adalah bagian enzim yang terdiri dari protein.

Sifat: - tidak tahan panas

- tidak mampu melewati membran dialysis.

2.6.2. Koenzim

Adalah bagian enzim yang bukan protein.

Sifat: - tahan terhadap panas

-mampu melewati membrane dialis.

Holoenzim adalah gabungan antara apoenzim dan koenzim yang terikat satu

sama lain. Koenzim, kofaktor, gugus prostetik merupakan kokatalis. Gugus

prostetik terikat erat pada apoenzim sedangkan kofaktor tidak begitu erat. Gugus

prostetik adalah bagian dari enzim yang berbentuk molekul organic. Koenzim

adalah suatu bagian yang bertindak sebagai penerima hydrogen atau akseptor

hidrogen seperti NAD/ATP.

( Winarno, 1986 )

2.7. Fungsi dan Cara Kerja Enzim

2.7.1. Fungsi Enzim

Adalah sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi didalam

maupun di luar sel. Suatu enzim dapat mempercepat reaksi 106 – 1011 kali lebih

cepat dari pada bila reaksi tersebut berlangsung tanpa katalis.

( Poedjiadi, 1994 )

2.7.2. Cara Kerja Enzim

Enzim diduga menyesuaikan diri di sekitar substrat ( molekul yang akan

dikerjakan ) untuk membentuk kompleks enzim substrat. Ikatan menjadi tegang

oleh gaya terik antara substrat dan enzim. Ikatan tegang mempunyai energi dam

mudah terpatahkan sehingga reaksi berlangsung lebih mudah dan menghasilkan

kompleks enzim substrat.

E + S → E – S → E – P → E + P

Keterangan : E + S = enzim

E – P = Kompleks enzim produk

E + p = enzim + produk

Bentuk yang diubah dari produk menyebabkan kompleks itu berdisosiasi

dan permukaan enzim siap menerima substrat lain. Teori aktivitas enzim ini

disebut “ Teori Kesesuaian Terimbas (Induced-Fit Theory). “

( Fessenden, 1983 )

2.8. Kekhasan Enzim

Nama enzim disesuaikan dengan substratnya dengan penambahan “ase” di

belakangnya. Substrat adalah senyawa yang bereaksi dengan bantuan enzim.

Contoh: enzim menguraikan substrat (urea) disebut urease.

Kelompok enzim yang mempunyai fungsi sejenis diberi nama menurut

fungsinya. Misalnya, hidrolase adalah kelompok enzim yang mempunyai fungsi

sebagai katalis dalam proses hidrolisis. Disamping nama trival (biasa) maka oleh

Commision On Enzimes of The International Union of Biochemistry telah

ditetapkan nama yang sistematis dan disesuaikan dengan pembagian dan

penggolongan enzim berdasar fungsi.

Kekhasan enzim terhadap suatu reaksi disebut kekhasan reaksi. Asam

amino tertentu sebagai substrat dapat mengalami berbagai reaksi dengan enzim.

( Poedjiadi, 1994 )

2.9. Dasar Kerja Enzim

Pada umumnya terdapat dua mekanisme kerja enzim yang mempengaruhi

reaksi katalis. Mekanismenya adalah

a) Enzim meningkatkan kemungkinan molekul – molekul yang bereaksi

saling bertemu dengan permukaan yang saling berorientasi. Hal ini terjadi

karena enzim mempunyai suatu afinitas yang tinggi terhadap substrat dan

mempunyai kemampuan mengikatnya walaupun bersifat sementara.

Penyatuan antara substrat dengan enzim tidak seenaknya, melainkan

substrat terikat dengan enzim sedemikian rupa sehingga setiap substrat

terorintasi secara tepat untuk terjadi reaksi.

b) Pembentukan ikatan yang sementara (biasanya ikatan non kovalen) antara

substrat dengan enzim menimbulkan penyebaran ini menyebabkan suatu

regangan pada ikatan kovalen spesifik dalam molekul substrat sehingga

ikatan kovalen tersebut menjadi mudah pecah. Dapat disimpulkan bahwa

enzim mempercepat laju reaksi agar keseimbangan reaksi tercapai, tetapi

tidak mempengaruhi konstanta keseimbangan.

Banyak faktor yang mempengaruhi laju reaksi suatu enzim diantaranya

yang penting adalah konsentrasi baik substrat maupun enzim. Faktor utama

lainnya antara lain : suhu, Ph, kekuatan ikatan ionik dan adanya inhibitor

(penghambat reaksi). Faktor – faktor yang mempengaruhi laju reaksi enzim yaitu

1) Suhu

Laju reaksi meningkat seiiring bertambahnya suhu, namun apabila

suhu terlalu tinggi, maka enzim akan rusak sehingga reaksi berjalan

optimal. Suhu normal untuk aktivitas enzim berkisar antara 25 - 370C.

2) Derajat Keasamam (Ph)

Pengaruh Ph terhadap suatu reaksi enzim menjadi rumit oleh beberapa

faktor yang dapat saling bersaing apabila aktifitas enzim mencapai

maksimum jika pH mencapai optimum, maka laju reaksi akan berkurang

di kedua sisi pH optimum. Untuk setiap kombinasi dari 3 aturan yang

mungkin :

Protein enzim terdenaturasi akibat Ph ekstrem tinggi atau rendah.

Protein enzim dapat memerlukan gugus – gugus amino yang

terionisasikan pada rantai samping yang mungkin di tititk hanya

pada satu keadaan ionisasi.

Substrat dapat memperoleh protein dalam satu bentuk muatan.

3) Konsentrasi Enzim

Laju meningkat secara linier dengan bertambahnya konsentrasi enzim

jenuh lebih sedikit dari konsetrasi substrat.

4) Konsentrasi Substrat

Laju reaksi yang mengkatalisasikan dengan enzim mula – mula berada

pada kesetimbangan, namun seiring konsentrasi substrat dinaikkan lebih

lanjut atau berlebih akan tercapai suatu laju limit atau laju maksimum

37o C Temperatur

AktivitasEnzim

( suhu optimum )

Gambar GrafikHubungan temperatur dengan aktivitas enzim

(Underwood, 1994)

suatu reaksi hingga pada saat penambahan substrat lebih lanjut tidak

mempengaruhi reaksi (kinetika penjenuhan).

( Petrucci, 1997 )

2.10. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim. Faktor-faktor

tersebut dapat bersifat fisik atau bersifat kimia, yaitu :

2.10.1. Suhu atau Temperatur

Laju reaksi yang dikatalis oleh enzim akan meningkat dengan adanya

penurunan suhu. Pada suhu transisi aktivitas enzim menurun tajam. Kenaikan

kecepatan dibawah temperatur optimal disebabkan oleh kenaikan energi kinetika

molekul yang bereaksi. Bila suhunya dinaikkan terus, energi kinetika menjadi

besar sehingga melampaui penghitung energi untuk memecahkan ikatan sekunder

yang mempertahankan enzim dalam bentuk aslinya. Akibatnya struktur sekunder

dan tersier hilang disertai hilangnya aktivitas biologis.

(Mayes, 1992)

2.10.2. Konsentrasi Substrat

Bila konsentrasi substrat (s) naik sedangkan semua keadaan lainya

dipertahankan tetap, kecepatan tetap, keceepatan awal yang diukur v naik sampai

nilai maksimum v berhenti.Efek konsentrasi substrat pada kecepatan reaksi yang

dikatalis enzim,

Kecepatan akan naik bila konsentrasi substrat dinaikkan sampai

konsentrasi enzuim dikatakan telah jenuh dengan substrat. Jumlah substrat masih

melebihi jumlah enzim dengan persamaan molar yang besar. Apabila titik A dan

B, Kenaikkan atau penurunan jumlah enzim tergabung dengan substrat dan v akan

tergantung pada (s). Pada C, semua enzim tergabung dengan substrat sehingga

kenaikkan selanjutya dari s. Walau ini menaikkan konsentrasi benturan anatar

enzim dan substrat tidak dapat menaikkan kecepatan reaksi karena tidak ada

enzim yang terdapat unsur bereaksi.

.2.10.3. Pengaruh pH

Enzim menunjukkan aktivitas maksimum pada suatu kisaran pH yang

disebut pH optimum, yang umumnya antara pH 4,5 – 8,0. suatu enzim tertentu

mempunyai pH optimum sanagt ekstrim , misalnya pepsin pada pH 1,8 dan

organisme pada pH 10,0.

7 pH

AktivitasEnzim

( suhu optimum )

Gambar GrafikHubungan pH dengan aktivitas enzim

(Poedjiadi, 1994)

Kisaran pH yang ekstrim, baik asam maupun basa terjadi aktivasi, yang

irreversible. Pada kisaran pH selebihnya masih dapat terjadi inaktivasi, tetapi

bersifat reversible. Perlu diketahui pada enzim yang sama, sering pH umumnya

berbeda, tergantung asal enzim tersebut. Misalnya metal esterase yang diperoleh

dari kapang mempunyai pH optimum sekitar 5,0 sedang enzim yang sama yang

diperoleh dari kacang merah mempunyai pH sekitar 8,5.

2.11. Katalis

Katalis merupakan suatu zat yang mempengaruhi laju reaksi tanpa adanya

perubahan permanen pada zat tersebut. Katalis berfungsi untuk meningkatkan

kecepatan reaksi.

Katalis dibedakan menjadi:

a) Katalis Homogen

Katalis homogen adalah jenis katalis yang berfase sama dengan pereaksi.

b) Katalis Heterogen

Katalis heterogen adalah jenis katalis yang tidak berfase sama dengan

pereaksi.

(Keenan, 1984)

2.12. Katalis Enzimatis

Banyak reaksi dalam kimia sistem organik dilakukan dengan enzim

sebagai katalis. Enzim merupakan protein yang terdiri dari berbagai asam amino

sama seperti molekul lain. Katalis enzimatik melibatkan ikatan-ikatan kimia yang

digunakan dengan ikatan-ikatan pada reaksi kimia organik biasa. Dalam

pelaksanaannya, katalis enzimatik menggunakan struktur yang dibentuk oleh

berbagai gugus asam amino dan prostestik. Sejumlah protein bertindak cepat

sebagai katalis yang sangat reaktif, lebih reaktif dari senyawa lsin yang dapat

mempercepat sejumlah reaksi karena protein mampu dirakit menjadi beberapa

bentuk.

Dasar fungsi enzim adalah keefektifan katalis asam amino, gugus

karboksil dan gugus pengikat lain dinaikkan beberapa puluh kaki lipat dengan

menempatkannya dalam ruang tertentu sehingga dapat mengunci senyawa yang

dipengaruhi.

Suatu senyawanya dapat mengkatalis reaksi dari beberapa substrat yang

berbeda. Falam reaksi enzimatik gugus pengikat dan gugus-gugus katalistik dan

enzim bergabung dengan substrat membentuk kompleks enzim substrat/

kemampuan enzim prostate.

Enzim aktivasi pembentukan kompleks enzim senyawa antara pada reaksi

enzimatik jauh lebih rendah dari pada energi aktivasi pada reaksi kimia tanpa

enzim. Suatu enzim merupakan suatu katalis yang dapat dibentuk sehingga mudah

melakukan katalis dari suatu arah dan agak sulit melakukan katalisis kearah

berikutnya.

( Poedjiadi, 1994 )

2.13. Kinetika Katalis Enzim

Salah satu reaksi kimia yang paling sederhana adalah pengubahan suatu

molekul zat S, menjadi suatu molekul hasilnya P, dengan laju reaksi k. Reaksi ini

dapat dituliskan sebagai :

S P

Dalam reaksi yang dikatalis enzim semacam S, disebut substrat atau

senyawa yang transformasinya dikatalis oleh enzim. Pada reaksi ini panah

baliknya dihapuskan karena kesetimbangan reaksinya jauh cenderung menuju ke

hasilnya atau sebab beranjak dari konsentrasi hasil nol (hanya meninjau tahap

awal reaksi sebelum hasil yang memadai terkumpul). Hal ini berarti bahwa jumlah

dari bentuk hasilnya tidak penting. Jadi dengan model ini dapat pula dicakup

peningkatan banyaknya reaksi enzim. Dan dengan hasil ini dapat di tuliskan :

S + A P

Jika terdapat sejumlah besar A dibandingkan dengan S sehingga

konsentrasinya dapat dianggap tetap sebelum reaksi. Dalm hal ini konstanta K

sama dengan K’ kali konsentrasi A yang tak berubah. Misalnya semua reaksi

hidrolisis, termasuk jenis ini dengan A ialah air.

Apabila tidak ada enzim pada kebanyakan reaksi hidrolase, laju

pembentukan hasilnya diabaikan (atau penekanan substrat). Biasanya laju reaksi

semacam itu disebut kecepatan (V) reaksi.

V = -d [S] / dt

= K [S]

Akan tetapi dengan enzim dan konsentrasi substrat pada persamaan ini

tidak berlaku, K tidak lagi konstan tetapi sebanding dengan konsentrasi enzim.

d [S] / dt = -K [S]

(Poedjiadi, 1994)

2.14. Pengaruh Ion Logam

Lebih dari 25% dari keseluruhan enzim mengandung ion logam yang terikat

erat atau membutuhkan ion logam bagi aktivitasnya. Metal enzim mengandung

ion logam fungsional dalam jumlah pasti yang dipertahankan selama proses

pemurnian. Enzim yang diaktifkan oleh logam memperlihatkan ikatan dengan

logam yang kurang erat, namun memerlukan logam tambahan. Dengan demikian

perbedaan metaloenzim dan enzim yag diaktifkan oleh logam terletak pada

afinitas enzim terhadap ion logam. Mekanisme yang diinginkan ion logam untuk

melaksanakan fungsinya tampak serupa dengan metaloenzim dan enzim yang

diaktifkan oleh logam.

(Murray, 1997)

2.15. Analisa Bahan

1. Amilum

Sifat Fisik : Merupakan polisakarida yang terbentuk dari cara sintesa banyak

terdapat pada tanaman.

Sifat Kimia : Campuran 10 -20% amilosa dan 80-90% amilopeptin. Jika

bereaksi dengan iodine membentuk warna hijau.

(Basri, 1996)

2. Iodin

Sifat Fisik : Berat atom 126,90 gram/mol, nomor atom 53, berwarna hitam

kebiruan dengan uap ungu,digunakan sebagai bahan antiseptic,

katalis dan lain-lain.

Sifat Kimia : Larut dalam alkohol, kloform, eter, gliserol, dan karbon disulfida,

tidak larut dalam air.

(Basri, 1996)

3. Cu(NO3)2

Sifat Fisik : Merupakan larutan Berwarna biru laut, titik dekomposisi 170˚C,

titik leleh 115˚C.

Sifat Kimia : Larut di dalam air merupakan reagen untuk mendeteksi Oksigen.

(Basri, 1996)

4. HgCl2

Sifat Fisik : Densitas 5,44, titik leleh 280,7˚C, titik didih 302˚C, beracun dan

korosif, digunakan untuk antiseptik, mengawetkan kayu.

Sifat Kimia : Dapat larut dalam air, berbahaya bagi lingkungan.

(Pringgodigolo, 1973)

5. Pb(NO3)2

Sifat Fisik : Senyawa tidak berwarna, densitas 4,53, titik dekomposisi 233˚C.

Sifat Kimia : Berbahaya bagi lingkungan, larut dalam air, digunakan sebagai

reagen, pewarna industri tekstil.

(Pringgodigolo, 1973)

6. Aquades

Sifat Fisik : titik didih 100˚C, titik beku 0˚C, memiliki Kb = 0,51

gram/mol.

Sifat Kimia : Memiliki rumus molekul H2O, merupakan senyawa berfasa

cair, tidak berwarna.

(Mulyono, 2005)

7. Larutan Buffer

Larutan yang mempunyai sifat dapat mempertahankan pH lingkungannya

baik oleh pengaruh penambahan sedikit asam atau basa maupun oleh

pengenceran, merupakan campuran yang terdiri dari pasangan konjugasi asam –

basa (misalnya : CH3COOH/CH3COOˉ , NH4OH/NH4+)

(Mulyono, 2005)

8. Saliva

Saliva adalah cairan yang lebih kental daripada air biasa. Tiap hari

sekitar 1 – 1,2 liter saliva dikeluarkan oleh kelenjar saliva. Saliva terdiri dari

99,24% air dan 0,58% terdiri atas ion Ca2+, Na+, K+, PO4-, Clˉ, HCO3ˉ, SO4 2-

dan zat – zat organic, seperti enzim amilase dan ptyalin.

(Milller,1993)

9. Enzim Amilase

Termasuk kelompok enzim hidrolase, yaitu enzim yang mengkatalis

hidrolisa substrat dengan molekul air. Enzim amilase, dapat memecah ikatan

peptide dalam amilum sehingga terbentuk maltose. Macam – macam enzim

amilase, α amilase, β amilase, terdapat dalam saliva dari pancreas. Enzim ini

memecah ikatan yang terdapat dalam amilum disebut enzim endoamilase sebab

enzim ini memecah bagian dalam bagian tengah molekul amilum.

(Poedjiadi, 1994)

III. METODE PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1. Alat

Gelas Beker

Tabung Reaksi

Kertas Saring

Penangas air

Plat Tetes

Termometer

Pipet Tetes

Corong

Gelas ukur

Rak tabung reaksi

Penjepit

3.1.2. Bahan

Larutan Amylum 1%

Larutan I dalam KI

Cu(NO3)2

HgCl2

Pb(NO3)2

Larutan buffer Ph 5

Larutan buffer Ph 7

Aquadest

3.2 Gambar Alat

Gelas beker Tabung Reaksi Kertas Saring

Penangas Air Plat Tetes

Termometer

Pipet Tetes Corong Gelas ukur

Rak tabung reaksi Penjepit

3.4.Skema Kerja 3.4.1. Pengumpulan Saliva encer

Air KumurGelas Beker

Pengocokan kuat-kuatpenyaringan

FILTRAT RESIDU

3.4.2. Penyediaan Larutan Iod

Larutan Iod dalam KI

Penetesan pada lekukan tegel porselen

HASIL

3.4.3 Pengaruh Temperatur terhadap aktivitas Enzim Amilasea. 37

Larutan Amilum Larutan Amilum encerTabung 1a,2a,3a Tabung 1b,2b,3b

Pemanasan dalam penangas suhu 37°C

CAMPURAN

Tabung 1bPenangas air 37Penambahan setiap 3 menit 1-2 tetespada KI

HASIL

Keterangan : ulang percobaan untuk penangas air bersuhu 70 dalam air es3.4.4. pengaruh Ph terhadap aktivitas enzim amilase

IV. Data Pengamatan

4.1. Pengaruh Temperatur terhadap Aktivitas Enzim Amilase

SuhuPerubahan Warna

3 Menit ke- 1

3 Menit ke- 2

3 Menit ke- 3

3 Menit ke- 4

3 Menit ke-5

0C

37C 70C

4.2. Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim Amilase

pH

Perubahan Warna3 Menit ke-

13 Menit ke-

23 Menit ke-

33 Menit ke-

43 Menit ke-

5

5Biru

DongkerBiru

DongkerBiru

DongkerBiru

DongkerBiru

Dongker7 Kuning Kuning Kuning Kuning Kuning

4.3. Pengaruh Ion Logam terhadap Aktivitas Enzim Amilase

Ion LogamPerubahan Warna

3 Menit ke- 1 3 Menit ke- 2

3 Menit ke- 3

3 Menit ke- 4

3 Menit ke-5

Cu(NO3)2 Biru Dongker Biru Dongker

Biru Dongker

Biru Dongker

Biru Dongker

HgCl2 Biru Dongker Biru Dongker

Biru Dongker

Biru Dongker

Biru Dongker

Pb(NO3)2 Biru Dongker Biru Dongker

Biru Dongker

Biru Dongker

Biru Dongker

Saliva encer murni (tanpa

ion logam)

Kuning Kecokelatan Kuning Kuning Kuning Kuning

V. Pembahasan

Telah dilakukan percobaan yang berjudul, “Reaksi Kimia III : Katalis

Enzimatis.” Tujuan Percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh katalis pada

kecepatan reaksi, untuk menunjukkan bahwa enzim dapat berfungsi sebagai

katalis, serta untuk mengetahui pengaruh beberapa parameter pada kinerja katalis

enzimatis.

5.1. Pengaruh Temperatur Terhadap Aktivitas Enzim

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh temperatur terhadap

aktifitas enzim. Enzim adalah biokatalisator yang diperoleh oleh jaringan hidup

dan meningkatkan laju reaksi yang munkin terjadi dalam jaringan. Bila tidak ada

enzim, maka reaksi – reaksi yang akan berjalan terlalu lambat. Beberapa enzim

bersifat reversible. Enzim tidak mempengaruhi fase kesetimbangan reaksi yang

dikatalisis.

(Montgomery, 1993)

Dalam percobaan ini digunakan larutan saliva encer dan amilum 1% yang

dipanaskan pada suhu yang berbeda, yaitu 0oC, 370C, dan 700C untuk mengetahui

pengaruh temperatur terhadap aktifitas enzim amilase. Enzim yang digunakan

dalam percobaan ini adalah enzim amilase yang diperoleh dari larutan saliva

encer. Amilum bertindak sebagai substrat. Melalui percobaan ini, kita dapat

mengetahui bahwa temperatur sangat mempengaruhi aktifitas enzim. Pada

percobaan ini, sampel yang berupa larutan saliva encer diteteskan iodine yang

berfungsi untuk mengidentifikasi adanya amilum pada sampel.

5.1.1. Pada Suhu 00C

Pada percobaan yang dilakukan pada suhu 00C, setelah larutan saliva encer dan

amilum dicampurkan, maka akan dihasilkan larutan yang bening. Kemudian

diambil beberapa tetes lalu diteteskan dengan iodine maka dihasilkan warna ungu

kehitaman. Pada menit ke-3, akan dihasilkan warna ungu kehitaman, menit ke-6

dihasilkan warna ungu kehitaman, menit ke-9 dihasilkan warna ungu kehitaman,

menit ke-12 dihasilkan warna ungu kehitaman, dan begitu pula pada menit ke-15

dihasilkan warna ungu kehitaman. Hal ini mengidentifikasi bahwa amilum tidak

diuraikan oleh enzim amilase (dalam saliva encer). Enzim amilase tidak bekerja

atau belum bekerja sempurna pada suhu 00C. Warna ungu kehitaman berasal dari

amilum yang menghasilkan uji positif terhadap Iodine.

5.1.2. Pada Suhu 370C

Pada suhu 370C, setelah larutan saliva encer dan amilum diampurkan, maka akan

menghasilkan warna yang bening. Kemudian setelah itu diberikan beberapa tetes

iodine akan menghasilkan warna kuning. Hal ini mengidentifikasi bahwa

amilum dapat dipecahkan oleh enzim amilase (dalam saliva encer). Oleh

karena itu, ketika diteteskan oleh iodine tidak dihasilkan warna ungu kehitaman.

Reaksi hidrolisis amilum ini berlangsung dengan bantuan katalisator yang berupa

enzim amilase yang terkandung dalam saliva. Reaksi hidrolisi berlangsung cepat

pada suhu ini.

Pada suhu 370C (suhu optimum) enzim amilase dapat bekerja dengan sempurna.

Suhu optimum adalah suhu yang paling tepat bagi suatu reaksi dengan

menggunakan enzim tertentu. Suhu optimum merupakan suhu yang menyebabkan

terjadinya reaksi kimia dengan kecepatan maksimal.

( Poedjiadi, 1994)

5.1.3. Pada Suhu 700C

Pada suhu 700C, setelah larutan saliva encer dan amilum dicampurkan maka akan

menghasilkan warna bening. Lalu diteteskan kedalam droupleplate yang telah

berisi iodine, maka akan dihasilkan warna ungu kehitaman. Pada suhu 70oC,

enzim akan mengalami denaturasi. Dengan adanya denaturasi enzim ini, bagian

aktif enzim akan terganggu sehingga kecepatan reaksinya menurun (enzim akan

kehilangan semua aktifitas enzimnya / enzim terdenaturasi). Warna ungu

kehitaman menunjukkan bahwa terjadi reaksi uji positif bahwa adanya amilum.

Hal ini berarti, amilum tidak diuraikan oleh enzim amilase dan bereaksi dengan

iodine.

Jadi, dapat diketahui bahwa temperatur mempengaruhi aktifitas enzim

dimana aktifitas enzim akan meningkat pada suhu tertentu dan menurun bila

melebihi suhu optimumnya. pada suhu 00C enzim tidak dapat bekerja atau kurang

bekerja dengan sempurna. Pada suhu 370C enzim mencapai suhu optimumnya

sehingga aktifitas enzim akan meningkat dan mencapai kecepatan maksimalnya.

Sedangkan pada suhu 700C enzim akan mengalami denaturasi (penurunan

kecepatan reaksi enzim).

5.2. Perubahan pH terhadap aktivitas enzim amilase

Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pH terhadap aktivitas

enzim amilase serta perbedaan aktivitas kerja enzim pada pH yang berbeda.

Percobaan ini dilakukan dengan mereaksikan saliva encer dengan amilum serta

larutan buffer dengan pH 5 dan pH 7. Larutan buffer digunakan untuk

mempertahankan atau menaikkan sedikit pH sesuai dengan titik isoelektrik. Titik

isoelektrik adalah titik kenetralan dimana suatu zat, misalnya asam amino, yang

memiliki butir-butir koloid netral pada pH tertentu dan tidak dipengaruhi oleh

medan listrik. (Ahmad Fatih, 2008)

Pada percobaan ini, 2 buah tabung reaksi diisi dengan larutan buffer

masing-masing dengan pH 5 dan pH 7. Pada 2 tabung lain, diisikan larutan

amilum 1%. Setelah itu, keempat tabung ini dipanaskan pada suhu 37C selama 3

menit. Kemudian larutan amilum dicampurkan kedalam tabung yang berisi larutan

buffer dengan pH 5 dan pH 7. Setelah itu, larutan kembali dipanaskan dengan

suhu yang sama, yaitu 37C. Pemanasan dengan suhu sebesar 37C ini disebabkan

karena suhu tersebut merupakan suhu optimum, dimana enzim dapat bekerja

dengan baik. Ditinjau dari bahannya, larutan yang mengandung saliva encer

berasal dari air kumur dalam tubuh yang mempunyai suhu normal sekitar 370C.

Jadi enzim bekerja optimal pada suhu tersebut. Setelah pemanasan berlangsung,

campuran ini dipipetkan sebanyak 2-3 tetes kedalam druplate, dan ditambahkan

Iodine dalam larutan KI. Penambahan Iodine dalam KI ini bertujuan untuk

menghidrolisis amilum yang terkandung dalam campuran buffer, saliva encer,

serta amilum. Pada penetesan KI kedalam larutan yang memiliki pH 5, larutan

berubah warna menjadi biru kehitaman. Hal ini menunjukkan bahwa, pada larutan

yang memiliki pH 5, amilum belum terhidrolisa secara sempurna dan enzimnya

tidak bekerja optimal. Selain itu, Pada kondisi ini kerja enzim lambat dan kurang

optimal atau sempurna. Muatan asam amino bergantung pada pH, karena enzim

merupakan suatu protein, maka muatan enzim yang ditentukan oleh stuktur ruang

ikatan suatu substrat pada enzim dapat dipengaruhi struktur ruang enzim yaitu di

sekitar pusat aktif. Pada pH 5 kerja enzim akan lambat karena dengan kadar asam

meningkat ( pH semakin kecil ) maka gugus yang bermuatan negatif pada enzim

amilase menjadi terprotonisasi dan dapat menetralkan muatan negatif. Sedangkan

pada kondisi larutan dengan pH 7 atau netral, larutan saliva dan amilum yang

berada pada 370C diteteskan KI, larutan menghasilkan warna kuning serupa

dengan warna KI itu sendiri. Hal ini menandakan bahwa amilum sudah

terhidrolisis secara sempurna dan enzimnya bekerja secara optimal. Kondisi ini

menunjukkan bahwa pada pH netral, enzim dapat bekerja optimal.

Kebanyakan enzim dapat bekerja pada pH 4 – 8, dan suhu optimumnya

adalah 7 atau netral. (Fessenden, 1986)

Selain itu, aktivitas enzim tergantung pada pH lingkungan. Suatu enzim

dapat berbentuk ion positif, ion negatif, atau bermuatan ganda atau sering disebut

zwitter ion. Karena protein (enzim) polipeptidanya mengandung kelompok-

kelompok yang bisa mengion sampai kesatu tingkat yang terkandung pada pH

yang ada. Enzim mempunyai titik isoelektrik yang bermuatan bebas bersihnya

adalah nol pada pH titik isoelektriknya. Sebagai patokan berada pada saat pH pada

waktu aktivasi maksimal.

Pada pH asam memberikan ion H+ sehingga terjadi peningkatan proton

pada asam amino enzim, amilase akan terprotonisasi dan tidak akan bekerja

dengan baik bila dibandingkan dengan pH netral, karena enzim bekerja dengan

baik saat muatan bebas nol. Sebaliknya bila enzim bekerja pada suasana basa

maka akan memberikan OH-. Sehingga akan bermuatan negatif dan enzim juga

tidak akan bekerja dengan baik. Bahkan pada umumnya enzim bila pada pH di

7 pH

AktivitasEnzim

( suhu optimum )

Gambar GrafikHubungan pH dengan aktivitas enzim

(Poedjiadi, 1994)

atas 10 akan terdenaturasi. Denaturasi adalah hilangnya sifat-sifat struktur lebih

tinggi oleh terkacaunya ikatan hidrogen dan gaya-gaya sekunder lain yang

mengutuhkan molekul itu.

(Fessenden, 1986)

Hubungan antara aktivitas enzim dan pH dapat digambarkan sebagai

berikut:

5.3. Pengaruh Ion Logam terhadap Aktivitas Enzim Amilase

Mekanisme enzim dalam suatu reaksi ialah melslui pembentukan

kompleks enzim-substrat (ES). Oleh karena itu hambatan atau inhibisi pada suatu

reaksi yang menggunakan enzim sebagai katalis dapat terjadi bila penggabungan

substrat dan bagian aktif enzim mengalami hambatan. Molekul atau ion yang

dapat mengmbat reaksi atau aktivitas enzim disebut dapat menghambat reaksi atau

aktivitas kerja enzim dinamakan inhibitor.

(Poedjiadi, 1994)

Enzim merupakan suatu protein yang bila diberi ion logam dapat bereaksi

dengan sebagian protein yang dapat mengalami koagulasi sehingga jika suatu

enzim (protein) diberi ion logam berat maka enzim akan mengalami perubahan

struktur, konformasi serta posisinya sehingga aktivasi enzimnya akan berkurang.

Dalam percobaan ini, logam berat yang digunakan adalah Cu(NO3)2

dimana terdapat ion logam Cu di dalamnya dan juga larutan Pb(NO3)2 dan HgCl2.

Pada umumnya ion logam berat itu dapat menghambat kerja enzim dengan

bereaksi dengan enzim membentuk garam. Reaksi yang terjadi pada umumnya :

Enzim – Substrat – H + Cu (substrat – H)2 + H+

Pada percobaan ini warna larutan setelah dipanaskan 370 C lalu diteteskan

pada larutan KI, yang mengandung ion logam, juga agak gelap. Hal itu

menunjukkan bahwa ion logam dapat menghambat kerja enzim yaitu berfungsi

sebagai inhibitor. Inhibitor disini dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu :

a. Inhibitor kompetitif (bersaing)

Inhibitor ini umumnya disebabkan karena adanya molekul yang mirip

substrat, yang dapat pula membentuk kompleks yaitu kompleks enzim inhibitor

(EI). Pembentukan kompleks EI ini sama dengan pembentukan kompleks enzim

substrat (ES) yaitu melalui penggabungan inhibitor dengan enzim pada bagian

aktivitas enzim. Dengan demikian terjadi persaingan antara inhibitor dengan

substrat terhadap bagian aktif enzim melalui reaksi sebagai berikut :

(Poedjiadi, 1994)b. Inhibitor tak bersaing

Inhibitor tak bersaing ini tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi

substrat. Dalam hal ini inhibitor dapat bergabung dengan enzim pada suatu bagian

enzim di luar bagian aktif. Penggabungan antara inhibitor dengan enzim ini terjadi

pada enzim bebas atau pada enzim yang telah mengikat substrat yaitu kompleks

enzim substrat.

( Poedjiadi, 1994)

Pada percobaan dengan menggunakan ion logam yaitu PB(NO3)2, setelah

larutan saliva encer ditambah dengan larutan amilum dan ditetesi larutan Iod

dalam KI, maka larutan kuning dari Iod berubah menjadi larutan berwarna

coklat kekuningan.

Hal ini mengindikasikan bahwa amilum dapat dipecahkan / diuraikan oleh

enzim amilase. Dimana enzim amilase tidak berikatan dengan ion logam, Pb

berperan sebagai aktivator.

Lawan dari inhibitor adalah aktifator, contoh aktifator logam adalah K+,

Mn+, Mg2+, Zn2+

E + I EI

E + S ES

E + I

ES + I ESI

EI

VI. KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. KESIMPULAN

6.1.1. Katalis merupakan zat yang mengambil bagian dalam reaksi kimia dan

mempercepatnya, namun katalis tidak mengalami perubahan kimia yang

permanen.

6.1.2. Katalis mempercepat laju reaksi dengan meningkatnya faktor atau

dengan menunjukkan energi aktifasi dengan memberikan kompleks

kereaktifan baru dengan energi potensian yang lebih rendah.

6.1.3. Faktor-faktor yang mempengaruhi aktifitas enzim :

a. temperatur

b. pH

c.ion logam (inhibitor)

6.2. SARAN

6.2.1. Praktikan harus melakukan percobaan sesuai dengan prosedur dalam

cara kerja.

6.2.2 Praktikan harus mengukur suhu yang tepat saat dilakukan pemanasan

VII. Daftar Pustaka

Basri, S.,1996, Kamus Kimia, Rineka Cipta, Jakarta.Fessenden, R., 1986, Kimia Organik, Erlangga, Jakarta. Keenan,C., 1984, Ilmu Kimia untuk Universitas, The University of Tennese

Knoxvill, Erlangga, Jakarta.Mayes, P.A., 1992, Biokimia Harper, Penerbit Buku Kedokteran, Jakarta. Miller,1993, Chemistry A Basic Introduction 4 th edition , Wadsorth Publishing

Company, California.Mulyono,2005, Kamus Kimia, Ganesa Silatama, Bandung.Murray, R.K., 1997, Biokimia Harper, Penerbit Buku Kedokteran EGC,

Jakarta.Murray, R.K, 2001, Biokimia Harper, Penerbit Buku Kedokteran EGC,

Jakarta.Petrucci, R., 1997, Kimia Dasar, Erlangga, Jakarta.Poedjiadi, A., 1994, Dasar-Dasar Biokimia, UI Press, Jakarta.Pringgodigdo,A.G., 1973, Ensiklopedia Umum, Yayasan Para Buku Franklin,

Jakarta.Shahib, M.N., 1992, Seluk Beluk Biokimia dan Penerapan Enzim, PT.Citra

Aditya Bakti, Bandung.Underwood,1994, Analisa Kimia Kuantitatif, Erlangga, Jakarta.Winarno,F.G., 1986, Analisa Bahan Pangan, UI Press, Jakarta.