pengaruh suhu dan ph terhadap reaksi enzimatik

LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA KEPERAWATAN

PENGARUH SUHU DAN pH REAKSI ENZIMATIK

Kelompok I

Winda Ayu Fazraningtyas I1B108201

Fatimah Meirany I1B108202

Dina Wulansari I1B108210

Herda Salfia I1B108211

Gusti Herry Masdiqa I1B108212

M. Lutfi Assidiqi I1B108218

Rizky Ariani I1B108219

Nurfida Giaty I1B108221

Aisyah I1B108235

Rizani Pahmi I1B108239

Bagian Biokimia Fakultas Kedokteran

Universitas Lambung Mangkurat

BANJARBARU

April, 2009

JUDUL PRAKTIKUM

“ Pengaruh Suhu dan pH terhadap Aktivitas Enzim “

TUJUAN PRAKTIKUM

Adapun tujuan praktikum kali ini antara lain :

Mengetahui pengaruh dari suhu terhadap suatu reaksi enzimatik

Mengetahui pengaruh pH terhadap reaksi enzimatik

METODE PRAKTIKUM

A. Alat Praktikum

Alat-alat yang digunakan pada praktikum ini adalah :

1. Gelas ukur

2. Pipet tetes

3. Labu Erlenmeyer

4. Tabung reaksi

5. Spektrofotometer

B. Bahan Praktikum

Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah :

1. Larutan enzim “E” 1 %

2. Larutan NaCl 0,9 %

3. Larutan Substrat “S” 1 %

4. Larutan Penyangga pH 6,5

5. Larutan-larutan penyangga pH 4, 5, 6, 8, dan 10

6. KI-KIO3 (akan melepaskan Yod dalam suasana asam, bagaimana

reaksinya), terdiri dari :

- KI 5,0 g

- KIO3 0,357 g

- NaOH 1 N 2,0 ml

- Aqua ad 1 liter

7. Larutan HCl 0,05 N

C. Cara Praktikum

1. Pengaruh Suhu pada Reaksi Enzimatik

1. Isi labu erlenmeyer dengan 15 ml larutan penyangga + 3 ml larutan substrat +

6 ml larutan NaCl 0,9%. Campur hingga homogen, lalu meletakkannya pada

suhu 0oC (dalam lemari pendingin), 270C (pada suhu kamar), 370C (dalam

inkubator), 1000C (dalam air mendidih) selama kira-kira 30 menit.

2. Sediakan tabung reaksi, beri tanda 0’, 5’, 10’, 15’, 20’. Isilah masing-masing

tabung dengan 10 ml larutan HCl 0,05 N.

3. Pipetlah 1 ml larutan dari erlenmeyer, memasukkan ke dalam tabung reaksi

dengan tanda 0’. Lalu memasukkan 1 ml larutan enzim ke dalam erlenmeyer

(erlenmeyer tetap diletakkan pada suhu masing-masing). Campur dengan baik

dan mencatat waktunya setelah 5 menit (tepat), pipet larutan dalam

erlenmeyer dan masukkan ke dalam tabung dengan tanda 5’.

4. Demikian seterusnya setiap 5 menit, pipet 1 ml larutan dalam erlenmeyer dan

masukkan berturut-turut ke dalam tabung reaksi dengan tanda 10’, 15’, dan

20’.

5. Setelah selesai semua, ke dalam tiap-tiap tabung reaksi tambahkan 1 ml

larutan KI-KIO3 campur dengan baik dan tunggu selama 5 menit.

6. Tentukan intensitas warna yang timbul dengan kalorimeter/spektrofotometer

pada panjang gelombang 550-560 nm. Sebagai titik nol dipakai aquadest.

Perhitungan :

% substrat yang dicerna =100% - Pembacaan waktu t x 100%

Pembacaan waktu to

Keterangan :

Pembacaan waktu t = Pembacaan absorpsi pada waktu 5’, 10’, 15’, 20’.

Pembacaan waktu to = Pembacaan absorpsi pada waktu 0’.

2. Pengaruh pH pada Reaksi Enzimatik

Persiapan :

1. Tiap-tiap kelompok mahasiswa (2-3 orang) per meja melakukan percobaan

dengan 1 macam pH.

2. Sediakan 5 tabung reaksi, masing-masing berilah tanda 0’, 5’, 10’, 15’, 20’,

dan 1 erlenmeyer 50 ml.

Percobaan :

1. Masukkan 15 ml larutan penyangga (sesuai dengan pH yang telah ditentukan

misal pH 4 atau pH 5), ditambah 3 ml substrat S + 6 ml larutan NaCl ke

dalam sebuah erlenmeyer. Kocoklah agar larutan tercampur.

2. Isilah tiap-tiap tabung reaksi dengan 10 ml larutan HCl.

3. Pipetlah 1 ml cairan dari erlenmeyer, masukkan ke dalam tabung reaksi

dengan tanda 0’. Kocok sebentar.

4. Tambahkan 1 ml larutan enzim “E” erlenmeyer, campur dengan cepat dan

masukkan ke dalam inkubator 370. Tepat pada saat penambahan enzim E ini,

catatlah waktu pada penunjuk waktu saudara/jalankan stopwatch.

5. Mendekati 5 menit setelah enzim masuk, pipetlah 1 ml larutan dari

erlenmeyer (erlenmeyer harus tetap di dalam inkubator). Masukkan larutan

dalam pipet ini ke dalam tabung reaksi bertanda 5’, tepat pada waktu

penunjuk waktu menunjukkan 5 menit. Kocok sebentar.

6. Demikian seterusnya tepat setiap 5 menit, kemudian masukkan 1 ml larutan

dari erlenmeyer berturut-turut ke dalam tabung reaksi dengan tanda 10’, 15’

dan 20’ seperti diatas. Kocok sebentar.

7. Setelah semua selesai, ke dalam tiap-tiap tabung reaksi tambahkan 1 ml

larutan KI-KIO3 dan campur pada masing-masing tabung reaksi, tunggu 5 –

10 menit.

8. Tentukan intensitas warna yang timbul dengan kalorimeter atau

spektrofotometer pada panjang gelombang 550-560 nm. Sebagai titik nol

dipakai aquadest.

Perhitungan :

% substrat yang dicerna =100% - Pembacaan waktu t x 100%

Pembacaan waktu to

Keterangan :



HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Praktikum


Suhu Tabung Warna Absorbansi

00 C

0 Biru tua 0,6225 Kuning 0,15410 Kuning 0,08615 Kuning 0,08020 Kuning 0,052

270 C

0 Biru tua 0,7705 Kuning 0,09310 Kuning 0,07315 Kuning 0,06820 Kuning 0,063

370 C

0 Kuning 0,0345 Kuning 0,05310 Kuning 0,06615 Kuning 0,06720 Kuning 0,044

1000 C

0 Biru tua 0,7305 Biru tua 0,88510 Biru tua 0,86115 Biru tua 1,93820 Biru tua 1,031


pH Tabung Absorbansi

4

0 0,8065 0,66510 0,56115 0,70320 0,445

8

0 0,7845 0,74710 0,87115 0,85720 0,784

B. Pembahasan

Reaksi kimia yang terjadi dalam sistem biologis selalu melibatkan katalis

yang merupakan protein yang sangat spesifik yang disebut enzim. Sifat-sifat

istimewa enzim yang menonjol adalah kapasitas katalitik dan spesifitasnya yang

tinggi. Disamping itu, enzim mempunyai peran dalam transformasi berbagai jenis

energi [1].

Enzim merupakan salah satu ciri kehidupan yang penting. Sebagai

biokatalisator, enzim mengatur kecepatan berlangsungnya semua proses fisiologis.

Sebagian besar enzim merupakan protein. Oleh karena itu, segala sesuatu yang

dapat mengubah struktur protein dapat pula mengubah struktur enzim dan

mempengaruhi aktivitasnya [2].

Enzim mempunyai arti yang sangat penting bagi kelangsungan kehidupan.

Sebagai biokatalisator yang mengatur kecepatan berlangsungnya semua proses

fisiologis, enzim memegang peranan utama dalam kesehatan dan penyakit.

Meskipun dalam keadaan sehat semua proses fisiologis akan berlangsung secara

teratur sementara homeostatis akan dipertahankan, namun keadaan homeostatis

dapat mengalami gangguan yang berat dalam kondisi patologis [3].

Keberadaan enzim dalam suatu sel mempunyai tempat tersendiri di bagian

sel tersebut, misalnya enzim-enzim di dalam siklus Krebs dijumpai dalam

mitokondria sel bagian dalam [4].

Pada praktikum kali ini kita menggunakan saliva, saliva juga merupakan

salah satu dari penghasil enzim yaitu enzim amilase, digunakan nya saliva dalam

praktikum karena saliva manusia berisi komponen yang berguna untuk

memberikan informasi yang dapat digunakan sebagai diagnostik untuk penyakit

yang diderita oleh manusia [5].

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi reaksi enzimatik, yaitu :

1. Suhu

Kecepatan reaksi mula-mula meningkat dengan kenaikan suhu disebabkan

oleh peningkatan energi kinetik pada molekul-molekul yang bereaksi. Akan tetapi,

pada akhirnya energi kinetik enzim akan mengalami/melampaui batas rintangan

energi untuk memutuskan ikatan hidrogen dan hidrofobik yang lemah, yang

mempertahankan struktur sekunder dan tersiernya. Pada suhu ini terutama terjadi

denaturasi disertai dengan hilangnya aktivitas katalitik [3].

2. pH

Kegiatan suatu enzim juga dinisbahkan ke keadaan ion dari molekul

protein enzim tersebut, karena rantai polipeptida yang membentuk protein enzim

tersebut mengandung berbagai gugus yang dapat terionisasi, tergantung pH

lingkungan [3].

Kebanyakan enzim menunjukkan aktivitas maksimum pada pH sekitar 7,

yaitu pH cairan tubuh pada umumnya. pH pada saat terjadi aktivitas maksimum

disebut pH optimum enzim tersebut [3].

pH gradien dalam tubuh dibentuk oleh berbagai macam kompartemen

seperti selaput yang terdiri dari sekresi saluran esensial dan juga saluran dari

regulasi protein. pH tersebut sangat berpengaruh kepada pengontrolan aktivitas

enzim [6].

3. Konsentrasi enzim

Kecepatan awal suatu reaksi merupakan kecepatan yang diukur sebelum

produk terbentuk dalam jumlah yang cukup untuk memungkinkan terjadinya

reaksi balik. Kecepatan awal reaksi yang dikatalisis enzim selalu sebanding

dengan konsentrasi enzim [3].

4. Konsentrasi substrat

Kecepatan dan percepatan reaksi meningkat dengan meningkatnya

konsentrasi substrat hingga mencapai suatu keadaan enzim jenuh terhadap

substrat, karena substrat terdapat dalam jumlah molar yang berlebih sehingga

melampaui jumlah molar enzim [3].

5. Inhibitor

Inhibitor merupakan senyawa yang memiliki struktur yang mirip dengan

substrat sehingga dapat berikatan pada sisi aktif enzim [3].

6. Koenzim

Pada praktikum ini diamati perbedaan tingkat aktivitas enzim dengan

berbagai perlakuan suhu dan waktu yang berbeda, yaitu pada suhu 0C, 27C,

37C dan 100C serta pada waktu 0’, 5’, 10’, 15’ dan 20’.

Enzim yang digunakan adalah enzim amilase salivarius atau ptialin yang

mempunyai pH optimum 6,8 dan inaktif pada pH 4 atau kurang. Substrat yang

digunakan adalah amilum yang akan bereaksi dengan amilase yang akan

menghidrolisis amilum menjadi maltosa.

Dalam praktikum kali ini digunakan larutan NaCl 0,9% sebagai aktivator

enzim amilase dalam saliva, sekaligus sebagai larutan isotonis yang sesuai dengan

kondisi mulut sehingga enzim -amilase saliva dapat bekerja optimal. Larutan

penyangga pH 6,5 berfungsi untuk mempertahankan pH saliva, karena pH

optimum amilase adalah 6,5. KI-KIO3 berfungsi sebagai indikator warna yang

mampu melepaskan iod dalam suana asam, sedangkan larutan HCl 0,05 N untuk

memberikan suasana asam, sehingga amilum terhidrolisis dan iod lepas dari KJ-

KJO3.

Pada tabung 0’, larutan tidak diberikan enzim dan berfungsi sebagai test

kontrol. Larutan yang dihasilkan berwarna biru tua (kehitam-hitaman) karena

pada waktu tersebut tidak ada enzim yang bekerja pada larutan dan reaksi

berlangsung lambat. Warna ungu tersebut disebabkan oleh reaksi antaramilum

(substrat) dengan iod dari KI-KIO3 yang membentuk uliran spiral yang mampu

mengabsorpsi ion iod yang terlepas sehingga substrat tidak mengalami penguraian

(hidrolisis) lebih lanjut.

Pada tabung 5’,10’15’, dan 20’, pada larutan ditambahkan enzim amilase

saliva sehingga terbentuk warna kuning terang yang menandakan terjadinya

hidrolisis amilum oleh enzim dan menghasilkan glukosa, sehingga hanya sedikit

iod yang diabsorpsi oleh uliran spiral amilosa dalam amilum karena sebagian

besar amilum telah terurai. Ion dari iod yang bebas tersebut akan memberikan

warna kuning terang pada larutan. Semakin banyak ion dan iod yang terlarut,

warna kuning akan semakin tua.

Tahapan hidrolisis amilum oleh enzim amilase:

Amilum

↓

Maltosa Amilodekstrin

↓

Maltosa Eritrodekstrin

↓

Maltosa Akrodekstrin

↓

Maltosa

↓

Maltosa

↓

Glukosa

Pada tabung 5’,10’15’, dan 20’, pada larutan ditambahkan enzim amilase

saliva sehingga terbentuk warna kuning yang menandakan terjadinya hidrolisis

amilum oleh enzim dan menghasilkan glukosa, sehingga hanya sedikit iod yang

diabsorpsi oleh uliran spiral amilosa dalam amilum karena sebagian besar amilum

telah terurai. Ion dari iod yang bebas tersebut akan memberikan warna kuning

terang pada larutan. Semakin banyak ion dan iod yang terlarut, warna kuning akan

semakin tua.

Pada suhu 100’ kerja enzim bersifat inaktif dan irreversibel karena pada

suhu ini enzim telah terdenaturasi. Dalam hal ini pengaruh suhu dapat dijelaskan

sebagai berikut : kecepatan reaksi mula-mula meningkat dengan kenaikan suhu

dan peningkatan kecepatan reaksi ini disebabkan oleh peningkatan energi kinetik

pada molekul-molekul yang bereaksi (tiap naik 10’ celcius, kecepatan reaksi naik

2x; P2 = 2,0 ). Akan tetapi pada akhirnya energi kinetik enzim akan melampaui

rintangan energi untuk memutuskan ikatan hidrogen dan hidrofobik yang lemah,

yang merusak struktur sekunder dan tersiernya. Pada suhu ini terjadi denaturasi

dengan disertai hilangnya aktivitas katalitik enzim, dengan demikian enzim

menunjukkan suhu optimal. Semakin lama enzim dipertahankan pada suhu di

Dekstrin-dekstrin sederhana

I warna ungu

I warna merah

I tidak berwarna

mana strukturnya tidak begitu stabil, semakin besar kemungkinan enzim

denaturasi. Suhu kritis enzim umumnya antara 55-60 0 celcius.

PENUTUP

A. Simpulan

1. Pada suhu 0oC, enzim amilase mengalami inaktivasi dan aktivitasnya

berkurang secara linear.

2. Pada suhu 100oC, enzim amilase mengalami denaturasi dan aktivitasnya

berkurang secara linear.

3. Suhu dan pH sangat mempengaruhi proses enzimatik dalam tubuh.

B. Saran

Pada praktikum kali ini masih terdapat banyak kekurangan, sehingga hasil

yang diperoleh tidak akurat. Kekurangan itu dapat berupa kesalahan prosedur

pelaksanaan praktikum, sampel yang kurang memenuhi syarat, peralatan yang

kurang baik. Oleh karena itu, disarankan agar praktikan lebih memperhatikan

pelaksanaan prosedur pelaksanaan praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

1. Winarno, FG (1995) Enzim Pangan. PT Gramedia, Jakarta.

2. Sukmariah, M dan Kamianti (1990) Kimia Kedokteran I. Binarupa Aksara, Jakarta.

3. Murray, Robert K. et al (2003) Biokimia Harper Edisi 24. EGC, Jakarta.

4. Suhartono, Eko et al (2000) Kumpulan Catatan Kuliah Biokimia Kedokteran I, Jilid I. Bagian Biokimia Fakultas Kedokteran UNLAM, Banjarbaru.

5. S, Hu, Y,li, J,Wang, Y,Xie et al .Human Saliva Proteome and Transcriptome. J. Dent Res. 2006; 85(12):1129-33.

6. Silvain F, Felliciangeli, Laurel T. Identification of a pH Sensor in the Furin Propeptide That Regulates Enzyme Activation. Journal of Biological Chemeistry. 2006; 281(23): 16108–16116.

Ketua Kelompok

Gusti Herry Masdiqa

NIM. I1B108212

Banjarbaru, 08 April 2009Dosen Praktikum

Drs. Eko Suhartono, M. Si

NIP. 132064912

LAMPIRAN PERHITUNGAN

Rumus : % substrat yang dicerna = 100% - Pembacaan waktu t x 100%

Pembacaan waktu to

Keterangan :




Pada suhu 0oC

Pada 0’ : % substrat yang dicerna = 100% - 0,622 x 100%

0,622

= 0

- Pada 5’ : % substrat yang dicerna = 100% - 0,154 x 100%

0,622

= 75,24 %


0,622

= 86,17 %


0,622

= 87,14 %


0,622

= 91,64 %

Pada suhu 27oC


0,770

= 0


0,770

= 87,92 %


0,770

= 90,52 %


0,770

= 91,17 %


0,770

= 91,82 %

Pada suhu 37oC


0,034

= 0


0,034

= 55,88 %


0,034

= 94,11 %


0,034

= 97,06 %


0,034

= 29,41 %

Pada suhu 100oC


0,730

= 0


0,730

= 21,23 %


0,730

= 17,95 %


0,730

= 28,49 %


0,730

= 41,23 %


Perhitungan % substrat yang dicerna

pH 4


0,806

= 0

Pada 5’ : % substrat yang di cerna = 100% - 0,665 x 100%

0,806

= 17,49 %


0,806

= 30,39 %


0,806

= 12,78 %


0,806

= 44,79 %

pH 8


0,784

= 0


0,784

= 4,72 %


0,784

= 11,1 %


0,784

= 9,31 %


0,784

= 0

pengaruh suhu dan ph terhadap reaksi enzimatik

Documents