Laporan Fisiologi Tumbuhan " Investigasi Mikroskala dengan Katalase

LEMBAR PENGESAHAN

Laporan Lengkap Praktikum Fisiologi Tumbuhan dengan judul “Investigasi Mikroskala Dengan Katalase disusun oleh:

Kelompok VI : 1. Adzhar Arsyad 

                                                  2. Salmida

                                                  3. Nur indah sari

                                                  4. Salmida

                                                  5. A. Fauziah Ridwan 

Kelas : A (Pendidikan Biologi)

telah diperiksa dan dikonsultasikan kepada Asisten/Koordinator Asisten, maka dinyatakan diterima.

                                              Makassar, 07 Mei 2014

   Koordinator Asisten                                                Asisten

    Muhamad Padri                                   Muhamad Padri

    NIM : 101 414 014                           NIM : 101 414 014

Mengetahui

Dosen penanggung jawab praktikum

    

Andi Rahmat Saleh S.Pd, M.Pd

NIP: 19851010 200812 1 004

 

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

          Aktivitas sistem hidup dikontrol oleh enzim. Enzim merupakan molekul protein yang bertindak sebagai katalis biologi dengan karakterisitk. Pertama, fungsi dasar enzim adalah meningkatkan kecepatan reaksi. Umumnya reaksi selular terjadi jutaan kali lebih cepat dibandingkan dengan tanpa enzim. Kedua, umumnya enzim bekeja secara spesifik dengan hanya satu reaktan (disebut substrat) untuk menghasilkan produk (Ismail, 2014).  

         Secara kimia, umumnya enzim merupakan protein globular. (Beberapa molekul RNA  disebut ribosom dapat juga disebut enzim. Mereka biasanya terdapat di inti sel).  Enzim merupakan katalis yang memecah atau mensintesis senyawa kimia yang lebih kompleks. Enzim memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat untuk mendukung hidup. Kecepatan enzim jauh melebihi kecepatan reaksi kimia biasa, dengan menurunkan energi aktivasi. Enzim bekerja sangat efisien. Umumnya enzim dapat mengkatalisis reaksi antara 1 dan 10,000 molekul substrat per detik. Enzim hanya terdapat dalam jumlah kecil di dalam sel karena mereka tidak dapat diubah selama reaksi (Ismail,2014).

Adapun faktor faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah sebagai berikut:

1. Konsentrasi enzim 

       Bila konsentrasi substrat cukup tersedia, peningkatan konsentrasi enzim akan meningkatkan kecepatan reaksi enzim.

 2. Konsentrasi substrat

Pada konsentrasi enzim yang tetap dan konsentrasi substrat rendah, konsentrasi substrat merupakan faktor pembatas. Apabila konsentrasi substrat ditingkatkan, kecepatan reaksi enzim akan meningkat. Namun, pada konsentrasi substrat yang sangat tinggi, enzim akan menjadi jenuh dengan substrat dan konsentrasi substrat yang lebih tinggi tidak meningkatkan kecepatan reaksi.

 3. Temperatur

Tiap enzim mempunyai temperatur optimum dimana dapat bekerja dengan baik.  Sampai dengan temperatur optimum kecepatan reaksi meningkat dengan meningkatnya temperatur. Peningkatan kecepatan terjadi karena molekul enzim dan substrat keduanya mempunyai energi kinetik yang lebih untuk lebih sering bertabrakan, dan juga karena lebih banyak molekul mempunyai energi yang cukup untuk melampaui pembatas energi aktivasi. Peningkatan kecepatan reaksi terkait dengan temperatur dapat dihitung sebagai Q10 yang berarti peningkatan relatif untuk tiap 10oC.

  Bila temperatur terus meningkat di atas temperatur optimum, panas tersebut menyebabkan enzim mengalami denaturasi. Akibatnya enzim kehilangan bentuk fungsionalnya oleh rusaknya ikatan hidrogen. Temperatur dingin, pada sisi lain, menurunkan aktivitas enzim oleh penurunan gerak molekuler.

4. pH 

Tiap enzim mempunyai pH optimum yang membantu menjaga bentuk tiga-dimensiolnya. Perubahan dalam pH dapat menyebabkan denaturasi enzim dengan mengubah muatan enzim, sebagai contoh gugus R asam karboksil menjadi tidak bermuatan pada pH rendah (COOH), tetapi bermuatan pada pH tinggi (COO-). Perubahan ikatan ion enzim berkontribusi dalam bentuk fungsionalnya.  Untuk kebanyakan enzim pH optimum antara 7-8 (pH fisiologis umumnya sel), tetapi beberapa enzim dapat bekerja pada pH ekstrem, seperti enzim protease di dalam lambung hewan, yang mempunyai pH optimum 1. 

  

           Katalase adalah enzim yang mengandung heme, yang mengatalisis dismutase hydrogen peroksida (H2O2) menjadi air dan oksigen. Enzim ini ditemukan pada semau jenis eukariotik aerob yang penting untuk memusnahkan H2O2 yang terbentuk dalam peroksisom melalu reaksi oksidasi, seperti oksidasi asam lemak, siklus glioksilat (dalam fotorespirasi), dan katabolisme purin. Katalase adalah enzim yang umum ditemukan dalam jaringan hewan dan tumbuhan . Ini mengkatalisis pemecahan hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen . Karena hidrogen peroksida adalah beracun produk sampingan dari metabolisme dalam sel tanaman tertentu dan sel-sel hewan , katalase membantu melindungi sel dari efek racun dari hidrogen peroksida oksigen air katalase hidrogen peroksida (Fred, 1926). 

         Enzim katalase bersifat heat resistant (tahan panas) dalam buahan buahan dan sayuran. Enzim katalase mempunyai 4 molekul subunit. Masing masing subunit mengandung gugus protohemin yang membentuk bagian dari 4 tapak aktif yang bebas. Pada pH netral katalase akan kehilangan aktivitasnya dengan cepat pada suhu 35oC (Haris, 2010). 

        Dalam tumbuhan katalase mempunyai fungsi yaitu berupa kemampuan untuk menghilangkan H2O2  dalam oksidasi fenol, alcohol, dan donor hydrogen lain. Gabungan glukosa oksidase dan katalase dipakai dalam sejumlah pemprosesan makanan. Adanya gelembung udara ketika dilakukan percobaan menandakan aktivitas enzim katalase (Heri, 1998).

            Katalase sering digunakan dalam penyelidikan untuk mempelajari aksi enzim . Kadang-kadang sulit untuk mengukur aktivitas katalase dari jaringan hidup dengan cara yang obyektif dengan hanya mengamati pembentukan gelembung . Penelitian ini menggunakan metode yang agak sederhana dan obyektif untuk memperkirakan laju reaksi katalase . Tingkat aktivitas katalase diperkirakan dengan mengukur waktu yang dibutuhkan untuk kertas cakram direndam dengan ekstrak enzim untuk muncul dari bawah solusi hidrogen peroksida ke permukaan . langkah dari disk kertas adalah karena pembentukan oksigen gelembung dari reaksi katalase. 

            Katalase (CAT , H2O2 : oksidoreduktase H2O2 , EC 1.11.1.6 ) dengan pembilasan hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen adalah enzim penting mekanisme pertahanan sel terhadap stres oksidatif pada tanaman ( Dat et al 2003; . Foyer dan Noctor 2000). Katalase didistribusikan secara luas dalam berbagai organisme , termasuk hewan, tumbuhan , semua mikroorganisme aerobik dan beberapa organisme anaerobik (Gulnur, 2010).

      Organisme yang berbeda telah menunjukkan aktivitas catalas berbeda . di tanaman , beberapa isoform enzim biasanya hadir , dan mereka dinyatakan dalam jaringan yang berbeda dan perkembangan tahap . Dalam hijau daun sebagian besar aktivitas CAT ditemukan dalam peroksisom ( Foyer dan Noctor 2000; Scandalioset al 1997. ). CAT scavenges H2O2 dihasilkan selama β – oksidasi asam lemak , transpor elektron di mitocondria dan oksidasi photorespiratory ( Havir dan McHale 1987 ; Kunce dan Trelease 1986) . Katalase adalah enzim yang paling efisien enzim antioksidan yang menurunkan , hidrogen peroksida atau superoksida menumpuk ke tingkat beracun di pabrik growt h ( Bowler et al 1992; . Brenan dan Frenkel, 1977). Katalases sebagian besar adalah heme yang mengandung tetrameric protein (Gulnur, 2010).

Enzim katalase memiliki diisolasi , dimurnikan dan ditandai dari berbagai eucaryot dan procaryot organisme . Perbandingan kucing menunjukkan berbagai kegiatan dan sifat kinetik katalase memiliki dilaporkan ada di banyak tanaman , seperti bayam , jagung , kapas , bunga matahari , tembakau , van apel , dan peterseli ( Garcia et al . 2000; Mullen dan Gifford 1993; Yoruk 2005; Lokman et al . 2007) . Ilmu berbagai catalases dimurnikan sejauh telah menunjukkan karakteristik yang berbeda dan juga catalases dari penghijauan kotiledon labu telah dimurnikan dan ditandai dengan aktivitas katalitik rendah (Gulnur, 2010).

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

Kelompok Jenis bahan Waktu (s)

1 Cucumis sativus 36,47

2 Musa paradisiaca 26

3 Musa paradisiaca 38

4 Pyrus malus -

5 Pyrus malus -

6 Cucumis sativus 50

7 Solanum licopersicum 14

8 Solanum licopersicum 14

9 Solanum licopersicum -

10 Solanum licopersicum -

B. Pembahasan

Pada kegiatan praktikum investigasi mikroskala dengan katalase, dimana dalam kegiatan ini akan diamati apakah ada aktivitas enzim katalase yang ditandai dengan disc yang dimasukkan ke dasar  supernatan akan kepermukaan dan ditandai denan munculnya gelembung udara yang merupakan pertanda adanya molekul O2 hasil dari penguraian H2O2.

Hasil pengamatan menunjukkan bahwa tanaman Cucumis sativus memiliki enzim katalase yang rendah dikarenakan memerlukan waktu yang lama untuk dics kepermukaan supernatan setelah dimasukkan ke dalam supernatan. Kinerja suatu enzim dipengaruhi konsentrasi enzim tersebut, semakin banyak enzim yang terlibat maka semakin cepat pula reaksi berlangsung, enzim akan menurunkan energy aktivasi untuk mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi.

Pada tanaman Musa paradisiaca menunjukkan bahwa tanaman ini memerlukan waktu yang lebih lama agar disc kepermukaan supernatan sehingga dapat diketahui bahwa Musa paradisiaca memiliki kadar enzim katalase yang lebih rendah dibandingkan dengan cucumis sativus. Walaupun demikian tetap menghasilkan gelembung udara dalam jumlah yang tidak sebanyak tanaman cucumis sativus yang menjadi indikator adanya enzim katalase yang mereduksi H2O2 menjadi H2O dan O2.

Tanaman pyrus malus menunjukkan bahwa tidak memiliki enzim katalase dikarenakan disc yang telah di rendam di dalam supernatan pyrus malus kemudian dimasukkan kedalam larutan peroksida tidak naik menuju permukaan supernatan serta tidak adanya gelembung udara yang menjadi indikator adanya aktivitas enzim katalase.

 Pada tanaman Solanum licopersicum, 2 tanaman menujukkan keberadaan enzim katalase yang banyak yang ditandai dengan naiknnya disc kepermukaan supernatan dalam waktu yang singkat,  serta adanya gelembung udara, sedangkan 2 tanaman lainya tidak menujukkan keberadaan enzim katalase karena disc tidak naik menuju permukaan supernatan serta tidak timbul gelembung udara.

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum ini yaitu enzim katalase menguraikan H2O2 yang ditandai dengan adanya gelembung yang muncul pada supernatan ketika disc dimasukkan serta disc bergerak menuju permukaan larutan supernatan.  Selain itu, semakin sedikit waktu yang dibutuhkan oleh disc untuk sampai kepermukaaan larutan supernatant, maka semakin besar konsentrasi enzim katalase yang dimiliki oleh buah tersebut.

B. Saran

Untuk praktikum selanjutnya, agar supaya asisten membimbing praktikan dengan baik selama praktikum. 

DAFTAR PUSTAKA

Copelan, Laurence. 1995. Principles of Seed Science and Technology. USA: Springer. 

Ismail. 2014. Fisiologi Tumbuhan. Makassar: Jurusan Biologi FMIPA UNM.

 Gulnur. 2010. Partial Purification and Some Properties of Catalase from Dill (Anethum graveolens L.) Turkey : Sakarya University, Faculty of Arts & Science, Department ofChemistry. E-jurnal of Sakarya University.

Lloyd Overley, Fred. 1926. A Study of the Catalase and Oxidase Activities of Fruits. USA : Washington Agricultural Experiment Station.

Winarsi, Heri. 1998.  Protein Kedelai dan Kecambah. Jakarta: Erlangga.