Laporan Praktikum Fisiologi Tumbuhan"Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim Katalase”

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

     Di perkuliahan kita sudah mempelajari tentang bagaimana kerja enzim dan faktor-faktor yang mempengaruhinya. Sekedar mengembalikan ingatan kita tentang enzim, maka berikut ini beberapa landasan teori mengenai enzim. Enzim adalah protein yang berperan sebagai katalis dalam metabolisme makhluk hidup. Enzim berperan untuk mempercepat reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, tetapi enzim itu sendiri tidak ikut bereaksi. Oleh sebab itu enzim disebut sebagai salah satu katalisator alami. Enzim terdiri dari apoenzim dan gugus prostetik. Apoenzim adalah bagian enzim yang tersusun atas protein. Gugus prostetik adalah bagian enzim yang tidak tersusun atas protein. Gugus prostetik dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu koenzim (tersusun dari bahan organik) dan kofaktor (tersusun dari bahan anorganik). Enzim tak hanya ditemukan dalam sel-sel manusia dan hewan, namun sel-sel tumbuhan juga memiliki enzim sebagai salah satu komponen metabolismenya. Enzim katalase merupakan salah satu enzim yang terdapat pada tumbuhan. Enzim diproduksi oleh peroksisom dan aktif dalam melakukan reaksi oksidatif bahan-bahan yang dianggap toksik oleh tanaman, seperti hidrogen peroksida (H2O2). Enzim katalase termasuk ke dalam golongan desmolase, yaitu enzim yang dapat memecahkan ikatan C-C atau C-N pada substrat yang diikatnya 

         Cara kerja enzim dapat dijelaskan dalam dua teori, yaitu: Teori kunci dan gembok (enzim bekerja sangat spesifik. Enzim dan substrat memiliki bentuk geometri komplemen yang sama persis sehingga bisa saling melekat) dan teori ketepatan induksi (enzim tidak merupakan struktur yang spesifik melainkan struktur yang fleksibel. Bentuk sisi aktif enzim hanya menyerupai substrat. Ketika substrat melekat pada sisi aktif enzim, sisi aktif enzim berubah bentuk untuk menyerupai substrat). Namun dalam implementasinya, teori pertama yang dianggap paling sesuai dalam menjelaskan cara kerja enzim .

      Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranta adalah pH, untuk membuktikan pengaruh tersebut, dan menetukan rentang pH yang dapat ditoleransi oleh enzim katalase maka dilaksanakanlah praktikum dengan judul “Pengaruh pH terhadap Aktivitas Enzim Katalase”

B. Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk melihat efek pH terhadap aktivitas katalase

C. Manfaat Praktikum

Adapun manfaat praktikum ini adalah agar praktikan lebih memahami faktor yang mempengaruhi kerja enzim katalase.

 

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Diantara faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi aktivitas enzim adalah pH larutan. Digunakan katalase karena enzim ini banyak terdapat dimana-mana di dalam sel-sel aerobik, merupakan enzim yang relatif stabil dan reaksinya mudah diukur dari oksigen yang dihasilkan. Katalase sangat aktif dan mudah diekstraksi. Hidrogen peroksida dikenal sebagai penghambat bagia banyak enzim, oleh karena itu jaringan tumbuhan memiliki suatu enzim tertentu yang mengkatalisis perombakannya yakni katalase. Rekasi perombakan hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen adalah sebagai berikut:

2H2O2 -------------- 2H2O + O2 (Ismail, 2014)

pH medium dapat mempengaruhi aktivitas enzim. Umumnya terhadap pH  optimum agar suatu enzim  dapat berfungsi maksimum dan aktivitas enzim akan menurun pada pH yang lebih tinggi atau lebih rendah.  Kadang gambaran hubungan antara aktivitas enzim dengan pH diwakili oleh kurva yang berbentuk lonceng, tetapi untuk enzim lain mungkin kurvanya relatif datar, pH optimum sering dalam kisaran antara pH6 sampai pH 8 (Lakitan, 2008)

Menurut Ismail (2014), sifat-sifat enzim yaitu:

1. Secara kimia, umumnya enzim merupakan protein globular
2. Enzim merupakan katalis yang memecah atau mensintesis senyawa kimia yang lebih komples
3. Enzim hanya terdapat dalam jumlah kecil di dalam sel karena mereka tidak dapat diubah selama reaksi
4. Enzim sangat spesifik terhadap substratnya. Biasanya enzim spesifik untuk reaksi yang spesifik 

      Enzim biasanya dipengaruhi oleh pH medium menurut beberapa cara. Biasanya bagia suatu enzim yang berfungsi terdapat pH optimum, yang pada nilai pH lebih tinggi atau lebih rendah dari nilai tersebut akan menurunkan aktivitas enzim itu. pH optimum biasanya antara 6 sampai 8, tetapi bagi enzim lain  dapat lebih tinggi atau lebih rendah. pH yang ekstrem biasanya menyebabkan denaturasi. (Sasmitamihardja, 1996)

BAB III

METODE PRAKTIKUM

A. Waktu dan Tempat

Hari, Tanggal : 

Waktu : 

Tempat : Laboratorium Biologi lantai III sebelah Timur FMIPA UNM.

B. Alat dan Bahan

1. Alat yang digunakan:

a. Mortal 

b. Gelas piala 1000ml

c. Tabung reaksi kecil

d. Tabung reaksi besar dengan penutup karet

e. Selang karet

2. Bahan yang digunakan:

a. Bahan tanaman: kecambah kacang hijau 

b. Bahan kimia

1) H2O2

2) Air 

3) Larutan penyanggah untuk berbagai pH (3,6; 4,2; 5,4; 6,0; 6,6; 7,2; 7,8; 8,4; 9,0).

C. Prosedur Kerja

1. Menyiapkan perlengkapan
2. Mengambil kecambah kacang hijau dan menghancurkan dengan mortal hingga halus, lal
3. menambahkan dengan 40ml aquadest sampa berbentuk suspense, membiarkan sebentar sampai endapan turun ke bawah. Kemudian menuangkan 10ml cairan yang diatas endapan ke dalam tabung reaksi besar dan dengan menggunaan pipet, meneteskan larutan penyangga (pH) ke dalam larutan larutan enzim dan mengocok-ngocok secara perlahan
4. Menuangkan H2O2 ke dalam tabung reaksi keci
5. Menyiapkan perlengkapan untuk mengukur gas O2 yang keluar dari tabung reaksi besar. 
6. Mengisi aquades pada gelas ukur 10ml kemudian dengan menggunakan ibu jari menutup mulut tabung. dengan posisi terbalik, memasukkan gelas ukur tersebut ke dalam gelas kimia 1000ml yang terlebih dahhulu telah diisi air. 
7. Pada waktu 0, memiringkan tabung reaksi sampai larutan H2O2 bercampur dengan larutan enzim penyangga. Mengembalikan posisi tabung pada posisi semula (tegak). kemudian mengocok secara perlahan dengan gerakan memutar. untuk menghindari pengaruh panas, memegang tabung pada bagian atas dekat tutu
8. Menentukan lamanya waktu mengumpulkan gas (O2), yaitu 5 menit sebagai perkiraaan aktivitas enzim. Kemudian menggunakan waktu 5 menit untuk semua perlakuan pH
9. Menghitung banyaknya gas yang tertampung pada gelas ukur.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan

Tabel hubungan pH dan jumlah gelembung udara yang dihasilkan 

pH Jumlah Gelembung

3,6 3

4,2 2

5,4 0

6,0 0

6,6 10

7,2 0

7,8 0

8,4 0

9,0 0

B. Pembahasan

Berdasarkan hasil pengamatan, pada pH 3,6 jumlah gelembung yang terbentuk adalah 3. Pada pH 4,2 jumlah gelembung berkurang menjadi 2. Pada pH 6,6 jumlah gelembung udara meningkat sebanyak 10 gelembung. Sedangkan untuk pH 5,4; 6,0; 7,2; 7,8; 8,4; dan 9,0 tidak ada gelembung udara yang terbentuk. Seharusnya data yang kami peroleh menunjukkan jumlah gelembung yang meningkat secara teratur hingga pH optimum, kemudian turun lagi. Akan tetapi, terjadi beberapa kesalahan prosedur sehingga hasil yang diperoleh kurang berhasil. Misalnya saja, rangkaian alat tidak terpasang dengan baik sehingga memungkinkan udara masuk, pembuatan ekstrak yang kurang halus, hal ini berhubungan dengan enzim katalase yang tidak bekerja optimal pada bidang permukaan yang sempit, terkadang pula praktikan terlalu banyak bergerak sehingga mempengaruhi posisi rangkaian alat. 

        Menurut teori (Ismail, 2014), Tiap enzim mempunyai pH optimum yang membantu menjaga bentuk tiga-dimensionalnya. 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 optimumnya antara 7-8 (pH fisiologis umum sel), tetapi beberapa enzim dapat bekerja pada pH ekstrem, seperti enzim protease di dalam lambung hewan, yang mempunyai pH optimum 1.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

       Kesimpulan dari praktikum ini yaitu enzim dipengaruhi oleh pH. Enzim katalase  secara optimum pada pH 6,6. Hal ini ditunjukkan oleh banyaknya gelembung udara yang terbentuk. Untuk kebanyakan enzim, pH optimumnya antara 7-8 (pH fisiologis umum sel). Keadaan asam ataupun basa membuat enzim katalase terdenaturasi sehingga tidak mampu bekerja optimum dan apabila hal ini terus dibiarkan dalam tumbuhan, tumbuhan tersebut akan keracunan atau mati akibat tidak mampu mengurai hidrogen peroksida menjadi senyawa yang tidak berbahaya yaitu oksigen dan air.  

B. Saran 

1. Sebaiknya praktikan berhati-hati dalam merangkai alat, guna meminimalisasi kesalahan pada saat praktikum.

2. Sebaiknya laboran menyediakan alat kebersihan (sapu, sekop, lap dan sabun cuci tangan) di dalam Lab. agar setelah praktikum, mudah dilakukan pembersihan ruangan.

 

DAFTAR PUSTAKA

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

Ismail. 2014. Penuntun Praktikum Fisiologi Tumbuhan. Makassar: Laboratorium Biologi FMIPA UNM.

Lakitan, Benyamin. 2008. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: PT Raja Grafindo Persada.

Sasmitamihardja, Dardjat. 1996. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: FMIPA ITB