Tujuan
Mempelajari aktivitas enzim katalase pada hati ayam dengan menggunakan substrat hidrogen peroksida.
Landasan Teori / Kajian Pustaka
Enzim katalase merupakan enzim oksidoreduktase yang berperan dalam mengkatalisis reaksi pemecahan hidrogen peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2). Reaksi ini sangat penting karena H2O2 merupakan senyawa yang berpotensi merusak sel jika terkumpul dalam jumlah besar. Oleh karena itu, katalase ditemukan dalam banyak jaringan yang terpapar H2O2, seperti hati, ginjal, dan darah.
Mekanisme kerja enzim katalase adalah dengan mengaktifkan H2O2 menjadi senyawa yang lebih reaktif, yaitu oksigen molekuler (O2) dan air (H2O). Katalase merupakan enzim yang sangat efisien, karena mampu mengkatalisis jutaan molekul H2O2 dalam satu detik.
Pada praktikum ini, hati ayam dipilih sebagai sumber enzim katalase karena hati mengandung banyak mitokondria yang menghasilkan H2O2 sebagai produk sampingan metabolisme. Hati ayam juga mudah didapat dan relatif murah dibandingkan dengan jaringan lainnya.
Metode yang digunakan dalam praktikum ini adalah dengan mengukur volume gas oksigen yang dihasilkan selama reaksi katalisis. Penambahan enzim katalase ke dalam larutan H2O2 menyebabkan terbentuknya gelembung gas oksigen, yang volume dan laju pembentukannya dapat diukur untuk menentukan aktivitas enzim.
Metode
- Persiapan sampel: hati ayam diambil dan dicuci dengan air steril.
- Pembuatan larutan substrat: Hidrogen peroksida 3% (v/v) dibuat dengan mencampurkan 3 mL H2O2 dengan 97 mL air steril.
- Pembuatan larutan enzim: Hati ayam dihomogenisasi dengan buffer fosfat 0,05 M pH 7,0. Setelah dihomogenisasi, sampel diputar selama 15 menit dan diinkubasi pada suhu 4°C selama 30 menit. Kemudian, sampel di-sentrifugasi selama 20 menit pada suhu 4°C.
- Uji aktivitas enzim: 5 mL larutan substrat ditempatkan pada tabung reaksi. Kemudian, 0,1 mL larutan enzim ditambahkan ke dalam larutan substrat. Campuran diaduk dan diamati setiap 10 detik selama 1 menit.
- Pengukuran: Hasil pengukuran dicatat dalam tabel berikut.
Data Pengamatan
| Waktu (detik) | Volume gas yang dihasilkan (mL) |
|---|---|
| 10 | 3,0 |
| 20 | 5,6 |
| 30 | 7,8 |
| 40 | 9,2 |
| 50 | 10,2 |
| 60 | 11,0 |
Pembahasan
Dari data hasil praktikum, dapat dilihat bahwa semakin lama waktu reaksi, semakin banyak volume gas oksigen yang dihasilkan oleh enzim katalase. Hal ini menunjukkan bahwa aktivitas enzim katalase meningkat seiring dengan waktu reaksi. Pada menit pertama reaksi, enzim katalase mampu mengkatalisis hidrogen peroksida sebanyak 11,0 mL, yang menandakan aktivitas enzim yang cukup tinggi.
Untuk melakukan analisis perhitungan, dapat dilakukan kalkulasi laju reaksi enzim katalase. Laju reaksi merupakan jumlah mol produk yang terbentuk dalam satuan waktu. Dalam kasus ini, produk yang dihasilkan adalah gas oksigen (O2) dan dapat dihitung menggunakan rumus:
Laju reaksi = Δ[O2]/Δt
Dimana: Δ[O2] = perubahan konsentrasi gas oksigen Δt = perubahan waktu
Untuk menghitung laju reaksi enzim katalase pada setiap interval waktu, dapat menggunakan data yang telah diperoleh, yaitu:
| Waktu (detik) | Volume gas yang dihasilkan (mL) |
|---|---|
| 10 | 3,0 |
| 20 | 5,6 |
| 30 | 7,8 |
| 40 | 9,2 |
| 50 | 10,2 |
| 60 | 11,0 |
Dari data tersebut, dapat dihitung perubahan konsentrasi gas oksigen (Δ[O2]) pada setiap interval waktu sebagai berikut:
Δ[O2] pada 10-20 detik = 5,6 mL – 3,0 mL = 2,6 mL Δ[O2] pada 20-30 detik = 7,8 mL – 5,6 mL = 2,2 mL Δ[O2] pada 30-40 detik = 9,2 mL – 7,8 mL = 1,4 mL Δ[O2] pada 40-50 detik = 10,2 mL – 9,2 mL = 1,0 mL Δ[O2] pada 50-60 detik = 11,0 mL – 10,2 mL = 0,8 mL
Selanjutnya, dapat dihitung laju reaksi enzim katalase pada setiap interval waktu dengan membagi perubahan konsentrasi gas oksigen (Δ[O2]) dengan perubahan waktu (Δt), yang dalam hal ini adalah 10 detik:
Laju reaksi pada 10-20 detik = Δ[O2]/Δt = 2,6 mL/10 s = 0,26 mL/s Laju reaksi pada 20-30 detik = Δ[O2]/Δt = 2,2 mL/10 s = 0,22 mL/s Laju reaksi pada 30-40 detik = Δ[O2]/Δt = 1,4 mL/10 s = 0,14 mL/s Laju reaksi pada 40-50 detik = Δ[O2]/Δt = 1,0 mL/10 s = 0,10 mL/s Laju reaksi pada 50-60 detik = Δ[O2]/Δt = 0,8 mL/10 s = 0,08 mL/s
Dari hasil perhitungan tersebut, dapat dilihat bahwa laju reaksi enzim katalase menurun seiring dengan waktu reaksi, yang menunjukkan bahwa aktivitas enzim katalase menurun seiring dengan waktu reaksi. Namun, pada interval waktu pertama (10-20 detik), laju reaksi enzim katalase masih relatif tinggi, yaitu sebesar 0,26 mL/s. Hal ini dapat disebabkan oleh adanya ketersediaan substrat H2O2 yang masih cukup banyak dan belum terurai sepenuhnya oleh enzim katalase. Namun, seiring berjalannya waktu dan semakin banyak substrat yang terurai, aktivitas enzim katalase akan menurun.
Kesimpulannya, dari hasil praktikum dan analisis perhitungan, dapat disimpulkan bahwa aktivitas enzim katalase pada hati ayam meningkat seiring dengan waktu reaksi. Laju reaksi enzim katalase menurun seiring dengan waktu reaksi karena adanya penurunan ketersediaan substrat H2O2. Oleh karena itu, praktikum ini memberikan pemahaman tentang cara mengukur aktivitas enzim katalase dan pentingnya enzim katalase dalam menguraikan senyawa berbahaya seperti H2O2.
