TUGAS

METODE ENZIMOLOGI

KATALASE

OLEH

ANINDITA TRI KUSUMA PRATITA

20714030

FAKULTAS FARMASI

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

BANDUNG

2015

1. Katalase

Katalase adalah enzim yang mengandung empat gugus heme, pada tulang,

membran mukosa, ginjal dan hati. Aktifitas enzim ditemukan dalam mitokondria,

sitoplasma dan peroksosom. Katalase memiliki empat rantai polypeptide, masing-masing

terdiri dari 500 lebih asam amino. (Anonim, 2011).

Katalase juga memiliki empat grup heme yang dibentuk dari cincin protoporphyrin

yang mengandung atom besi tunggal. Berat molekulnya: 118.054,25 gram/mol. Struktur

sekunder : 31% helical (22 helik; 161 residu) 16% beta sheet (19 strands; 82 residu).

(Anonim, 2011).

Ensim Katalase termasuk enzim hidroperoksidase, yang melindungi tubuh terhadap

senyawa-senyawa peroksida yang berbahaya. Penumpukan senyawa peroksida dapat

menghasilkan radikal bebas, yang selanjutnya akan merusak membran sel dan

kemungkinan menimbulkan penyakit kanker serta arterosklerosis. Memiliki kemampuan

untuk inaktivasi hidrogen peroksida. Senyawa H2O2 dihasilkan oleh aktivitas enzim

oksidase, H2O2 berpotensi menimbulkan radikal karena membentuk OH*.

(Anonim, 2011).

2. Tata Nama

Internasional Union of Biochemistry (IUB) pada tahun 1955 merekomendasikan

tatacara pemberian nama enzim:

1. Nama sistematik: Nama direkomendasikan untuk enzim ini adalah dehidrogenase.

Nama alternatif adalah reduktase. Nama oksidase hanya digunakan di mana oksigen

adalah akseptor.

2. Kode numerik: penamaan dengan nomor kode klasifikasi enzim, EC1.11.1.6

menjelaskan bahwa enzim tersebut termasuk kelas EC 1 Oksireduktase, EC 1.11

Peroksida bertindak sebagai akseptor, EC1.11.1 peroksidase dan EC1.11.1.6 katalase.

3. Nama yang direkomendasikan: nama yang memudahkan untuk menyebut dan

mengingat karena sering digunakan sehari-hari.

4. Nama singkatan: nama yang disingkat dari nama aslinya yang panjang, untuk katalase

disingkat menjadi CAT

5. Nama umum atau nama trivial: nama yang sering disebut, yaitu katalase.

(Anonim 2015, 2011 dan Meiyanto, 2008)

Sesuai dengan jenis reaksi yang dikatalisis, enzim dikelompokan ke dalam 6 kelas.

Tabel 1. Klasifikasi enzim menurut IUB berdasarkan reaksi yang dikatalisis

No Kelas Jenis Reaksi yang Dikatalisis

1 Oksidoreduktase Pemindahan Elektron (oksidasi-reduksi)

2 Transferase Pemindahan gugus fungsional

3 Hidrolase Reaksi Hidrolisis (H20)

4 Liase Pemindahan gugus ke ikatan ganda atau

sebaliknya

5 Isomerase Pemindahan gugus dalam satu molekul

menghasilkan isomer

6 Ligase Pembentukan ikatan C-C, C-S, C-O dan C-N

leh reaksi kondensasi

(Meiyanto, 2008)

3. Reaksi

Enzim katalase bertindak sebagai katalisator dalam menguraikan hydrogen peroksida

(H2O2) yang bersifat racun. Terdapatnya hidrogen peroksida (H2O2) dalam sel akan diurai

oleh enzim katalase menjadi oksigen (02) dan air (H20). Hal ini menghindari resiko

kerusakan jaringan akibat hidrogen peroksida (H2O2) yang bersifat racun. Berikut

persamaan reksinya. (Anonim,2012).

1. aktivitas peroksidase, mengoksidasi senyawa yang analog dengan substrat

Katalase H2O2 + H2A -- >2H2O + A2

2. aktivitas katalase, enzim ini mampu menggunakan satu molekul H2O2 sebagai subtrat

atau donor elektron dan molekul H2O2 yang lain sebagai oksidan atau akseptor

elektron

Katalase 2 H2O2 ----->2H2O + O2

4. Sumber

Katalase ditemukan di darah, sumsum tulang, membran mukosa, ginjal dan hati.

Didalam organel sel yaitu peroksisome kaya akan enzim katalase. Enzim ini dihasilkan di

organela sel badan mikro. Organela ini berfungsi untuk metabolisme lemak.

(Anonim, 2011).

5. Aplikasi

Fungsi enzim Katalase Hidrogen peroksida (H2O2) merupakan hasil dari respirasi

dan dibuat dalam seluruh sel hidup. H2O2 berbahaya dan harus dibuang secepatnya. Enzim

katalase diproduksi sel untuk mengkatalis H2O2. Katalase berperan sebagai enzim

peroksidasi khusus dalam reaksi dekomposisi hydrogen peroksida menjadi oksigen dan

air. Enzim ini mampu mengoksidasi 1 molekul hydrogen peroksida menjadi oksigen.

Kemudian secara simultan juga dapat mereduksi molekul hydrogen peroksida kedua

menjadi air. Reaksi dapat berjalan bila terdapat senyawa pemberi ion hydrogen (AH2)

seperti methanol, etanol dan format. Peran katalase dalam mengkatalis H2O2 relatif lebih

kecil dibandiingkan dengan kecepatan pembentukannya. Sel-sel yang mengandung

katalase dalam jumlah sedikit sangat rentan terhadap peroksida. Oleh karena itu katalase

berperan penting dalam mekanisme pertahanan sel darah merah terhadap serangan

oksidaror hydrogen peroksida. (Anonim, 2011).

Gangguan yang ditimbulkan oleh kekurangan katalase dapat mengenai semua

organ, terutama organ yang mengandung banyak katalase, antara lain penyakit fibrosis

ginjal progresis dan Akatalasia. (Anonim, 2011).

Akatalasia merupakan suatu variasi genetik dimana terdapat kekurangan enzim

katalase dalam sel-sel darah merah. Kelainan ini bersifat otosom (tidak tergantung jenis

kelamin) dan ditentukan oleh gen resesif. Proporsi fenotipe ini dalam populasi kurang

lebih 1%. Orang yang menderita akatalasia, kalau terkena hidrogen-peroksida (suatu

antiseptika) akan mengalami hemolisis. Penyakit ini merupakan jenis kelainan metabilk.

Meskipun kekurangan aktifitas enzim katalase pada jaringan tubuh namun hanya sebagian

dari penderitanya yang menunjukkan gejala yang berulang pada gusi dan yang

berhubungan dengan struktur mulut yang mudah luka. Luka biasanya terjadi setelah masa

pubertas. Gangguan semacam ini dilaporkan paling banyak terjadi pada masyarakat di

Jepang dan Korea, dimana frekwensinya di Jepang sekitar 2 dari 100.000 penduduk.

Merupakan suatu variasi genetik, dimana terdapat kekurangan enzim katalase dalam sel-

sel darah. Kelainan ini bersifat otosom (tidak tergantung jenis kelamin) dan ditentukan

oleh gen resesif. Proporsi tipe ini dalam populasi kurang lebih 1%. Orang yang menderita

akatalasia, jika terkena hidrogen peroksida (misal melalui antiseptik) akan mengalami

hemolisis pada sel-sel darah merah. (Anonim, 2011).

Vitiligo Menurut National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin

Diseases (NIAMS) vitiligo merupakan penyakit kulit yang ditandai dengan adanya makula

putih yang dapat meluas di beberapa bagian tubuh. Hipotesis neurohormonal muncul

karena keterlibatan norepinefrin (NE) dan monoamine oksidase (MAO) dalam patogenesis

vitiligo. Peningkatan kadar NE yang disekresikan keratinosit memicu terbentuknya enzim

MAO. Peningkatan aktivitas MAO akan memicu pembentukan hidrogen peroksida yang

berlebihan. Jumlah H2O2 yang berlebihan ini tidak diimbangi oleh katalase yang bertindak

menentralkan hidrogen peroksida pada kelainan vitiligo. (Anonim, 2011).

Rambut beruban Penyebab rambut beruban adalah tubuh terlalu banyak

menghasilkan hidrogen peroksida. Senyawa ini menghalangi produksi melamin, yaitu

pigmen yang memberikan warna bagi kulit dan rambut. Banyaknya senyawa hidrogen

peroksida yang dihasilkan tidak seimbang dengan produksi katalase dalam tubuh.

(Anonim, 2011).

6. Isolasi

Enzim katalase terdapat dalam peroksisom, organel yang ditemukan ada jaringan

tumbuhan di luar inti sel kentang sehingga untuk mengekstraknya cukup dengan

homogenisasi menggunakan blender yang berkecepatan rendah supaya tidak menimbulkan

buih karena dapat menurunkan tegangan permukaan akibatnya enzim yang terekstrak bias

rusak. Proses homogenisasi ini dilakukan dalam buffer fosfat untuk menjaga supaya pH

tetap terjaga, selain itu ditambahkan PMSF sebagai inhibitor protease yang ikut terekstrak

pada saat iolasi katalase. Dengan demikian, ekstrak kasar enzim katalase yang diinginkan

dapat diisolasi tanpa dirusak oleh protease. (Anonim)

Ekstrak kasar enzim katalase (EKE) pada tahap pertama dimurnikan dengan

fraksinasi ammonium sulfat. Keuntungan yang paling penting dari fraksinasi ammonium

sulfat dibandingkan dengan teknik lain adalah menawarkan kstabilan yang tinggi pada

protein yang diendapkan dan dapat menghambat aktivitas protease. Ammonium sulfat

memiliki sedikit sifat asam sehingga ditambahkan buffer fosfat 50 mm.

Larutan enzim yang terjadi selanjutnya didialisis untuk menghilangkan kadar

garam ammonium sulfat. Didialisis dilakukan dengan menggunakan kantong dialisis

berupa selofan yang mempunyai membrane semipermeable sehingga dapat dilalui oleh

ion-ion garam tetapi dapat menahan molekul enzim/ protein, jika endapan sudah tidak

berbentuk lagi berarti garam ammonium sulfat sudah tidak ada lagi dan dialysis

dihentikan.

Larutan enzim fraksi 20-80% jenuh selanjutnya dimurnikan dengan kromatografi

kolom penukar ion DEAE-selulose. Setiap efluen yang tertampung diukur serapannya

pada panjang gelombang 280 nm untuk mengetahui kandungan protein dalam eluen

tersebut.

Fraksi yang mempunyai aktifitas spesifik yang besar disatukan dan dianalisis utuk

menghilangkan kadar garam NaCl dalam larutan membrane selofan dengan uji perak

nitrat. Larutan enzim yang dihasilkan dipekatkan dengan freeze drying. (Anonim)

DAFTAR PUSTAKA

Anonim 2015. http://www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/cgi-bin/enzymes/GetPage.pl?

ec_number=1.11.1.6

Anonim. 2012.https://beequinn.wordpress.com/nursing/biokimia/enzim/

Anonim. 2011. http://gusuhan.blogspot.com/2011/09/analisis-percobaan-enzim-katalase.html

Anonim. 2011. http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/EC1/11/1/6.html

Anonim. 2011. http://id.wikipedia.org/wiki/Enzim_katalase

Anonim. Enzim katalase terdapat dalam peroksisom.

Meiyanto, Edy. 2008. Konsep Dasar Enzim. http://scribd.com/Konsep-dasar-enzim.html