Informasi dan Tips – informasitips.com

Enzim Katalase : Fungsi, Cara Kerja, Sifat, dan Uji

informasitips.comFungsi Enzim Katalase. Enzim katalase berperan dalam mengkatalisis proses degradasi hidrogen peroksida (H2O2) menjadi air dan oksigen. Dalam hal ini, 2 molekul peroksida akan diurai menjadi 2 molekul air dan 1 molekul oksigen. Proses tersebut menjadi penting karena hidrogen peroksida merupakan senyawa toksik yang dihasilkan dari berbagai reaksi sel sebagai produk samping. Hidrogen peroksida dapat meracuni sel, membuat sel bermutasi, bahkan mati.

Cara Kerja Enzim Katalase

Reaksi katalase berjalan dalam 2 tahap. Pertama, hidrogen peroksida masuk ke sisi aktif katalase dan berinteraksi dengan asam amino Asn147 (asparagine di posisi ke-147) dan His74 (histidine di posisi ke-74) menyebabkan pembentukan oksigen yang berikatan dengan besi (O=Fe(IV)). Sisa reaksi dilepaskan sebagai air. Selanjutnya, hidrogen peroksida kedua bereaksi dengan O=Fe(IV) untuk membentuk Fe(III)-E dan melepaskan air dan oksigen.

Beberapa katalase memiliki fungsi ganda, sebagai katalase dan sebagai peroksidase. Pada katalase-peroksidase ini, berbagai bahan organik dapat digunakan sebagai donor hidrogen, seperti alkohol, yang bisa dioksidasi di liver (hati).

Sifat Enzim Katalase

Berikut ini beberapa sifat dari enzim katalase yang perlu untuk diketahui:

  • Berat molekul : 232-240 kDa.
  • pH optimal : netral (7) pada manusia dan beragam (pH 4-11) pada berbagai spesies.
  • Suhu optimal : 25° C dan beragam pada berbagai spesies.
  • Titik isoelektrik : 5.4.
  • Struktur katalase yang kaku dan stabil membuatnya resisten terhadap unfolding sehingga lebih tahan terhadap perubahan pH serta denaturasi dan proteolisis karena suhu tinggi, bila dibandingkan dengan kebanyakan enzim lainnya.
  • Diproduksi selama fase stationer ketika jumlah protein tinggi dan ketika terjadi keseimbangan antara sintesis dan degradasi protein (protein turnover).
  • Gen yang mengkode katalase adalah CAT, yang terletak di kromosom 15, misalnya pada Bos Taurus (sapi).
  • Gen tersebut juga ditemukan antara lain pada manusia, simpanse, anjing, tikus, kucing, ikan, lalat buah, nyamuk, dan mikroorganisme seperti Saccromyces cerevisiae (khamir), dan Neurospora crassa (jamur).

Uji Enzim Katalase

Uji kualitatif enzim katalase

Bahan: 3% hidrogen peroksida, sampel yang diuji

Prosedur: (Untuk sampel berupa kultur mikroorganisme di media padat atau media cair)

  • Cara 1:

    • Tambahkan beberapa tetes (3-4 tetes) 3% hidrogen peroksida langsung pada kultur mikroorganisme yang berumur 24-48 jam
    • Amati pembentukan gelembung yang terjadi.
  • Cara 2:
    • Teteskan (1 tetes) hidrogen peroksida pada gelas preparat
    • Ambil 1 ose kultur berumur 24-48 jam
    • Oleskan kultur pada hidrogen peroksida yang telah diletakkan di gelas preparat
    • Amati pembentukan gelembung yang terjadi. Pembentukan gelembung menunjukkan adanya aktivitas katalase pada sampel, yang menghasilkan gas oksigen

Uji Kuantitatif enzim katalase

Terdapat beberapa metode untuk menguji aktivitas enzim katalase.

A. Menurut Beer dan Sizer (1952)

Metode:
Mengetahui peroksida yang telah didegradasi melalui spektrofotometri pada 240 nm. Satu unit (1U) memecah 1 mikromol H2O2 per menit pada suhu dan pH tertentu.

Reagen:
0.05 M kalium fosfat (misalnya pH 7)
0.059 M hidrogen peroksida (30%) dalam 0.05 M kalium fosfat pH 7

Enzim:
Encerkan enzim dalam 0.05 M buffer fosfat pH 7 untuk memperoleh 0.03-0.07 ΔA/menit
mg protein/ml = A-280 x 0.667

Prosedur:

  • 1.9 ml 0.05 M kalium fosfat ditambah 1 ml 0.059 M hidrogen peroksida (larutan A), kemudian diinkubasi selama 5 menit di spektrofotometer untuk mencapai suhu tertentu (misalnya 25° C) dan digunakan sebagai blanko.
  • 0.1 ml enzim yang telah diencerkan ditambahkan ke larutan A sebagai sampel.
  • Catat nilai absorbansi pada 240 nm selama 2-3 menit.
  • Hitung ΔA240/menit dari persamaan kurva standar

Perhitungan:

Perhitungan Enzim Katalase

B. Protokol Sigma-Aldrich

Metode:
Mengetahui peroksida yang telah didegradasi melalui spektrofotometri pada 240 nm. Satu unit (1U) memecah 1 mikromol H2O2 per menit pada suhu 25° C dan pH 7.

Reagen:

  • Buffer fosfat
  • Larutan hidrogen peroksida 0.036% (w/w)
  • Larutan ini disiapkan dalam buffer fosfat menggunakan hidrogen peroksida 30% (w/w). Ukur absorbansi larutan ini pada 240 nm. Buffer fosfat digunakan sebagai blanko. Nilai absorbansi seharusnya pada 0.550-0.520. Gunakan hidrogen peroksida untuk meningkatkan nilai absorbansi dan buffer fosfat untuk menurunkan nilai absorbansi.
  • Sampel (larutan katalase)

Prosedur:

  • Buffer fosfat digunakan sebagai blanko dalam pengukuran absorbansi
  • Masukkan 2.9 ml larutan hidrogen peroksida ke dalam kuvet
  • Amati nilai absorbansi pada 240 nm (A240 nm) hingga nilainya konstan. Tambahkan 0.1 ml larutan katalase. Homogenkan.
  • Catat waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan A240 nm dari 0.45 ke 0.40.

Perhitungan:

Uji Enzim Katalase Metode Sigma-Aldrich

Ket:

  • 3.45 = dekomposisi 3.45 μmol hidrogen peroksida dalam 3 ml larutan reaksi menghasilkan penurunan A240 nm dari 0.45 ke 0.40
  • fp = faktor pengenceran
  • Waktu = waktu (menit) yang dibutuhkan untuk menurunkan A240 nm dari 0.45 ke 0.40
  • 0.1 = jumlah larutan katalase yang ditambahkan

Pengujian aktivitas (kuantitatif) katalase dengan pendekatan visual (kualitatif) juga telah dilakukan Iwase et al. (2013). Cara tersebut dianggap lebih sederhana dan ekonomis, namun tetap dapat memberikan hasil yang akurat untuk aktivitas katalase pada sel bakteri dan manusia.

Silahkan Cek di: http://www.nature.com/articles/srep03081 DOI: 10.1038/srep03081



loading...
Bagikan artikel:

Artikel Terkait

Tinggalkan Balasan

Alamat surel Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *