Untuk struktur kimia selulosa terdiri dari unsur C, O, H

Makalah Biokimia Enzyme Cellulase
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga
penyusun dapat menyelesaikan makalah Biokimia Tanaman dengan judul “BIOKIMIA
ENZYME CELLULASE” ini dengan baik dan tepat waktu.
Penyusun mengucapkan terima kasih kepada Bapak Nawawi sebagai dosen mata kuliah
Biokimia Tanaman, yang telah membimbing dan memberikan gambaran dari isi makalah ini.
Pada dasarnya, makalah ini disusun dengan tujuan untuk memberikan pengetahuan dan
pemahaman kepada Mahasiswa tentang enzim selulase. Dan dengan harapan, setelah membaca
makalah ini Mahasiswa mampu memahami tentang enzim selulosa.
Penyusun menyadari bahwa makalah ini masih banyak terdapat kekurangannya. Oleh
karena itu, penyusun menerima kritik dan saran dari pembaca, untuk penyempurnaan dalam
penyusunan makalah selanjutnya. Semoga penyusunan makalah ini dapat bermanfaat bagi
Mahasiswa dan kalangan yang lainnya.
Malang, Maret 2012
Penyusun
Page 1
Makalah Biokimia Enzyme Cellulase
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .................................................................................................................... 1
DAFTAR ISI................................................................................................................................... 2
BAB I .............................................................................................................................................. 3
PENDAHULUAN .......................................................................................................................... 3
1.1.Latar Belakang ...................................................................................................................... 3
1.2.Tujuan.................................................................................................................................... 4
BAB II............................................................................................................................................. 5
BIOKIMIA ENZYME CELLULASE ............................................................................................ 5
2. 1. Sifat dan Fungsi Enzyme Cellulase ..................................................................................... 6
2. 2. Struktur Kimia Enzyme Cellulase ....................................................................................... 7
2. 3. Reaksi Kimia Enzyme Cellulase ......................................................................................... 8
BAB III ........................................................................................................................................... 9
KESIMPULAN ............................................................................................................................... 9
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................... 10
Daftar Gambar
Figure 1. Struktur Kimia Enzyme Cellulase.................................................................................. 7
Figure 2. Reaksi Kimia Enzyme Cellulase ..................................................................................... 8
Page 2
Makalah Biokimia Enzyme Cellulase
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Enzim adalah biomolekul yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat
proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia.Hampir semua enzim merupakan
protein.Pada reaksi yang dikatalisasi oleh enzim, molekul awal reaksi disebut sebagai
substrat,dan enzim mengubah molekul tersebut menjadi molekul-molekul yang berbeda, disebut
produk.Hampir semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan
cukup cepat.Terdapat lebih dari 2000 jenis enzim. Dan salah satunya adalah enzim selulase yang
akan saya bahas pada point ke-2.Termasuk sifat dan fungsi, struktur kimia, serta reaksi kimianya.
Selulase adalah nama bagi semua enzim yang memutuskan ikatan glikosidik beta-1,4 di
dalam selulosa, sedodekstrin, selobiosa, dan turunan selulosa lainnya.Selulase tidak dimiliki
oleh manusia, karena itu manusia tidak dapat menguraikan selulase.Tetapi hal ini dapat
dilakukan oleh beberapa hewan seperti kambing, sapi, dan insekta seperti rayap karena dalam
system pencernaannya mengandung bakteri dan protozoa yang menghasilkan enzim selulase
yang akan menghidrolisis (mengurai) ikatan glikosidik beta-1,4. Oleh karena reaksi yang
ditimbulkan oleh selulase saat mengurai selulosa adalah hidrolisis, maka selulase
diklasifikasikan ke dalam jenis enzim hidrolase.
Selulosa merupakan komponen yang mendominasi karbohidrat yang berasal dari tumbuhtumbuhan hampir mencapai 50%, karena selulosa merupakan unsure struktural dan komponen
utama bagian yang terpenting dari dinding sel tumbuh tumbuhan. Selulosa merupakan β-1,4 poli
glukosa, dengan berat molekul sangat besar. Unit ulangan dari polimer selulosa terikat melalui
ikatan glikosida yang mengakibatkan struktur selulosa linier. Keteraturan struktur tersebut juga
menimbulkan ikatan hidrogen secara intra dan intermolekul.
Page 3
Makalah Biokimia Enzyme Cellulase
1.2.Tujuan
 Untuk mengetahui tentang enzim selulase
 Untuk mengetahui tentang sifat dan fungsi enzim selulase
 Untuk mengetahui tentang struktur kimia dari enzim selulase
 Untuk mengetahui tentang reaksi kimia dari enzim selulase
Page 4
Makalah Biokimia Enzyme Cellulase
BAB II
BIOKIMIA ENZYME CELLULASE
Secara kimia, selulosa merupakan senyawa polisakarida dengan bobot molekulnya tinggi,
strukturnya teratur yang merupakan polimer yang linear terdiri dari unit ulangan β-DGlukopiranosa. Karakteristik selulosa antara lain muncul karena adanya struktur kristalin dan
amorf serta pembentukan mikro fibril dan fibril yang pada akhirnya menjadi serat selulosa. Sifat
selulosa sebagai polimer tercermin dari bobot molekul rata-rata, polidispersitas dan konfigurasi
rantainya
Selulase termasuk dalam jenis enzim yang dihasilkan oleh jamur, bakteri,dan protozoa
yang mengkatalisis cellulolysis yang termasuk hidrilosis dari selulosa. Namun sellulase juga
dapat dihasilkan oleh organisme lain seperti tumbuhan dan hewan. Selulosa adalah gabungan
glukosa-glukosa yang diikat oleh ikatan yang dinamakan dengan ikatan glikosidik beta – 1,
4.Ikatan glikosidik adalah ikatan kovalen yang terbentuk antara dua monosakarida melalui reaksi
dehidrasi atau penghilangan gugus air.Ikatan antar glukosa ini dinamakan glikosidik beta-1,4
karena konfigurasi glukosa dalam selulosa semuanya berbentuk beta, yakni ketika glukosa
membentuk cincin, gugus hidroksil yang terikat dengan karbon nomor 1 akan terkunci di bagian
atas sumbu cincin.Dan angka “-1,4” diperoleh dari atom karbon yang menghubungkan antar unit
glukosa monosakarida terletak pada atom karbon nomor 1 dan nomor 4.
(Poedjiadi, 2006)
Page 5
Makalah Biokimia Enzyme Cellulase
2. 1. Sifat dan Fungsi Enzyme Cellulase
Enzime selulase bersifat tidak larut dalam air karena mirip dengan serat.Selulase juga
bersifat kaku dank keras. Walaupun selulosa sifatnya keras dan kaku, namun selulosa dapat
dirombak menjadi zat yang lebih sederhana melalui proses cellulolysis. Cellulolysis adalah
proses memecah selulosa menjadi polisakarida yang lebih kecil yang disebut dengan
cellodextrins atau sepenuhnya menjadi unit-unit glukosa, hal ini merupakan reaksi hidrolisis.
Karena molekul selulosa terikat kuat antar satu molekul dengan molekul lainya ,cellulolysis
relatif sulit bila dibandingkan dengan pemecahan polisakarida lainnya. Proses cellulolisis terjadi
pada sistem pencernaan sebagian hewan memamah biak ruminansia untuk mencerna makanan
mereka yang mengandung selulosa.
Enzim selulase berfungsi untuk menguraikan ikatan glikosidik beta – 1, 4. Selain itu enzim
selulase dapat menguraikan sel dinding selulosa tanaman yang dimakan oleh hewan herbivora
dan dapat mencerna serat. Selulase digunakan untuk pengolahan makan seperti kopi.Ia
melakukan hidrolisis selulosa selama pengeringan biji. Selanjutnya, selulase secara luas
digunakan dalam industry tekstil dan deterjen.
Enzim selulase juga telah digunakan dalam industri pulp dan kertas untuk berbagai
keperluan, dan enzim selulase bahkan digunakan dalam aplikasi farmasi. Selulase digunakan
dalam fermentasi biomassake biofuel, walaupun proses ini relative eksperimental saat ini.
Selulase digunakan sebagai pengobatan untuk Phytobezoars, suatu bentuk selulosa bezoar
ditemukan di perut manusia.
(Chambell, 2002)
Page 6
Makalah Biokimia Enzyme Cellulase
2. 2. Struktur Kimia Enzyme Cellulase
Figure 1. Struktur Kimia Enzyme Cellulase
(Worthington, 2011)
Untuk struktur kimia selulosa terdiri dari unsur C, O, H yang membentuk
rumus
molekul (C6H10O5)n ,dengan ikatan molekulnya ikatan hidrogen yang sangat erat.
Gugus fungsional dari rantai selulosa adalah gugus hidroksil. Gugus – OH ini dapat berinteraksi
satu sama lain dengan gugus –O, -N, dan –S, membentuk ikatan hidrogen. Ikatan –H juga terjadi
antara gugus –OH selulosa dengan air. Gugus-OH selulosa menyebabkan permukaan selulosa
menjadi hidrofilik. Rantai selulosa memiliki gugus-H di kedua ujungnya
Page 7
Makalah Biokimia Enzyme Cellulase
2. 3. Reaksi Kimia Enzyme Cellulase
Figure 2. Reaksi Kimia Enzyme Cellulase
(Indogulfgroup, 2010)
Tiga jenis umum enzim membentuk enzim selulase yang komplesks. Seluruh obligasi
Endocellulase internal untuk mengganggu struktur Kristal selulosa dan mengekspos rantai
polisakarida selulase individu. Excocellulase memotong 2-4 unit dari ujung-ujung rantai terkena
yang Diproduksi oleh endocellulase, mengakibatkan tetrasakarida atau Disakarida seperti
selobiosa. Selobiase atau hydrolyses beta glukosidase produk endocellulase menjadi
monosakarida individu.
Dalam jenis diatas ada juga jenis progesif dan non progesif.Selulase progesif akan terus
berinteraksi dengan untaian polysacchaide tunggal, selulase non-progesif akan berinteraksi sekali
kemudian melepaskan diri dan terlibat lagi untaian polysaccharide.
Page 8
Makalah Biokimia Enzyme Cellulase
BAB III
KESIMPULAN
Selulosa (C6H10O5)n ialah karbohidrat utama yang disintesis oleh tanaman dan menempati
hampir 50% komponen penyusun struktur tanaman yang merupakan penyusun utama dari
dinding sel. Selulosa menyebabkan tubuh tumbuhan kaku yang disebabkan adanya ikatan
hidrogen dalam penyusunanannya. Selulosa hampir ditemui di seluruh bagian tumbuhan karena
merupakan penyusun utama dari dinding sel tumbuhan. Selulosa dibentuk oleh tanaman dengan
menghubungkan banyak glukosa bersama-sama dan akhirnya membentuk molekul panjang yang
digunakan untuk membangun dinding sel tanaman. Dengan adanya ikatan hidrogen, hampir
tidak mungkin selulosa dirubah menjadi bentuk yang lebih sederhana, namun hal itu dapat
dilakukan melalui proses selulolisis yang dibantu oleh enzim selulase
Selulosa dalah nama bagi semua enzim yang memutuskan ikatan glikosidik beta-1,4 di
dalam selulosa, sedodekstrin, selobiosa, dan turunan selulosa lainnya. Enzim selulase dihasilkan
oleh jamur, bakteri, protozoa atau organism lainya seperti hewan dan tumbuhan. Enzim selulase
bersifat hidrolase karena menghidolisis selulosa menjadi beta-glukosa. Enzim selulase berfungsi
sebagai pengurai dinding sel selulosa dan dapat menbantu mencerna serat. Stuktur enzim
selulosa adalah polisakarida linear dari residu glukosa yang dihubungkan dengan hubungan ß- 1,
4. Enzim selulosa dibentuk atas 3 jenis umum enzim yaitu endo cellulase, exocelullase, dan
cellobiase.
Page 9
Makalah Biokimia Enzyme Cellulase
DAFTAR PUSTAKA
Andrian. (2010, February 23)., from andrian: http://www.andrian.com
Retrieved March 10, 2012
Chambell, N. (2002). Biologi. Jakarta: Erlangga.
Indogulfgroup. (2010, May 14). from Indogulfgroup:
http://www.indogulfgroup.com
Retrieved March 10, 2012
Poedjiadi, A. (2006). Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta: Universitas Indonesia Press.
Worthington. (2011, February 23)., from Worthington: http://www.worthington-biochem.com
Retrieved March 10, 2012
Page 10
Makalah Biokimia Enzyme Cellulase
Page 11