Anr Tyckz

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN I AKTIVITAS NITRAT REDUKTASE

Oleh: Nama NIM Rombongan Kelompok Hari / Jam Asisten

: : : : : :

Swastika Oktavia B1J007013 II 1 (satu) Selasa/13.00-15.00 Hari Kartiko

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN FAKULTAS BIOLOGI PURWOKERTO 2009

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN I

Acara Praktikum

: Aktivitas Nitrat Reduktase

Tujuan

: Mengukur aktivitas Nitrat Reduktase pada tanaman.

Hasil dan Pembahasan

:

A. Hasil

Pengamatan

Nilai

Absorbansi standar

0,036598891

Absorbansi Sampel

0 M = 0,025; 0,5 M = 0,035; 5 M = 0,03

Berat bahan segar (mg)

100 mg

Waktu Inkubasi ANR (menit)

1620 menit

Aktifitas Nitrat Reduktase

0 M = 0,01265; 0,5 M = 0,01771; 5 M = 0,01518

Perhitungan : Absorbansi pada konsentrasi NaNO3 0M ANR =

=

Absorbansi sampel Absorbansi standar 0,025

x

0,036598891

= 0,025

1000 Berat bahan segar (mg)

60 Waktu inkubasi

50 1000

60 Waktu inkubasi

50 1000

60 Waktu inkubasi

50 1000

1000 x 60 x 50 100 1620 1000

= 0,68308 x 10 x 0,03703704 x 0,05 = 0,01265 molNO2/g/menit Absorbansi pada konsentrasi NaNO3 0,5M = 0,035 ANR =

=

Absorbansi sampel Absorbansi standar 0,035

x

0,036598891

1000 Berat bahan segar (mg)

1000

x

100

60

x

1620

50 1000

= 0,9563 x 10 x 0,03703704 x 0,05 = 0,01771 molNO2/g/menit Absorbansi pada konsentrasi NaNO3 5M = 0,03 ANR =

=

Absorbansi sampel Absorbansi standar 0,03 0,036598891

x

1000 Berat bahan segar (mg)

1000 100

x

60 1620

= 0,8197x 10 x 0,03703704 x 0,05 = 0,01518 molNO2/g/menit

x

50 1000

B. Pembahasan

Tumbuhan memiliki kemampuan untuk mengubah senyawa nitrogen anorganik seperti nitrat dan amonia, menjadi asam-asam amino yang merupakan kerangka dasar protein. Ion nitrat merupakan sumber nitrogen bagi tumbuhan. Bagi tumbuhan yang tidak dapat menambat N2, sumber utamanya adalah NO3

-

+

dan NH4 . Umumnya pada semua

tanaman kecuali tanaman kacangan. Banyak dari spesies tanaman menyerap nitrogen -

+

-

dalam bentuk NO3 , sebab NH4 segera dioksidasi menjadi NO3 oleh bakteri nitrifikasi (Salisbury dan Ross, 1995). Nitrogen menyusun 79% dari atmosfer dan bahkan lebih banyak lagi N didalam tanah sebagai sedimen organik. Dinitrogen (N2) baik yang di atmosfer maupun yang terikat dalam sedimen tanah, keduanya tidak tersedia bagi pertumbuhan tanaman. Hanya bentuk yang teroksidasi (NO3) atau bentuk yang tereduksi (NH4) yang tersedia. Ikatan dengan H yang mereduksi N dapat terbentuk oleh organisme yang penambat oksigen atau secara komersial dengan proses Haber-Bosch. Amonia dioksidasi menjadi nitrat oleh bakteri NH4

nitrifikasi :

NO2

NO3

Transformasi N seperti itu terjadi secara biologis dan karenanya peka terhadap pH tanah, temperatur dan kelembapan (Gardner et al., 1991). Nitrogen merupakan bahan penting penyusun asam amino, amida, nukleotida, dan nukleoprotein serta esensial untuk pembelahan sel, pembesaran sel dan untuk pertumbuhan. Defisiensi N mengganggu proses pertumbuhan, menyebabkan tanaman kerdil, menguning dan berkurang kuantitasnya dalam tanaman tersebut (Lakitan, 2000). +

Mekanisme reduksi N2 menjadi NH4 dinamakan penambatan nitrogen. Penambat N2 yang penting mencakup bakteri tanah yang hidup bebas, sianobakteri yang hidup bebas di permukaan tanah atau di dalam air, sianobakteri yang bersimbiosis dengan fungi pada lumut atau dengan pakis, lumut, lumut hati, dan bakteri atau mikroba lainnya yang berasosiasi secara simbiotik dengan akar, khususnya tumbuhan kacangan. Aktivitas akar tumbuhan penambat-nitrogen

menguntungkan perakaran di sekitar tumbuhan, baik melalui

pengeluaran nitrogen dari bintil akar maupun melalui dekomposisi bintil akar dan bahkan seluruh tumbuhan oleh mikroba. Reaksi reduksi nitrat yang dikatalisis nitrat reduktase, yaitu : -

NO3 + NADH + H

Nitrat Reduktase

+

-

+

NO2 + NAD + H2O

Enzim nitrat Reduktase mengangkut dua elektron dari NADH atau NADPH. Hasilnya berupa -

+

nitrit (NO2 ), NAD , dan H2O. Reduksi ini terjadi dalam sitosol di luar setiap organela. Nitrat reduktase terdiri dari dua sub unit rantai polipeptida yang kembar. Nitrat reduktase mengandung FAD, besi dalam gugus prostetik heme, dan molibdenum, yang kesemuanya selanjutnya tereduksi dan teroksidasi sejalan dengan pengangkutan elektron dari NADH ke -

atom nitrogen dalam NO3 . Aktivitas Nitrat reduktase sering mempengaruhi laju sintesis -

protein dalam tumbuhan guna menyerap NO3 sebagai nitrogen utama (Salisbury dan Ross, 1995).

Tanaman menyerap nitrogen dalam bentuk nitrat, garam amonium dan senyawa organik. Penggunaan nitrogen dalam bentuk nitrat memerlukan proses reduksi nitrat dengan hasil antara berupa nitrit dan kemudian terbentuk amonia sebagai hasil akhir. Loveless (1990), membagi reduksi nitrat menjadi amonia dalam tiga tahap menurut jalur reaksi sebgai berikut : NO3 Nitrat Reduktase (nitrat)

NO2 (nitrit)

NH2OH Hidroksilamin (hidroksilamin) Reduktase

Nitrit Reduktase

NH3

Reduktasi nitrat berlangsung dalam gelap, menurut loveless (1990), nitrat reduksi pada daun hijau dapat dipercepat dalam keadaan terang, sehingga baik nitrat maupun CO2 dapat direduksi dalam reaksi gelap fotosintesis. Sampel dimasukkan ke dalam tabung gelap dengan tujuan agar nitrat direduksi oleh reaksi gelap dengan bantuan enzim nitrat reduktase hingga sampai nitrit saja. Tetapi bila terkena sinar matahari, maka nitrat akan tereduksi sampai amonia. Sebagian besar spesies tumbuhan tinggi mampu mereduksi nitrat sampai ke tahap amonia (Robinson, 1995). Pengukuran aktivitas NR diperlukan karena aktivitas NR sering mempengaruhi laju -

sintesis protein dalam tumbuhan yang menyerap NO 3 sebagai sumber nitrogen utama. Ion Nitrat yang diabsorbsi dapat tereduksi pada semua bagian tumbuhan dalam waktu 24 jam, maka dalam praktikum dilakukan inkubasi selama 24 jam. Asam amino pada jaringan tumbuhan ditemukan setelah 3-5 hari sejak penyerapan Nitrat dan makin meningkat setelah 3 minggu (Meyer dan Anderson, 1952). Hasil percobaan menunjukkan bahwa aktivitas nitrat reduktase apabila konsentrasi substrat 0 M adalah sebesar 0,01265, sedangkan sampel dengan konsentrasi 0,5 memiliki nilai aktivitas nitrat reduktase sebesar 0,01771. Dari hasil ini terbukti bahwa penambahan substrat akan meningkatkan aktivitas nitrat reduktase. Hal ini berarti sesuai dengan sifat enzim nitrat reduktase yang bersifat indusible artinya aktivitasnya meningkat dengan penambahan substrat (Gardner et al., 1991). Namun apabila sampel yang diberi substrat dengan konsentrasi 5M aktivitasnya menurun yaitu hanya sebesar 0,01518. Hal ini mungkin terjadi karena tanaman mengalami kejenuhan terhadap konsentrasi nitrat yang diberikan, kurang telitinya praktikan dalam melakukan pengukuran absorbansi dan terlalu lamanya botol gelap terbuka ketika mengganti larutan. Ketika botol gelap terbuka maka cahaya dapat masuk dan dapat mempengaruhi reaksi nitrat dalam daun. Penyusunan nitrat berhubungan erat dengan fotosintesis karena nitrat direduksi dalam nitrat gelap fotosintesis (Loveless, 1990). Hasil akhir reduksi nitrat akan membentuk NH 3 yang pada akhirnya akan diubah menjadi asam-asam amino (Dwidjoseputro, 1980). Aktivitas nitrat reduktase dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adalah laju sintesis dan laju perombakan enzim oleh penghancur protein (proteinase). Aktivitas nitrat reduktase akan terdegradasi pada reaksi gelap dengan penurunan aktivitas. Setelah fase ini berakhir, proteolisis muncul dan enzim proteinase akan mendegradasi aktivitas nitrat reduktase (Remmler dan Campbell, 1986). Aktivitas juga dipengaruhi oleh penghambat dan penggiat di dalam sel pada daun dan batang (Salisbury et al., 1995). Sedangkan menurut

Gardner et al., (1991), aktivitas nitrat reduktase dipengaruhi oleh banyak faktor yaitu banyaknya cahaya yang diserap oleh daun, pH tanah, temperatur, kelembaban, umur tanaman, jenis penghambat (seperti tannin dan fenol), dan banyaknya substrat. Pada denitrifikasi makin banyak terjadi pada temperatur yang hangat dan kondisinya menjadi kurang baik.

Kesimpulan

1. ANR dengan konsentrasi substrat 0M sebesar 0,01265; 0,5M sebesar 0,01771 dan 5M sebesar 0,01518. 2. Nitrat reduktase merupakan enzim indusible yang akan meningkat aktifitasnya seiring penambahan substrat dan aktifitas NR dapat diukur menggunakan spektrofotometer.

Daftar Referensi

Dwidjoseputro, D. 1980. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia, Jakarta. Gardner, E. P, R. B. Pearce, R. L. Mitchell. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Universitas Indonesia Press, Jakarta. Lakitan, B. 2000. Fisiologi Tanaman. PT Raja Grafindo Persada, Jakarta. Loveless, A. R. 1990. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik. Gramedia, Jakarta. Meyer, G.S. dan D.G. Anderson. 1952. Plant Physiology. D Van Wostrand Company Inc., New Jersey. Remmler, J. L. dan W. H. Campbell. 1986. Regulation of corn leaf nitrate reductase. Plant Physiol. 80 : 442 – 447. Robinson, T. 1995. Kandungan Organik Tumbuhan Tinggi. ITB, Bandung Salisbury, F. dan C. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan. ITB, Bandung. Salisbury, Frank B. dan Cleon. 1995. Plant Physiology. Ross Wodsworth Publishing Company A Divission of Wodswort Inc., California.