logo

Kampus

Biotechnology for Better Life

Beranda

Print

PRODUKSI DAN KARAKTERISASI ENZIM REKOMBINAN XYLANASE DARI STRAIN LOKAL, TERMOFILIK Geobacillus stearothermophilus : BIOTROP 2009

gsx3Linda Sukmarini, Elvi Yetti

 

Latar belakang dan Permasalahan

Industri paper di Indonesia mengalami peningkatan yang tajam, dan telah menempati rangking 2 di dunia. Peningkatan produksi paper, dibarengi dengan peningkatan polusi akibat meningkatnya penggunaan klorine pada proses bleaching. Oleh karena itu diperlukan senyawa pengganti klorin yang lebih aman, dalam hal ini adalah enzim xylanase. Hanya saja, enzim xylanase yang dibutuhkan adalah enzim xylanase yang mampu aktif pada suhu tinggi dan pH basa.

Di sisi lain, penggunaan enzim xylanase pada industry kertas berdampak pada meningkatnya biaya produksi. Untuk menjawab tantangan tersebut di atas, gen xylanase xynA penyandi termostable xylanase telah diisolasi dari strain yang berasal dari pantai sekitar kawah gunung, Tanjung Api, Poso. Hasil analisis sekuensnya menunjukkan bahwa open reading frame (ORF) gen xynA sebesar 1221 bp menyandi 407 asam amino termasuk 30 residu signal peptida. Dalam rangka mengkaji potensi gen xynA penyandi enzim xylanase, dalam penelitian ini dilakukan studi bioinformatika, sub kloning ke vektor ekspresi, dan purifikasi enzim.

 

Tujuan dan Hipotesa

Tujuan penelitian ini adalah untuk memproduksi enzim rekombinan xylanase dari strain lokal G. stearothermophilus, yang diekspresikan pada Escherichia coli BL21 (DE3) dan untuk mengkarakterisasi suhu dan pH dari enzim rekombinan.

 

gsx1Metoda

Metoda yang digunakan terdiri dari studi bioinformatika yang terdiri dari alignment, prediksi struktur tiga dimensi enzim xylanase dengan menggunakan program MOE, subkloning, memasukkan gen xynA ke dalam vektor ekspresi, pET21b, dilanjutkan dengan proses transformasi ke dalam inang, yaitu E.coli DH5 dan E.coli BL21. Positif klon diisolasi dengan menggunakan teknik PCR colony, dan positif klon kemudian digunakan untuk proses ekspresi dan purifikasi.

Hasil yang diperoleh

Studi bioinformatika yang meliputi alignmen asam amino dari beberapa bacterial xylanase menunjukkan adanya tingkat homologi yang tinggi dengan xylanase thermostabil-alkalistabil dari G. stearothermophilus T-6 (98%) yang digolongkan sebagai glycoside hydrolase family 10 (GH10) (Khasin et al., 1993). Terdapat 5 perbedaan asam amino dengan xylanase dari Bacillus stearothermophilus T-6 (Gambar 1). Selain itu, Studi sekuen asam amino juga menunjukkan bahwa xylanase lokal memiliki kemiripan yang tinggi dengan Bacillus stearothermophilus T-6 (Tabel 1), sehingga diprediksi juga memiliki kemampuan yang sama, yaitu stabil pada pH 9 pada suhu 65°C. Dengan demikian, secara bioinformatika, enzim xylanase lokal memiliki potensi untuk digunakan dalam industry pulp.

Hasil yang diperolehHasil skrining dengan teknik PCR koloni, telah didapatkan plasmid pETxynA hasil ligasi gen xynA dengan vektor ekspresi yang diisolasi dari inang E.coli BL21 untuk mengekspresikan enzim rekombinan xylanase (gambar 2b). Purifikasi dengan menggunakan ion exchange chromatography. Tetapi karena dalam masa penyimpanan, plasmid tidak stabil, sehingga plasmid pETxynA sering hilang dari inangnya. Untuk saat ini, kami sedang mencoba menggunakan vektor ekspresi lain, yaitu pET 32b. PCR fragmen xynA untuk diinsersikan ke dalam pET32b telah kami dapatkan dan sekarang dalam proses insersi ke dalam pET32b dan transformasi ke E.coli DH5 dan E.coli BL21

Tabel 3. Studi bioinformatika terhadap sekuens asam amino dari protein xylanase

Gambar 2. A) Hasil purifikasi xynA dan pET21b. B) Hasil PCR koloni terhadap transforman

 

Gambar 3.Ekspresi enzim xylanase lokal (a) dan purifikasinya (b)

Manfaat Kegiatan

Enzim xylanase yang termostabil dan alkali stabil sangat cocok untuk diaplikasikan di industry kertas. Gen xynA yang kami isolasi memiliki kemiripan (homologi) yang tinggi dengan enzim xylanase dari B. stearothermophilus T-6, dengan karakter mampu aktif pada pH 9 dan suhu 65°C. Sehingga diprediksi enzim xylanase tersebut berpotensi untuk diaplikasikan di industry kertas.

Rekomendasi/ promosi teknologi yang dihasilkan

Karena karakterisasi enzim xylanase belum bisa dilakukan saat ini, rekomendasi promosi hasil belum bisa dilakukan. Hanya saja dari pendekatan bioinformatika, enzim ini sangat berpotensi dalam industry kertas.

 

 

 

gsx2xylanase

София Дървен материал цени

София Дъски цена