Karakterisasi Enzim Kitinase Termostabil Isolat Bacillus licheniformis MB-2 dari Tompaso, Sulawesi Utara Menggunakan Teknik Zimogram

f/rrb

'1 O�)

oft
SRIPSI

ERISASI ENIM KITINASE TERMOSTABIL
ISOLAT

Baclls ichenfors MB-2 dari TOMPASO, SULAWESI UTARA
MENGGUNAKAN TENIK ZIMOGRAM

OIeb:
Son dang Hartini Situmorang
F02498089

2003
FAKULTAS TENOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR


Sondang

Hartini

TERMOSTABIL
SULAWESI

Situmorang.

ISOLAT

UTARA

KARAKTERISASI

Bacillus lichenformis

MENGGUNAKAN


TEKNIK

bimbingan Prof. r. Ir. Mgy Thenawidjaja Suhartono

ENZIM

MB-2

KITINASE

dari

TOMPASO,

ZIMOGRAM.

i

bawah


RlNGKASAN

Penggunaan enzim i industri saat ini menuntut tersedianya enzim yang
memiliki ketahanan panas yang tinggi (termostabil). Kemampuan enzim untuk tetap
stabil pada proses eman menjadi hal yang penting untuk aplikasi enzim.
Kitinase adalah kelompok enzim hidrolase yang dapat mendegradasi senyawa kitin
yaitu polimer N-asetil-D-glukosamin yang dihubungkan dengan ikatan 3-(1,4).
Tujuan penelitian ini adalah untu. mengkarakterisasi enzim kitinase isolat
dari

12.2

Bacillus licheniformis

MB-2

menggunakan

teknik


zimogram

dan

menganalisis aktivitas enzim. Pengukuran aktivitas enzim kitinas: menggunakan
glikol kitin 1% sebagai substrat untuk menyelaraskan dengan erlakuan zimogram.
Seliap enzim yang akan dianalisa dengan zimogram diukur aktivitasnya.

o
Aktivitas kitinase awal adalah 1.7138 ulml. Enzim pada suhu SS C lebih
°
stabil bila diandingkan den an enzim pada suhu 70 C, yaitu pada jam ke-24



aktivitas tersisa pada subu 55 C sebesar 21.63 persen, sedan
aktivitas tersisa
°
pada suhu 70 C seesar 0.86 persen. Pada pemanasan 10 C selama 20 menit




aktivitas enzim yang tersisa sebesar 18.39 persen.
o
°
Analisis zimoram pada suhu 5S C dan 70 C yang menunjukkan kehilangan

band

protein (dierkirakan 62.6 kDa) mengindikasikan ada fraksi enzim bersifat
satu
°
tidak stabil. Pada analisis zimogram pada subu 100 C tetap menunjukkan tiga

band

protein, tetapi mn setelah 20 menit menunjukkan enzim bersifat sudah tidak
stabil.

Enzim kitinase ini stabil pada pH 2-11. Hal ini dierlihatkan oleh hasil

zimogramnya yang menunjukkan tiga pita protein yang tersebar merata dengan berat
molekul sekitar 83 kD.. 57 kDa. 31 kDa. Enzim memiliki aktivitas optimum pada
pH 6 sebesar 1,017 ulml. Penambahan Urea. SDS, EDTA, PMSF, propanol. dan

Triton X-IOO dengan konsentrasi 10 persen menurunkan aktivitas enzim masing­
masing

sebesar;

36.33%,

34.91%.

40.02%,

27.93%,

41.89%,

dan


43.08%.

Penambahan l-merkaptoetanol dengan konsentrasi I persen menurunkan aktivitas
enzim sebesar 35.7%. Hasil analisis dengan zimogram memperlihatkan adanya
pcngaruh senyawa aditif ini. yaitu terlihat dari pita protein yang melebar dan tidak

rata s..,tdah pcrlakuan.

KARERISASI ENM NASE TERMOSTABL
ISOLAT

Bacllus ichenfs -2 dari TOMPASO, SULAWESI UTARA
MENGGUNAKAN TEK MOGRAM

OIeb:
Son dang Hartioi Situmorang
F02498089

SKPSI


Sebagai syarat untuk memeroeh gelar
SARJANA TENOLOGI PE.TANIAN
Pada uun Teknologi Pangan dan zi
Fakultas Teknoioi Prtanian
Institut Pertanian Bogr

2003
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

KARAKTERISASI ENZIM KlTINASE TERMOSTABIL
ISOLAT

Bacillus lichenformi., MB-2 dar; TOMPASO, SULAWESI UTARA
MENGGUNAKAN TEKNK ZIMOGRAM


Oleh:
Sondaog Hartini Situmorang
F02498089

SKRIPSI

Sebagai syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakultas Teknologi Pertanian
lnstitut Petanian Bogor

Dil.hirkan pada tanggal 29 April 1980
Di Bandung
Tanggal lulus :

Maret 2003

Thenawidjaja Suhartono


WAYAT HDUP

Penulis dil.hirkan di Bandung pada tanggal 29 April
1980 sebagai anak kedu. dari tiga beraudara dari pasangan Rd.

SolihiD M.

S.

SitUlnorang dan Nurmala Alastiar Tobing.

Pendidikan Taman Kanak-kanak ditempuh dari tabun 19851986 di TK Perwari Cirebon, dilanjutkan di SD Kristen II

Cirebon dari tabuo 1986 hingga 1992, kemudian melanjutkan
Sekolah Menengah Pertama di SW Kristen I Cirebon sampai taun 1995. Pada
tahun 1998 tat dari menempuh pendidikan di SMU Negeri I Cirebon.
Penulis diterima sebagai mahasiswa 105titut Pertanian Bogor pada tabuo
1998 melalui jalur Undangan Seleksi Masuk PB (USI) pada Jurusan Teknologi


pangan dan Gizi, Fakultas Teknologi Pertanian. Sel.ma menjadi mabasiswa PB,

us erg.bung daln Persekutuan Mahasiswa Kristen PB dan terlibat dalam
Komisi Putuan. Selain itu, menjadi u Sekolah Minggu GI Bogor sampai
saat i. Puji syukur kepada Tuhan yang selalu setia dan menjadi Gembala yang
Agung dalam setiap kehidupan penulis sampai saat i dan selamanya. Penulis
menyeleaikan Sarjana pada bulan Maret 2003.

KATA PENGANTAR

Segala puji, bormat. dan syukur kepada Allah Sapa atas segala anugerah dan
kasih sctia-Nya sehingga skripsi ini dapat tersusun dengan baik. Oatam kesempatan
ini. penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada segenap pihak, terutama:
1.

Prof. Dr. lr. Maggy Thenawidjaja Suhartono atas segala bimbingan, pengarahan.
pelajaran hidup serta perhalian dan pengertian yang telab dibagikan sehingga
pengetahuan penulis dapat bertambah.

2.

Dr. r. NUTheni Sri Palupi, Msi yang telab bersedia menguji dan memberikan
wawasan lebih dalam kepada enulis.

3. Ir. Didah Nur Faridah yang telab bersedia menguji dan memberikan wawasan
lehih dalam kepada penulis.
4.

Proyek kerjasama Yonsei Uninersiy-Korea dengan Puslit Bioteknologi IPS yang
telab mendanai sehingga enelitian ini dapat berlangsung.

5.

Papi dan mami tersayang, abang, ade, K'Yanti atas doa, keercayaan, semangal,
perhalian dan curahan kasih sayang yang lerunat besar, juga 'Ucok' Yordan
kt:ponakanku dengan kelucuannya yang selalu menghiburku. Tuhan yang penuh
kasih akan selalu menjaga n menyertai kehidupan keluarga kita selamanya.
Serta keluarga esar Papi dan Mami (Ompung, Tulang dan Nan Tulang, Aju dll)
yang lidak daat disebutkan satu persatu alas segala doa dan dukungannya.

6.

Keluarga esar Laboratorium Mikrobiologi dan Biokimia PAU. teTUtama kepada
Pak Aris yang telah sangat menolong dan membimbing enulis, B u lka, Bu Eni.
Bu Eko, Bu Nita, Mba Winda, Mba Non, Pak Mardi, K'Yanti, K'ljul, Paul, Sri,
Uwie, Diana, Pudin dan Mba Ida. Thanksfor everything.

7.

Yang terkasih., Riswan, terimakasih atas seluruh doa, cinta-kasih. kesetiaan,
kehaikan hati dan pengertianmu serta menjadi seseorang yang mau mengasihi
dan dikasihi enulis. God Bless our Love ".

8. Sahabat terkasih. Rahel, dan my sweetheart, Imel, atas doa, semangat dan
kebersamaan elama ini. Always be my angel, ok! Syukur kepada Tuhan yang
tclah memberi sahabat serti mereka. God Bless our friendship-.
9.

Dian Nugrahenny, my best friend in TPG. Terimakasih mau menjadi saudara
dalam suka n duka selama kita elajar. Tae care your self.

10. Adikku. Benheart, yang telah memberi semangat dan pertolongan yang sangat
bcrarti (folooya bagus Iho!). Thanks much!!
11. Pondok pUlri yang 'rame', Doris, DeWe, Murai, Ajeng, Didi dan Niken, X-tin,
Nely. Anna Linda, Mei, Malen, Oeha. Rika dan es lain tereinta yang telah
nenjadi sumber sukacita dan bagian hidup penulis. Jangan lupain kenangan
bersama. ok!
12, Saudara-saudaraku Guru Sekolah

Minggu GKI Bogor (K'Henny, K'Liana,

K'Ely+Pdt. Nugroho, K'Evang, K'Rianty+Mas

Mno, K'Hendrik, K'Tika,

!
Yemi, Han dll) yang sangat mendukung dan memberi keceriaan tersendiri.
Terimakasih atas doa dan erhatiannya selama penelitian n penyelesaian
skripsi ini. Thans a lot!
13. Tenan-tenan TPG'35. Hidup ia tidak lengkap tanpa kehadiran satu sna lain,
kesulitan. dan pengharapan. Be a good people wherever you are!!
14. Pihak-pihak lain yang sudah sangat membantu penutis dalam perencanaan,
pdaksanaan. dan penyelesaian skripsi ini.
Penulis menyadari tulisan ini masih banyak kekurangan dan kesalahan,
karena itu penulis membuka diri menerima

n

n perbaikan.

Semoga tulisan ini nnanfaat dan menambah wawasan embaca sekalian
dan penulis brharap penelitian di bidang bioteknologi terus erkembang serta dapat
digunakan untuk kesejahteraan manusia di bwni ini.

Tuhan Mem6er9ti •

Bogor, Maret 2003

PenuEs

II

DAfAR ISI

Halaman
KATAPENGANTAR
DAFTAR lSI

. .

...........

.....

..

....

DAFTAR TABEL

... . ..

........

.

.

.

PENDAHULUAN

.

. . _ ..

.

...

...

..........

...

....

. . ..

.

.......

.

...

.

.

...............

.

....

.

.....

....

....

. .
...

...

.

.. .

...

.

..

. . ..

.. _

..

.....

.....

..

.

. .

MIROBA TERMOFIL ..

.

..

...........

..

..

....

.

.

.

.

..

iii

.

v

... _ . . . . . . . . . .

vii

.

.

....

..

......

..

....

.

..........

....

viii

.....

1

..... _ . . .

1
2

. . . _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

..

.....

..

.

..

.....

.. .

..................

..

3

.... _ . . . . . . .

3

_ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

B. KITIN, ITINASE DAN ENZIM KITINOLITIK

. .

. . .

.

. BAKTERI PENGHASIL ENZIM KITINOLITIK. ..
. .

D. ELEKTROFORESIS DAN ZIMOGRAM .

III.

..

. . . . _ . . _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

..

....

... _ . . . . _

. . . .

.. . . .

.....

. . .

.

. . ..

.

.

. . _ . . _

B. TUJUAN PENELITIAN . . ..
.

...

.

. . .

.

......... . . . . . . .

... .. .

....

..

. .

TINJAUAN PUSTAKA

..

..... . .

.....

A. LATAR BELAKANG .

A.

.. .

...

. . . _...................................... . . . . . . . . ...................... . . . . . . . . . ........

DAFTAR LAMPlRAN. . . .

II.

..

.

. . . . . . . . . . . . . ................................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

DATAR GAMBAR

I.

.

..

.. .

. . . .

.

. . .

.

.. . .

. . . . . .

.... .

. . .

. .

. . . .

.

.

. ... .

.

. .

.

.

.

.

4
9
10

1.

Elekroforesis......... ....................... ............ .... ... ......

10

2.

E1ekroforesis Gel Po1iakri1amid

11

3.

SDS·PAGE . . . .

4.

AnalISIS ZIIDoram..

. .

.

. _

...

. . .

.

BAHAN DAN ALAT

B.

METODE . .
.

.

.

. .

L Produksi Enzim.

.

.

.

.

. . . .

_ .

. .

.

.. .

. . . .

.

.

.

...

.

.

. . . . . . . .

.

. . . . . . . . . . .

2. Penentuan Aktivitas Enzim .. . .

.

. . . _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . .

. . .

... .... ...... .......

_ . . _ "

. . . . _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..

. . . . . .

. . .

.

. . .

. .

.

.. ..

. . . .

.

. . . _ .

.

.

.

. . . . . . .

. . . . . . . . .

. .. ..

. . .

. _ . . . . . . . .

. . . . . .

METODE PENELITIAN .
A.

..

. .

.

. _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...

. . .

.

.. . .

. . . . . . . .

.

. . . . . . . . .

. . _ . . _.

' . . . . . . . . . . . . . . . . _

21
21
21

3. PenentuanKonsentrasiProtein....................................

22

.

. . ...

23

. .

23

4.

Elekroforesis..........

S. JisisZimogram.

..
.

. . . .

.

. .

. . . . . .

.

.

. . .

. . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . .

. . . .

.

. .

21

22

.

.

. .

18

. .

.

. .

.

14

.

. . .

iii

.

. . .

.

. . . . .

.

.

. . . .

. . .

. . . . . . . .

. .

.

. . . . . .

. . .

. .

.

. . . .

.

..

II.

HASIL DAN PEMBAHASAN.... . ....... ... ............ ............. ..

26

A. PRO)UKSI ENZIM ... ..... ..
.. ..... ........ .. .............. ........

26

B. ANALISIS ELEKTROFORESIS DAN ZIMOGRAM. . ..... ....

27

.

.

.

1.

Pengaruh Pengenceran terhadap Aktivitas Enzim. ..... ....... .

29

)

Stabilitas Enzim Kitinase terhadap Suhu ... . .. .... ............. ..

31

3.

Stabilitas pH Enzim Kitinase ... " . . . . . . , . ... ........ ....... " ... ,. .. .

37

4. Pengaruh Senyawa Aditifterhadap Aktivitas Enzim .... ... . . ..

39

.

.

V.

KESIMPULAN DAN SARAN.. ....... ... ....... .. ... ..
...... .. .... .

48

A.

48

.

. .

. .

KESIMPULAN..........................................................

B. SARAN......... ..... .. . ........ .. ..... ... ... ........ .. ....... ......

49

DATAR PUSTAKA...... ... . .............. .... .... .. ....... .... . .......

50

.

VI.

.

.

LAMPIRAN

IV

.

.

.

DAfAR GABAR

Halaman
Gambar 1.

Sruktur Kitin .

Gambar 2.

Skema Lintasan Deradasi Kitin

. . . .

.

. . . . .

.

. . . . . . . . . . . .

.

. . . . . . . . .

. . . . . .

..

..... ...... .. . . .. . . . .. ....

5

..

6

. . . . . .. . . . . . _ . . . . _ . . . . . . ...

Gambar 3. Senyawa-senyawa yang Digunakan dalam
Sintesis Gel Akrilamid

. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . _ . .

Gambar 4.

Pementukan Gel Poliakrilamida

Gambar 5.

Aktivitas Enzim Kitinase HasH Purifikasi

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

...............

Gambar 6. Aktivitas Spesifik Enzim Kitinase Hasil Puriftkasi
Gambar 7.

. .
.

. . . .

..

....

..

. . . ....

.

.....

..

... ..
..

....

.

..

.....

...

12
13
26
27

HubWlgan antara Kadar Protein dengan
Aktivitas Enzim Kitinase

............_ ..................._..........................

Gambar 8.

Zimoam Pengenceran terhadap Enim Kiinse

Gambar 9 .

Stabilitas Enzim Kitinase pada Suhu IO'C ................... ....

............ _ ...... _ .

Gambar 10. Aktivitas Spesifik Enzim Kitinase ta Suhu IO'C .
.

°
Gambar 11. Zimom Enzim Kitinase pada Suhu 100 C

.....

..

.....

.

.

._.......... ...............

30
30
32
33
33

Gambar 12. Stabilitas Enzim Kitinase pada Suhu SSoC ..... . . . .... . .. ...... . . .

34

Gambar 13. Aktivitas Spesifik Enzim Kitinase pada Suhu 5SoC

34

..

.

......

.

.......

Gambar 14. Zimorn Enzim Kitinase pada Suhu 55'C ............. ..............

34

Gambar 15. Stabilitas Enzim Kitinase pada Suhu 70'C ..... . . . ................

35

Gambar 16. Aktivitas Sesifik Enzim Kitinase pa Suhu 70'C .... .............

35

°
Gambar 17. Zimogram Enzim Kitinase pada Suhu 70 C ........................ ...

36

Gambar 18. StabiHtas Enzim Kitinase pada Berbagai pH .

. . . . .

..

. . . .

Gamar 19. Akivitas Spesifik Enzim Kitinase pada Berbagai pH
Gambar 20. Zimogram Enzim Kitinase pada Berbagai pH

v

. . . .

.

. . . .

.

. . . .

.

. . .

. . . . . . . . .. .

.

. . . . .

. ....

38
38
39