48 Suhu optimum enzim AI dari strain lokal G. stearothermophilus adalah
60ºC gambar 19. Aktivitas enzim AI belum mencapai maksimum pada suhu 50ºC yakni hanya memiliki aktivitas relatif sebesar 70. Pada suhu 70ºC,
aktivitas relatif enzim AI adalah 80 dibandingkan aktivitas pada suhu optimum. Apabila suhu dinaikkan melebihi 70ºC, aktivitas enzim AI semakin menurun.
Secara umum terdapat hubungan antara suhu dengan aktivitas maksimum dari enzim. Setiap enzim berfungsi secara optimum pada suhu tertentu. Mulai dari
suhu rendah, aktivitas enzim bertambah dengan naiknya suhu sampai aktivitas optimumnya tercapai. Kenaikan suhu lebih lanjut berakibat berkurangnya
aktivitas dan pada akhirnya terjadi denaturasi enzim Nurdin 1989. Meningkatnya aktivitas enzim hingga sampai suhu maksimum disebabkan
oleh meningkatnya energi kinetik molekul-molekul enzim. Dengan demikian gerak vibrasi, rotasi enzim dan substrat dipercepat sehingga memperbesar peluang
keduanya untuk bertumbukan dan bereaksi. Sebaliknya setelah melewati suhu optimum 60ºC, konformasi enzim mengalami perubahan sehingga tapak aktif
tidak berfungsi sebagaimana mestinya. Pada suhu tinggi substrat juga mengalami perubahan konformasi, akibatnya mengalami kesulitan dalam memasuki dan
mengenali enzim Machielsen et al 2007. Menurut Cheng et al 2009 suhu 60-65ºC merupakan suhu yang tepat
untuk memproduksi tagatosa menggunakan enzim AI pada skala industri. Penggunaan suhu yang lebih tinggi atau
= 80ºC akan mengawali terjadinya
pengaruh yang tidak diinginkan seperti reaksi browning dan terbentuknya produk sampingan.
2. pH Optimum
Enzim mempunyai aktivitas maksimum pada suatu kisaran pH yang disebut pH optimum. Suatu enzim memiliki kisaran pH optimum yang sangat sempit.
Apabila enzim berada pada kondisi pH lingkungan optimum, maka enzim akan mempunyai stabilitas yang tinggi. Pada penelitian ini kisaran pH yang digunakan
adalah 5-9. Sebagian besar penelitian yang telah dilakukan sebelumnya menyatakan bahwa enzim AI mempunyai aktivitas maksimum pada pH netral atau
49 sedikit basa. AI yang berasal dari bakteri asam pun memiliki aktivitas maksimum
pada kondisi mendekati pH netral pH 6.5 Lee et al 2005b. Seperti yang terlihat pada gambar 20 dibawah, pH optimum enzim AI dari
strain lokal G. stearothermophilus adalah 7. Enzim AI ini masih cukup stabil pada pH 7.5 dimana aktivitasnya hanya menurun 15. Sedangkan pada pH 8 dan 8.5
aktivitas enzim AI turun sekitar 60 dibandingkan aktivitas maksimumnya. Pada pH 9 aktivitas enzim AI menurun hingga tersisa 35. Enzim AI dari penelitian ini
tergolong ke dalam enzim yang tidak tahan asam. Karena pada pH 6.5 aktivitas enzim AI hilang hingga 60 lebih. Apabila pH terus diturunkan sampai 5, maka
aktivitas relatif enzim AI hanya tersisa 8 saja.
Enzim bersifat amfolitik, yang berarti enzim mempunyai konstanta disosiasi pada gugus asam maupun gugus basanya terutama pada gugus residu terminal
karboksil dan terminal aminonya. Perubahan keaktifan enzim akibat perubahan pH lingkungan disebabkan oleh terjadinya perubahan ionisasi pada gugus ionik
enzim pada sisi aktifnya atau sisi lain yang secara tidak langsung mempengaruhi sisi aktif. Gugus ionik berperan dalam menjaga konformasi sisi aktif dalam
mengikat substrat dan dalam mengikat substrat menjadi produk. Perubahan ionisasi juga dapat dialami oleh substrat atau kompleks enzim-substrat Illanes
2008.
Gambar 20. pH optimum enzim murni AI dari strain lokal G. stearothermophilus
20 40
60 80
100 120
4 4.5
5 5.5
6 6.5
7 7.5
8 8.5
9 9.5
A kt
iv it
a s
re la
ti f
pH
50 Suhu dan pH optimum enzim AI dari strain lokal berada pada kisaran suhu
dan pH optimum enzim AI dari beberapa bakteri termofilik lainnya. Enzim AI dikodekan oleh gen yang sama yaitu araA. Similaritas gen araA strain lokal
dengan beberapa bakteri termofilik lainnya sangat tinggi 95 Fitriani Saksono 2010, sehingga kisaran suhu dan pH optimum enzim AI dari strain lokal
ini dapat diterima. Dari karakteristik suhu dan pH optimum enzim AI diketahui bahwa meskipun berasal dari jenis, genus dan spesies yang sama bahkan
dikodekan oleh gen yang sama, karakteristik yang diberikan oleh enzim AI tidak ada yang 100 sama. Masing-masing mempunyai karakter yang berbeda apabila
sumber isolasi bakteri berbeda.
Tabel 8. Karakteristik suhu dan pH optimum enzim AI dari beberapa bakteri
termofilik
Nama bakteri Suhu
optimum pH
optimum Referensi
G. stearothermophilus lokal 60ºC
7 Penelitian ini
G. stearothermophilus T6 70ºC
7.5 Lee et al 2005a
B. stearothermophilus US100 80ºC
7.5 Rhimi Bejar 2006
A. acidocaldarius 65ºC
6-6.5 Lee et al 2005b
Thermus sp. 60ºC
8 Kim et al 2003
B. stearothermophilus IAM11001 65ºC
7.5 Cheng et al 2009
G. thermodentrificans 70ºC
8.5 Kim Oh 2005
Tabel 5 menunjukkan bahwa kisaran suhu optimum enzim AI dari beberapa bakteri termofilik yang telah diteliti adalah 60-80ºC. Sedangkan pH optimumnya
berkisar antara 6-8.5. Enzim AI dari beberapa bakteri termofilik yang telah diteliti tidak ada yang menunjukkan karakteristik suhu dan pH optimum yang sama. Dari
tabel 5 diketahui bahwa meskipun enzim AI dihasilkan oleh gen yang sama gen araA, namun genus, spesies, strain ataupun tempat isolasi bakteri yang berbeda
dapat memberikan karakteristik yang berbeda pula.
3. Pengaruh Logam
