matriks amobilisasi bukanlah suatu masalah bagi enzim bebas. Agar substrat dapat bereaksi dengan enzim amobil, substrat harus berdifusi masuk ke dalam
matriks dan produk harus berdifusi keluar. Proses difusional pada enzim amobil ini seringkali menyebabkan konsentrasi substrat yang lebih rendah dan
konsentrasi produk yang lebih tinggi pada situs aktif enzim dibandingkan pada larutan enzim bebas. Masalah difusional ini menjadi lebih signifikan pada substrat
molekul makro, seperti xilan Siso et al
Meskipun aktivitas lebih rendah, tapi pengikatan matriks dengan enzim menggunakan Eudragit
TM
S100 menunjukkan stabilitas enzim amobil terhadap pemaparan berulang dari
beberapa siklus perubahan pH Gambar 15. Proses amobilisasi menyebabkan penurunan aktivitas xilanase menjadi
xilanase amobil. Dalam Sardar et al. 2000, data spektroskopi CD Circular
Dichr
ejauh ini dilaporkan lebih rendah dibandingkan denga
rubahan keadaan ion enzim dapat terjadi pada gugus asam amino yang berfungsi katalitik
. 1990.
23.97 . Hal ini kemungkinan akibat terjadinya perubahan konformasi pada oism pada panjang gelombang 272 nm menunjukkan perubahan
absorbansi yang drastis pada xilanase amobil dibandingkan xilanase bebas. Absorbansi sekitar 272 nm merefleksikan lingkungan mikro sekitar gugus asam
amino pada protein dan mengkorelasikan faktor struktural dengan faktor efektivitas amobilisasi. Oleh karena itu, perubahan absorbansi tersebut
menunjukkan perubahan konformasi yang disebabkan oleh proses adsorpsi pada amobilisasi.
Aktivitas xilanase amobil s n enzim amobil lain Roy
et al. 1984, Abdel Naby 1993, Tyagi dan Gupta 1995.
4.4. Pengujian pH Optimum
Pengaruh pH terhadap aktivitas xilanase amobil diuji menggunakan dua jenis bufer dengan konsentrasi 0.02 M , yaitu bufer sitrat fosfat pH 3.0 – 6.0 dan
bufer fosfat pH 6.0 – 7.0. Xilanase bebas menunjukkan aktivitas tertinggi pada pH 5.0 0.861 nkatml sedangkan pada xilanase amobil aktivitas tertinggi terjadi
pada pH 6.0 0.122 nkatml dan selanjutnya menurun dengan meningkatnya pH Lampiran 8.
Menurunnya aktivitas enzim karena perubahan pH yang tidak terlalu besar sedikit dibawah atau diatas pH optimumnya disebabkan oleh perubahan
keadaan ion enzim, dan seringkali juga keadaan ion substrat. Pe
20 40
3.0 3.5
4.0 4.5
5.0 5.5
6.0 6.5
7.0
A kt
ivi ta
s X il
a
60
R e
80
pH lat
if
er enzim yang aktif. Penurunan aktivi
mengikat substrat, maupun pada gugus asam amino yang berfungsi mempertahankan struktur tersier dan kuarten
tas enzim dapat dipulihkan kembali dengan mengubah kondisi reaksi enzimatis pada pH optimumnya. Pada pH tertentu, perubahan muatan ion pada
rantai samping dari gugus asam amino enzim yang dapat terionisasi menjadi terlalu besar sehingga mengakibatkan terjadinya denaturasi enzim yang disertai
dengan hilangnya aktivitas katalitik enzim. Perubahan struktur tersier dapat menyebabkan kelompok hidrofobik yang pada awalnya tersembunyi pada
bagian dalam molekul enzim mengalami kontak dengan air sehingga solubilitas enzim menjadi berkurang. Solubilitas enzim yang berkurang dapat
mengakibatkan penurunan aktivitas enzim secara bertahap Palmer 1981, Harper et al. 1984.
100
n ase
Gambar 8. Pengaruh pH terhadap Aktivitas Xilanase Amobil simbol terbuka dan Xilanase Bebas simbol solid Menggunakan Bufer Sitrat Fosfat
0.02 M □ dan Bufer Fosfat 0.02 M ∆
Xilanase Streptomyces sp. isolat 45I-3 menunjukkan aktivitas relatif yang
berbeda pada pH 6.0 dalam larutan bufer sitrat fosfat dan bufer fosfat, yaitu masing-masing sebesar 82.04 dan 71.59 pada xilanase bebas sedangkan
pada xilanase amobil sebesar 100 dan 63.33 , seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8. Hal ini menunjukkan bahwa jenis bufer berpengaruh terhadap
aktivitas xilanase. Pengaruh jenis bufer pada pH yang sama terhadap aktivitas xilanase juga dijumpai pada xilanase
Cellulomonas flavigena dan Thermotoga
asetat meningkat sekitar tujuh kali lipat dibandingkan aktivitas xilanase dalam bufer MES, namun pada pH 5.5 aktivitas relatifnya hanya 20
lebih tinggi. Aktivitas relatif xilanase dalam tiga jenis bufer fosfat, Tris-HCl dan CHES menunjukkan nilai yang berbeda Zhengqiang 2001.
Perbedaan aktivitas dalam jenis bufer yang berbeda disebabkan perbedaan pK bufer, jenis dan jumlah muatan ion penyusun bufer. Setiap jenis bufer
memiliki rentang pH tertentu dan kapasitas bufer dipengaruhi oleh pK-nya. Bufer akan bekerja baik pada daerah pH yang dekat dengan pK-nya sehingga semakin
jauh dari p erpengaruh pada konstanta dielektrik larutan dan jumlah muatan ion
erpengaruh terhadap besarnya kekuatan ion larutan. Konstanta dielektrik dan ekuatan ion berpengaruh terhadap kecepatan reaksi enzimatis Suhartono
989. Amobilisasi xilanase tampaknya menyebabkan terjadinya perubahan pH
optimum, yaitu pada xilanase bebas adalah pH 5.0, sedangkan pada xilanase amobil adalah pH 6.0 dengan menggunakan bufer sitrat fosfat 0.02 M. Hal ini
diduga merupakan suatu efek dari amobilisasi yang dilakukan menggunakan matriks anionik. Penelitian Krajewska
et al. 1990 menunjukkan bahwa perubahan pH optimum menjadi lebih asam untuk aktivitas katalitik dibandingkan
enzim bebas pH 6.5 menjadi 6.0 disebabkan oleh penggunaan matriks kationik yang bermuatan positif, sehingga akan mengubah pH optimum menjadi lebih
Naby 1993 sama, didu
nelitian ini, yaitu pada matriks anionik yang bermuatan negatif akan mengubah kurva pH-aktivitas menjadi nilai
pH y maritima. Aktivitas xilanase Cellulomonas flavigena pada pH optimum 6.5 dalam
bufer sitrat fosfat lebih tinggi 45 dibandingkan dalam bufer Tris-HCl Martinez- Trujilo
et al. 2003. Aktivitas relatif xilanase Thermotoga maritima pada pH 5.0 dalam bufer
K maka kapasitas bufer-nya akan semakin menurun. Muatan ion b
b k
1
rendah. Observasi serupa juga telah dilaporkan untuk xilanase amobil lain Abdel , Gouda dan Abdel-Naby 2002. Oleh karena itu, dengan prinsip yang
ga hal yang sebaliknya terjadi pada pe ang lebih tinggi. Selain itu, laporan Engasser dan Horvath 1976
menyebutkan bahwa amobilisasi enzim menyebabkan terjadinya efek partisi sehingga mengakibatkan perbedaan nilai pH optimum dan atau Km enzim amobil
dibandingkan enzim bebas. Efek partisi ini disebabkan adanya interaksi elektrostatik atau interaksi lain antara matriks dengan enzim disebabkan
konsentrasinya pada lingkungan mikro berbeda pada larutan reaksi.
4.5. Pengujian Suhu Optimum
