KARAKTERISASI DAN PRESIPITASI GLUKOSIDASE BAKTERI Suttonela indologenes DARI SALURAN PENCERNAAN Attacus atlas L.

Suttonela indologenes DARI SALURAN PENCERNAAN Attacus atlas L.

Skripsi

Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memp eroleh gelar Sarjana Sains

Disusun Oleh : Tri Wulan Sukma Oktavia

M0408088

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SEBELAS MARET

commit to user

ii

PENGESAHAN

SKRIPS I

KARAKTERISASI DAN PRESIPITASI GLUKOSIDASE BAKTERI Suttonela indologenes DARI SALURAN PENCERNAAN Attacus atlas L.

Oleh: Tri Wulan Sukma O.

NIM. M0408088

Telah dipertahankan d i dep an Tim Penguji pad a tanggal 7 Juni 2013

dan dinyatakan telah memenuhi syarat

Surakarta, Ju ni 2013

Penguji I Penguji II

Dr. Ari Susilowati, S.Si., M.Si. Dr. Agung Bu dihardjo, M. Si. NIP. 19690428 199702 2 006 NIP. 19680823 200003 1 001 Penguji III Penguji IV

Siti Lusi Arum Sari, M. Biotech. Dr. Artini Pangastuti, M.Si. NIP. 19760812 200501 2 001 NIP. 19750531 200003 2 001

M engesahkan

Dekan FMIPA Ketua Jurusan Biologi

Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M .Sc, (Hons), Ph. D NIP. 19610223 198601 1 001

Dr. Agung Budihardjo, M. Si. NIP. 19680823 200003 1 001

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan b ahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri dan tid ak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu p erguru an tinggi, serta tidak terdap at karya atau p endap at yang pernah ditulis atau diterbitkan o leh orang lain, kecuali secara tertu lis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pu staka.

Apabila d i kemudian hari d apat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang tela h diperoleh dapat ditinjau dan/atau dicabut.

Surakarta, 7 Juni 2013

Tri Wulan Sukma O.

commit to user

iv

SE BAKTERI Suttonela indologenes DARI SALURAN PENCERNAAN Attacus atlas L.

Tri Wulan Sukma O.

Jurusan Bio logi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahu anAlam Universitas Sebelas Maret Surakarta

ABSTRAK

Selulosa merupakan salah satu jenis polisakarida yang banyak d itemu kan di alam. Polisakarida ini menyusun bagian terbesar dinding sel tumbuhan. Hidro lisis selulo sa menghasilkan gluko sa yang digunakan sebagai pemanis. Proses hidro lisis dapat dilaku kan secara kimia atau secara enzimatis dengan selu lase. Enzim selulase sendiri terdiri atas tiga macam enzim yang bekerja secara -Glukosid ase. -Glu kosidase merupakan unit enzim yang penting u ntuk menghasilkan produk glukosa dari pemecahan selob iosa. Tujuan dari penelitian ini adalah untu k m enentu kan pH, suhu dan konsentrasi substrat selob iosa yang optimum untuk aktivitas enzim -Glukosidase serta menentu kan tingkat kejenu han amoniu m sulfat yang d apat

-Glukosidase yang tinggi.

Bakteri yang digunakan ad alah bakteri selulolitik Suttonela indolog en es

strain um3-m/12 -2009 yang berasal dari bakteri salu ran pencernaan Atta cus a tla s L. Presipitasi p rotein dilakukan dengan menggunakan ammoniu m sulfat secara bertingkat dengan kejenuhan 0-50%, 50 -70%, dan 70 -90%. Karakterisasi -Glukosidase dilakukan dengan melihat pengaruh p H, suhu dan konsenstrasi substrat selobiosa.

Hasil penelitian menunjukan bahwa -Glu kosidase memiliki aktivitas optimal pada pH 7 , suhu 70oC serta konsentrasi substrat selob iosa yang optimum 15 mM. Presipitasi -Glukosid ase optimum p ad a tingkat kejenuhan 70% dengan aktivitas spesifik sebesar 3,42 U/mg p rotein dibanding ekstrak kasarnya ya itu 2,39 U/mg protein.

CHARACTERIZATION AND PRECIPITATION OF

Suttonela indologenes BACTERIA FROM THE Attacus atlas L. GASTROINTESTINAL TRACT

Tri Wulan Sukma O.

Biolog y Dep artement, Sciences and Mathematics Faculty, Sebelas Maret University, Surakarta

ABSTRACT

Cellulose is a p olysaccharide found in nature. It compose the largest part of plant cell walls. Cellulo se h yd rolysis produ ces glucose. Hydro lysis process ca n be done chemically or enz ymatically by cellulases. Cellulase consists of three types of enzymes that work s ynergistically, i.e. Endoglukanase, Eksoglukanase -Glu cosidase. -Glu cosidase is an important enz yme to produce glucose from cellobiose. The purpose of this study was to determine the optimum pH, temperature and substrate co ncentration -Glu cosidase activity and determine the degree of ammonium sulfat satu ration to -Glu cosidase.

The bacteria u sed in this research was Suttonela indologenes um3-m/12-2009 isolated from the Atta cus a tla s L. gastrointe stinal tract. Protein precipitation performed b y ammoniu m su lfate saturatio n in stages at 0-50%, 50-70% and

70--Glucosid ase was done b y measuring activity at the pH, temperature and cello bio se substrate concentrations.

The -Glu cosidase has optimal activity at pH 7,

temperature 70oC and the optimum sub strate

-Glucosidase has optimum precipitated at 70% saturation level with a specific activity of 3,42 U/mg p rotein compared to the crude extract at 2,39 U/mg protein.

commit to user

vi

MOTTO

“ Sesungguhnya o rang-ora ng ya ng menga ta ka n: "Tuha n ka mi ia la h Alla h" kemudia n mereka meneguhka n p endiria n mer eka, ma ka ma la ika t a ka n turun

kepada mereka dengan menga ta ka n: "Ja ngan la h ka mu ta kut da n janga nlah mera sa sedih, dan gembira ka nla h mereka dengan ja nnah ya ng telah dija njika n

Alla h kepa da mu .” (F ush ila t:30 )

Ter usla h ber bua t manfaa t ta npa ha rus menonjolka n diri.

Ya Alla h…perba ikila h aga ma ku ya ng ia merupa ka n benteng sega la urusan ku. P erb a ikilah dunia ku yang disa na a da keh idupa nku. Ja dika nlah keh idupa n ini seb aga i ta mba han bua tku da la m sega la keba ikan. Da n ja dika n kema tia n sebaga i

peristir aha ta nku da ri sega la keja ha tn. (HR Mu slim)

J iwa kita menjadi lema h ka rena kita la h ya ng menyena ndungka n la gu-la gu kelema han, hati kita menjad i sa kit da n luka ka rena kita la h yang men ya kiti dan

PERSEMBAHAN

Skripsi ini ku persembahkan untuk : Rab b semesta alam, cukuplah Engkau sebagai temp at ku bergantung d an berserah diri Rosulullo h, idola sepanjang masa, uswatun khasanah

Kedua orang terkasih : Ibu, Ibu, Ibu dan Bapak sebagai tanda cinta kasih ku

Orang yang berjasa untuk ku, pembimbing, penelaah dan d osen di Biologi FM IPA UNS

Kakak-kakak ku, sebagai tanda sayang dan hormat ku

Kelu arga kedua ku, teman-teman Cristina Muslim ah, keluarga “Pelangi Ukhuwah” dan Keluarga SKI

Seluru h saud ara dan sahabat ku , Bio 08 dan Almamater ku tercinta

commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Segala puji syu ku r senantiasa kita panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya yang tak terhingga. Shalawat serta salam senantiasa tercurah kepad a junjungan Nabi Muhammad SAW uswatu n khasanah, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul: “Karakterisasi dan Presipitasi Glu kosidase Bakteri

Suttonela indolog en es dari Saluran Pencernaan Atta cus a tla s L.”. Penyusunan skripsi ini merupakan suatu syarat u ntuk memp eroleh gelar kesarjanaan strata 1 (S1) pada Jurusan Biologi, Faku ltas Matematika d an Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Seb elas Maret Surakarta.

Dalam melakukan penelitian maupun penyu sunan skripsi ini penulis telah mendapatkan banyak masukan, bantuan d an bimbingan dari berb agai pihak yang sangat berguna dan bermanfaat baik secara langsung maupun tidak langsu ng. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tulus dan sebesar-besarnya kepad a :

Prof. Ir. Ari Hand ono Ramelan, M.Sc. (Hons), Ph. D. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas S ebelas Maret Surakarta yang telah memb erikan ijin penelitian untu k keperlu an skripsi.

Dr. Agung Bud ihardjo, M. Si. selaku Ketua Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu P engetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta serta sebagai pene laah II yang telah memb erikan ijin, bimb ingan dan masu kan kepad a penulis.

Siti Lusi Arumsari, M . Biotech. selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, masukan serta motivasi selama penelitian sampai selesainya penyu sunan skripsi.

Dr. Artini Pangastuti, M.Si. selaku pembimbing II yang telah memberikan bimbingan d an petu njuknya selama penelitian samp ai selesainya penyu su nan skripsi.

Dr. Ari Susilo wati, S.Si., M.Si. selaku dosen p enelaah I yang telah memberikan bimbingan d an masukan kepad a penulis.

Prof. Dr. Su giyarto, M.Si, selaku pemb imbing akademik yang telah memberikan masukan, motivasi dan duku ngan kepad a penulis.

Kepala dan staf Lab oratorium Biolo gi, Universitas S ebelas M aret Surakarta yang telah mengijinkan dan membantu penulis untuk melakukan penelitian d i laboratorium .

Kelu arga Biolo gi 2008 untu k keb ersamaan, semangat d an isnp irasi yang begitu luar biasa.

Sahabat tercinta (Asti, Denis, Yanun, Nafsa, Rahma) atas doa, kebersamaan, semangat, dan ukhu wah yang tidak akan p ernah b erakhir.

Kelu arga Cristina Mu slimah (mbak Lulu, mb ak Octa, Ulie, Tiara, Elyas, Tina, Nisa, Lilis, Nur, Alita, Ya ya) atas d oa, semangat, dan kebersamaan kalian yang tidak akan terlup akan.

Kelu arga tercinta (Ibu , Bapak, mas Indra, mbak Ayu) atas doa, dukungan, dan kasih sayang yang tid ak akan pernah berakhir.

Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu p er satu yang telah memberikan bantuann ya.

Dengan kerendahan hati penulis menyad ari bahwa dalam melakukan penelitian dan p enyusunan skripsi ini masih jau h dari sempu rna, oleh karena itu masukan yang berupa saran dan kritik yan g memb angun dari para pembaca aka n sangat membantu. Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi kita semua dan pihak-pihak yang terkait.

Surakarta, Juni 2013

commit to user

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAM AN JUDUL ... i

HALAM AN PENGESAHAN ... ii

HALAM AN PERNYATAAN... iii

ABSTRAK ... iv

ABSTRACT ... ... v

HALAM AN MOTTO ... ... vi

HALAM AN PERSEMBAHAN ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... ... xii

DAFTAR GAM BAR ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang Masalah ... 1

B. Perumu san Masalah ... ... 3

C. Tu juan Penelitian ... ... 3

D. Manfaat P enelitian ... 3

BAB II. LANDASAN TEORI ... ... 4

A. Tinjauan Pustaka ... ... 4

1. Selulosa ... 4

2. Hidrolisis Selulosa ... 5

3. S elulase ... 6

4. -Glukosid se... 8

5. Aktivitas Enzim ... ... 8

6. Presip itasi P rotein ... 14

B. Kerangka Pemikiran ... 16

BAB III. M ETODE PENELITIAN ... 18

B. Bahan ... 18

C. Alat ... 19

D. Pelaksanaan Penelitian ... 19

1. Produksi Selulase ... 19

-Gluko sidase ... 20

3. Pemurnian Selulase ... 20

E. M etode Analisis ... 21

1. P engukuran Aktivitas -Gluko sidase ... ... 21

2. P engukuran Kadar Glu kosa dengan GOD ... 23

3. P engukuran Kadar Protein ... 23

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 25

A.Produksi Selulase ... 25

B. -Gluko sidase ... 25

1.Optimasi pH ... 26

2.Optimasi Su hu ... 28

3.Optimasi Konsentrasi Substrat ... 32

C.Presip itasi Selulase ... 34

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 38

A. Kesimpulan ... 38

B. Saran ... 38

DAFTAR PUSTAKA ... 39

LAMPIRAN ... 44

commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Ju mlah Ammonium sulfat yang ditambahkan dalam proses

presipitasi p rotein secara bertingkat … …… …… …… …… …… 21 Tabel 2. Aktivitas -Glukosid ase hasil presip itasi protein dengan

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1. Struktur Selu losa … …… …… …… ……… …… ……… …… …. 5 Gambar 2. M ekanisme hidrolisis selulo sa …… …… …… …… …… ……… 6 Gambar 3. Kerangka Pemikiran … …… ……… …… …… … …… …… …… 17 Gambar 4. Aktivitas -Gluko sidase p ada berbagai variasi pH d engan su hu

50oC dan sub strat selobiosa 15 mM serta inkubasi selama 30

menit … …… …… …… ……… …… …… …… …… ……… …… 26

Gambar 5. Aktivitas -Gluko sidase p ada berbagai variasi suhu d engan pH 7, substrat selo biosa 15 mM dan inkubasi selama 30 menit … ... 29 Gambar 6. Aktivitas -Gluko sidase p ada berb agai konse ntrasi su bstrat

selobio sa dengan suhu 70oC, pH 7 dan inkubasi selama 30

commit to user

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1 . Hasil Penguku ran Aktivitas p ada Optimasi pH, Su hu d an

Konsentrasi Substrat … ……… …… …… …… ……… ……... 43

Lampiran 2 . -Gluko sidase …… …… …… …… …… ….. 44

Prof. Dr. Su giyarto, M.Si, selaku pemb imbing akademik yang telah memberikan masukan, motivasi dan duku ngan kepad a penulis.

Kepala dan staf Lab oratorium Biolo gi, Universitas S ebelas M aret Surakarta yang telah mengijinkan dan membantu penulis untuk melakukan penelitian d i laboratorium .

Kelu arga Biolo gi 2008 untu k keb ersamaan, semangat d an isnp irasi yang begitu luar biasa.

Sahabat tercinta (Asti, Denis, Yanun, Nafsa, Rahma) atas doa, kebersamaan, semangat, dan ukhu wah yang tidak akan p ernah b erakhir.

Kelu arga Cristina Mu slimah (mbak Lulu, mb ak Octa, Ulie, Tiara, Elyas, Tina, Nisa, Lilis, Nur, Alita, Ya ya) atas d oa, semangat, dan kebersamaan kalian yang tidak akan terlup akan.

Kelu arga tercinta (Ibu , Bapak, mas Indra, mbak Ayu) atas doa, dukungan, dan kasih sayang yang tid ak akan pernah berakhir.

Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu p er satu yang telah memberikan bantuann ya.

Dengan kerendahan hati penulis menyad ari bahwa dalam melakukan penelitian dan p enyusunan skripsi ini masih jau h dari sempu rna, oleh karena itu masukan yang berupa saran dan kritik yan g memb angun dari para pembaca aka n sangat membantu. Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi kita semua dan pihak-pihak yang terkait.

Surakarta, Juni 2013

DAFTAR ISI

Halaman

HALAM AN JUDUL ... i

HALAM AN PENGESAHAN ... ii

HALAM AN PERNYATAAN... iii

ABSTRAK ... iv

ABSTRACT ... ... v

HALAM AN MOTTO ... ... vi

HALAM AN PERSEMBAHAN ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... ... xii

DAFTAR GAM BAR ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang Masalah ... 1

B. Perumu san Masalah ... ... 3

C. Tu juan Penelitian ... ... 3

D. Manfaat P enelitian ... 3

BAB II. LANDASAN TEORI ... ... 4

A. Tinjauan Pustaka ... ... 4

B. Bahan ... 18

C. Alat ... 19

D. Pelaksanaan Penelitian ... 19

1. Produksi Selulase ... 19

-Gluko sidase ... 20

3. Pemurnian Selulase ... 20

E. M etode Analisis ... 21

1. P engukuran Aktivitas -Gluko sidase ... ... 21

2. P engukuran Kadar Glu kosa dengan GOD ... 23

3. P engukuran Kadar Protein ... 23

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 25

A.Produksi Selulase ... 25

B. -Gluko sidase ... 25

1.Optimasi pH ... 26

2.Optimasi Su hu ... 28

3.Optimasi Konsentrasi Substrat ... 32

C.Presip itasi Selulase ... 34

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 38

A. Kesimpulan ... 38

B. Saran ... 38

DAFTAR PUSTAKA ... 39

LAMPIRAN ... 44

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Ju mlah Ammonium sulfat yang ditambahkan dalam proses

presipitasi p rotein secara bertingkat … …… …… …… …… …… 21

Tabel 2. Aktivitas -Glukosid ase hasil presip itasi protein dengan

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1. Struktur Selu losa … …… …… …… ……… …… ……… …… …. 5 Gambar 2. M ekanisme hidrolisis selulo sa …… …… …… …… …… ……… 6 Gambar 3. Kerangka Pemikiran … …… ……… …… …… … …… …… …… 17 Gambar 4. Aktivitas -Gluko sidase p ada berbagai variasi pH d engan su hu

50oC dan sub strat selobiosa 15 mM serta inkubasi selama 30

menit … …… …… …… ……… …… …… …… …… ……… …… 26

Gambar 5. Aktivitas -Gluko sidase p ada berbagai variasi suhu d engan pH

7, substrat selo biosa 15 mM dan inkubasi selama 30 menit … ... 29

Gambar 6. Aktivitas -Gluko sidase p ada berb agai konse ntrasi su bstrat

selobio sa dengan suhu 70oC, pH 7 dan inkubasi selama 30

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1 . Hasil Penguku ran Aktivitas p ada Optimasi pH, Su hu d an

Konsentrasi Substrat … ……… …… …… …… ……… ……... 43

Lampiran 2 . -Gluko sidase …… …… …… …… …… ….. 44