Fitase TINJAUAN PUSTAKA 1. Ribosomal RNA

commit to user 15 a. Mendegradasi antinutrisi dalam makanan yang mengganggu proses pencernakan b. Meningkatkan ketersediaan nutrisi dari suatu bahan pakan yang tidak dapat terdegradasi oleh enzim pencernakan hewan ternak c. Sebagai suplemen terhadap aktifitas pencernakan pada hewan dalam masa pertumbuhan dan pada hewan dalam masa penyembuhan d. Membantu efektifitas penyerapan nutrisi sehingga mengurangi dampak polusi kotoran ternak Boyce et al., 2004.

3.2. Fitase

Fitase atau myo-inositol heksaisfosfat hidrolase merupakan enzim fosfatase yang mampu mengkatalis hidrolisis pelepasan fosfat pada fitat. Hidrolisis asam fitat sangat bermanfaat untuk meningkatkan nilai nutrisi pada beberapa tanaman pangan Gambar 8 Shin et al., 2001. Fitase adalah enzim yang dapat memutuskan ikatan phospat pada fitat, yaitu suatu bentuk timbunan fosfat organik yang ada di alam Jorquera et al., 2008. Fitase aktif asal mikroba banyak ditemukan pada spesies fungi dan aspergillus. Shieh dan Ware 1968, menyatakan bahwa hasil penyaringan pada isolat tanah terdapat lebih dari dua ribu 2000 mikroorganisme yang mampu menghasilkan enzim fitase. Dari isolat tersebut kebanyakan memproduksi fitase intraselluler, sedangkan 30 isolat adalah fitase ekstraselluler. commit to user 16 Lei et al., 2003

3.2.1 Klasifikasi Fitase

“The Enzym Nomenclature of The International Union of Biochemistry” menggolongkan fitase ke dalam dua tipe yaitu 6–fitase EC 3.1.3.26 dan 3–fitase EC 3.1.3.8. Pengelompokan tersebut didasarkan pada posisi gugus fosfat pertama yang dihidrolisis oleh enzim. Enzim 6-fitase memulai reaksi hidrolisis fitat dari gugus fosfat posisi L-6 atau D-4, menghasilkan produk awal L-inositol 1,2,3,4,5P 5 . Enzim 3-fitase memulai hidrolisis fitat pada gugus fosfat posisi D-3, menghasilkan produk awal D-inositol 1,2,4,5,6P 5 Gambar 9. Enzim 6–fitase biasanya terdapat pada tumbuhan dan 3–fitase dijumpai pada fungi Dvorakova, 1998. Hidrolisis asam fitat terjadi secara berurutan mulai dari ester fosfor mio- inositol yang lebih rendah gambar 9, kemudian menurun sesuai dengan nomor asam fosfat IP5 – IP1. Enzim dalam bentuk tunggal tidak mampu melakukan Gambar 8. Fitat dihidrolisis oleh Fitase menjadi inositol, fosfat dan ion mineral Fitat mengikat element besi Fe dan seng Zn diantara group fosfat pada satu molekul fitat maupun antar molekul fitat. Fitase memulai hidrolisis fitat dari karbon no 1, 3 atau 6 pada cincin inositol, sehingga fosfat terlepas dari ikatan dan melepaskan kalsium Ca, besi Fe, seng Zn ataupun mineral lain yang terikat sebelumnya. commit to user 17 defosfolirase asam fitat secara penuh. Kombinasi fitase dan fosfatase non spesifik akan meningkatkan aktivitas defosforilasi asam fitat Maenz, 2001. Degradasi fitat dalam saluran pencernaan unggas berhubungan dengan aksi fitase dari satu atau tiga sumber enzim. Fitase dalam saluran pencernaan berasal dari :1. Fitase usus yang terdapat dalam saluran pencernaan, 2 fitase asal tumbuhan dan 3 fitase asal mikroba. Gambar 9. 6 – fitase EC 3.1.3.26, 3 – fitase EC 3.1.3.8 Gambar 10. Defosforilasi asam fitat oleh 3-Fitase Saccaromices cerevisae commit to user 18 Berdasarkan mekanisme hidrolisis fitat terdapat 4 pengelompokkan Fitase, yaitu; histidine acid phosphatase HAP, cysteine phytase CPhy, purple acid phosphatase PAP dan -propeller phytase BPP Tabel 3. a. Histidine Acid Phophatase HAP Merupakan kelompok enzim yang banyak digunakan dan dipelajari. Enzim kelompok ini terdapat pada hewan, tumbuhan maupun mikro organisme. Enzim ini tetap mempunyai aktivitas dalam kondisi asam. Salah satu prokariotik yang menghasilkan HAPhy Histidine Acid Phophatase adalah Escherichia coli, dari kelompok kapang antara lain Aspergillus niger PhyA and PhyB. Aktivitas katalitik enzim terjadi melalui 2 tahap reaksi yang menghidrolisis asam fitat menjadi monoester fosfat. HAPhy Histidine Acid Phophatase banyak digunakan dalam hidrolisis asam fitat dalam sereal dan biji-bijian untuk pakan ternak. b. Cysteine Phytase CPhy Merupakan kelompok fitase yang ditemukan pada bakteri anaerob dalam rumen yaitu Selomonas ruminantium Chu et.al., 2004. Mempunyai suhu optimum 50-55 C dan pH optimum antara 4-5. CPhy Cysteine Phytase mengkatalis reaksi defosforilasi asam fitat menjadi myo-inositol monophosphat, aktivitas katalitiknya dihambat oleh Fe 2+ , Fe 3+ , Hg 2+ , dan Zn 2+ . c. Purple Acid Phosphatase PAP PAP Purple Acid Phosphatase merupakan kelompok fitase yang terdapat pada Burkholderia cepacia , dan pada kedelai Glycine max L. Merr GmPhy Lim et al., 2007. GmPhy Glycine max Phytase commit to user 19 ditemukan pada perkecambahan biji kedelai. GmPhy Glycine max phytase mempunyai aktivitas spesifik terhadap asam fitat yang lebih rendah dibanding aktivitas fitase dari kapang. Rendahnya aktivitas spesifik fitase GmPhy Glycine max Phytase menguntungkan bagi biji tanaman selama proses perkecambahan, dimana defosforilasi terjadi dengan lambat dan seimbang selama perkecambahan biji. Dalam tahap perkecambahan biji asam fitat mempunyai peran penting sebagai sumber fosfat Mullaney and Ullah, 2003. d. β -Propeller Phytase BPP Fitase kelompok β -Propeller Phytase BPP mempunyai 2 situs pelekatan, yaitu situs untuk hidrolisis substrat dan situs untuk mengikat substrat yang akan dihidrolisis. β -Propeller Phytase BPP memutuskan ikatan 3-fosfat pada asam fitat menghasilkan inositol 3fosfat, aktivitas katalitik meningkat dengan adanya Ca kalsium. Adanya ikatan fitat dengan Ca kalsium akan membentuk penghubung yang mendekatkan fitase dengan substrat Shin et al., 2001. BPP β -Propeller Phytase dapat digunakan sebagai tambahan pada pakan ternak dan bermanfaat pada pertumbuhan tanaman yang hidup pada kondisi fosfat terbatas. BPP β -Propeller Phytase terdapat pada Bacillus subtilis 168PhyA, Shewanella oneidensis PhyS, ; Xanthomonas oryzae PhyA Lim et al., 2007.

3.2.2 Aktivitas fitase

Kebanyakan aktivitas fitase diketahui melalui warna fitat atau fosfat inorganik yang terbentuk dari reagent setelah terjadi reaksi enzim-substrat. Metode untuk mengetahui kuantitas fitat meliputi tahap yang kompleks; beberapa tahap ekstraksi, presipitasi dengan FeCl3, sentrifugasi dan commit to user 20 pencucian Thomson, 1982 dalam Lim et al., 2007. Beberapa metode analisis HPLC atau infrared spektrocopy merupakan teknik lain yang digunakan Chen, 2003. Metode yang paling mudah digunakan untuk mengetahui aktivitas fitase adalah dengan cara menentukan fosfat inorganik yang dilepaskan setelah terjadi reaksi enzim-substrat. Penentuan tersebut didasarkan pada terbentuknya komplek warna antara fosfat inorganik dengan ammonium molybdate vanadat Sajidan, 2000. Tabel 3. 4 kelompok Fitase Kelompok Enzim Struktur Khas Mekanisme Katalitik Contoh Histidine Acid Phophatase N-terminal RHGXRXP C-terminal HD motif konsensus N-terminal H membentuk intermediet phosphohistidin, C-terminal bertindak sebagai donor proton sebagai tempat spesifik untuk substrat bermuatan positif A. Niger, P. lycii, E. coli, Zea mays β Propeller Phytase Molekul yang berbentuk 6 bilah baling baling Mekanisme katalitik terdiri dari 2 situs yaitu situs pelekatan dan situs pemecahan. Situs pelekatan mengikat grup phosphat sementara situs yang lain memecah ikatan phosphat pada grup phosphat yang berdampingan. Adanya situs ganda tersebut menguntungkan IP6, IP5 atau IP4 sebagai substrat Bacillus sp, X. oryzae Cysteine Phosphatase Struktur P loop terdiri dari motif konsensus HCXXGXXRTS Protein tirosin phosphat memecah grup phosphat S. ruminantium Purple Acid Phosphat Motif konsensus: DXGGDXXY GNHE,D VXXHGHXH Metalloenzim, terdapat pada tanaman Glycine max, M. truncatula Lei et al., 2007

3.2.3 Sumber Fitase

Fitase terdapat di dalam tumbuh-tumbuhan mikroorganisme dan jaringan tubuh ternak. commit to user 21

a. Fitase Mikrobia