Karakterisasi Enzim Kitinase dari Bacillus sp. BK17, Isolat Potensial Pengendali Hayati Jamur Patogen Tanaman
KARAKTERISASI ENZIM KITINASE DARI Bacillus sp. BK17, ISOLAT
POTENSIAL PENGENDALI HAYATI JAMUR PATOGEN TANAMAN
TESIS
Oleh
SITI MAIMUNAH
117030038/BIO
PROGRAM PASCASARJANA BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
KARAKTERISASI ENZIM KITINASE DARI Bacillus sp. BK17, ISOLAT
POTENSIAL PENGENDALI HAYATI JAMUR PATOGEN TANAMAN
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains pada
Program Studi Magister Ilmu Biologi Pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA,
Universitas Sumatera Utara
Oleh
SITI MAIMUNAH
117030038/BIO
PROGRAM PASCASARJANA BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: KARAKTERISASI ENZIM KITINASE DARI
Bacillus sp. BK17, ISOLAT POTENSIAL
PENGENDALI HAYATI JAMUR PATOGEN
TANAMAN
: TESIS
: SITI MAIMUNAH
: 117030038
: PASCASARJANA (S-2) BIOLOGI
: BIOLOGI
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
Medan, Agustus 2013
Komisi Pembimbing
:
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Prof. Dr. Erman Munir, M. Sc
NIP. 196511011 199103 1 002
Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc
NIP. 19640409 199403 1 003
Ketua Program Studi
Pascasarjana Biologi FMIPA USU
Dekan FMIPA USU
Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed
NIP. 19660209 199203 1 003
Dr. Sutarman, M.Sc
NIP. 19631026 199103 1 001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN ORISIONALITAS
KARAKTERISASI ENZIM KITINASE DARI Bacillus sp. BK17, ISOLAT
POTENSIAL PENGENDALI HAYATI JAMUR PATOGEN TANAMAN
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil
kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan
sumbernya dengan benar.
Medan, Agustus 2013
Siti Maimunah
NIM. 117030038
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya bertanda tangan di bawah
ini:
Nama
NIM
Program Studi
Jenis Karya Ilmiah
: Siti Maimunah
: 117030038
: Magister Biologi
: Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksekutif (Non-Executive Free
Right) atas tesis saya yang berjudul:
Karakterisasi Enzim Kitinase dari Bacillus sp. BK17, Isolat Potensial
Pengendali Hayati Jamur Patogen Tanaman
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksekutif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih data,
memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan tesis
saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai
penulis dan pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya
Medan, Agustus 2013
Siti Maimunah
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Nama Lengkap Berikut Gelar
: Siti Maimunah, S.Si
Tempat dan Tanggal Lahir
: Bdr. Klippah, 09 Oktober 1986
Alamat Rumah
: Jl. Mesjid Pasar IX Tembung, No. 850,
Dusun XIII Dahlia II, Kode Pos: 20371
Telepon/Faks/Hp
: 085761441836
Email
: siti_mai09@yahoo.com
Instansi Tempat Bekerja
: -
Alamat Kantor
: -
Telepon
: -
DATA PENDIDIKAN
SD
: SDN 105292 Percut Sei Tuan
Tamat :
1999
SLTP
: Mts. Al-Jam’iyatul Washliyah Tembung
Tamat :
2002
SMA
: MAS-Al-Jam’iyatul Washliyah Tembung
Tamat :
2005
Strata-1
: Departemen Biologi, FMIPA USU
Tamat :
2011
Strata-2
: Program Pascasarjana Biologi, FMIPA USU
Tamat :
2013
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal : 28 Agustus 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
: Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc
Anggota
: 1. Prof. Dr. Erman Munir, M. Sc
2. Dr. It Jamilah, M. Sc
3. Dr. Ir. Yunasfi, M. Si
Lulus Pada Tanggal : 28 Agustus 2013
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Penelitian ini didanai oleh DITLITABMAS Dikti 2013 melalui Hibah Unggulan
Perguruan Tinggi Universitas Sumatera Utara. Terimakasih kepada Sekertaris Jendral
Pendidikan Tinggi (SEKJEN DIKTI) yang memberikan Beasiswa Unggulan.
Terimakasih disampaikan kepada Kepala Laboratorium Pusat Antar Universitas Institut
Pertanian Bogor (PAU) IPB dan kepada Kepala Balai Teknis Kesehatan Lingkungan
dan Pengendalian Penyakit Kelas I Medan (BTKL PPM Kelas I Medan) yang telah
memberikan fasilitas sebagian pekerjaan dalam tesis ini.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Assalamu`alaikum Wr. Wb
Segala puji dan syukur atas rahmat yang Allah SWT berikan kepada penulis sehingga
penulis bisa menyelesaikan tesis ini. Shalawat dan salam kepada junjungan kita nabi
besar Muhammad SAW. Dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan
terimakasih kepada segenap pihak, terutama:
1.
Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc selaku dosen pembimbing I dan Prof. Dr. Erman
Munir, M. Sc selaku dosen pembimbing II, atas segala bimbingan, pengarahan,
pelajaran hidup serta perhatian dan pengertian yang telah dibagikan sehingga
pengetahuan penulis dapat bertambah.
2.
Dr. It Jamilah, M. Sc selaku dosen penguji I dan Dr. Ir. Yunasfi, M. Si selaku
dosen penguji II yang telah bersedia menguji dan memberikan wawasan lebih
dalam kepada penulis.
3.
Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed selaku Ketua Prodi Program Pascasarjana
Biologi USU, Dr. Suci Rahayu, M. Si selaku Sekretaris Prodi Program
Pascasarjana Biologi USU yang telah banyak memberi nasihat, masuk kan dan
membantu penulis dalam menyelesaikan kuliah pascasarjana.
4.
Bapak dan Ibunda tercinta yang selalu mendampingi, sabar dan selalu berdo`a buat
penulis, serta kakanda penulis tersayang : Muhammad Safi’i, Siti Laila, Siti
Zaleha, Siti Patimah, Muhammad Jurpi, adinda-adinda penulis tersayang :
Muhammad Irmam, Siti Sarah, Siti Hamidah, Siti Nurjanah, Nining, Kakak Ipar
Sri Hariyani, Neni, Syahrizal, Selamat Purwadi dan Dodi, Ramli yang selalu
berdo’a dan memberi motivasi.
5.
Keluarga besar Laboratorium Mikrobiologi dan Biokimia PAU IPB Bogor,
terutama kepada Prof. Dr. Ir. Maggy Thenawidjaja Suhartono, Ika Malika, STP
terimakasih atas kerendahan hati yang telah menerima penulis penelitian.
Universitas Sumatera Utara
6.
Keluarga besar Laboratorium Mikrobiologi USU, terutama kepada Ibu Nunuk
Priyani, M. Sc, serta asisten Laboratorium Mikrobiologi FMIPA USU yang selalu
memberi motivasi kepada penulis.
7.
Keluarga besar Laboratorium Biologi dan Laboratorium Kimia BTKL-PP Kelas 1
Medan, terimakasih atas kerendahan hati yang telah menerima penulis penelitian.
8.
Keluarga besar administrasi Pascarjana Biologi USU dan seluruh staf yang telah
bersabar menguruskan administrasi penulis selama kuliah.
9.
Teman-Teman penerima Beasiswa Unggulan Sekjen Dikti 2011 dan teman-teman
pascasarjana biologi 2011 yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu,
terimakasih atas motivasi yang telah diberikan.
10. Kepada Jane Melita Keliat, S. Si, Rivo Hasper Dimentha, S. Si, Galih Ari Wirawan
Siregar, SP dan Dwi Putri Ramadhani, S. Si terimakasih atas motivasi dan
kebersamaannya. Keluarga Besar Nenek Neng dan Tante Fifi, Amd di Jakarta, dan
Keluarga besar Mama Uda Poni Ketaren, SS di Bekasi atas motivasi dan
pengertiannya selama saya berada di Bogor.
11. Pihak-pihak lain yang sudah sangat membantu penulis dalam perencanaan,
pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini.
Semoga tulisan ini bermanfaat dan menambah wawasan pembaca sekalian
dan penulis berharap penelitian dibidang mikrobiologi terus berkembang serta
dapat digunakan untuk kesejahteraan manusia.
Wassalamu`alaikum Wr. Wb.
Medan, Agustus 2013
Siti Maimunah
Universitas Sumatera Utara
KARAKTERISASI ENZIM KITINASE DARI Bacillus sp. BK17, ISOLAT
POTENSIAL PENGENDALI HAYATI JAMUR PATOGEN TANAMAN
ABSTRAK
Karakterisasi kitinase yang meliputi pH dan suhu optimum, Km dan Vmax telah dipelajari
dari isolat Bacillus sp. BK17. Kitinase kasar dari isolat yang dikultur dalam medium
garam minimum dengan kitin koloidal cair selama 5 hari dipresipitasi dengan beberapa
konsentrasi amonium sulfat. Aktivitas kitinase tertinggi didapatkan pada presipitasi
amonium sulfat 50% dengan aktivitas spesifik sebesar 0,545 Unit. Aktivitas enzim
optimum pada pH 6 dan suhu 35 oC yaitu sebesar 0,0750 U/ml. Kitinase Bacillus sp.
BK17 memiliki aktivitas sebesar 0,0112 U/ml pada gerusan miselium Sclerotium
rolfsii. Enzim ini memiliki Km sebesar 0,46 g dan Vmax sebesar 158,73 g.
Kata kunci: Bacillus sp., Kitinase, Sclerotium rolfsii.
Universitas Sumatera Utara
CHARACTERIZATION OF CHITINASE OF Bacillus sp. BK 17,
A POTENTIAL ISOLATE FOR CONTROLLING PLANT PATHOGENIC
FUNGI
ABSTRACT
Characterization of chitinase of including pH and temperature, Km and Vmax of
Bacillus sp. BK 17 has been conducted. Crude extract of Bacillus sp. BK17 growing in
minimum salt medium with colloidal chitin for 5 days was precipited with ammonium
sulphate. Optimum chitinase activity was found in 50% ammonium sulphate
precipitation with specific activity of 0.545 Units. Chitinase activity in homogenated
mycelia of Sclerotium rolfsii was 0.0012 U/ml. The Km and Vmax of the enzyme was
0.46 µg and 158.72 µg, respectively.
Keywords: Bacillus sp. BK 17, Chitinase, Sclerotium rolfsii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
iii
iv
v
vii
viii
ix
KATA PENGANTAR
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
DAFTAR LAMPIRAN
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Tujuan Penelitian
1.4 Manfaat Penelitian
1
1
2
2
2
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kitin dan Kitinase
2.2 Mikroorganisme Penghasil Enzim Kitinase
2.3 Manfaat Enzim Kitinase
2.4 Presipitasi Menggunakan Amonium Sulfat
2.5 Karakterisasi Aktivitas Enzim Kitinase
2.6 Kinetika Enzim Berupa Parameter Km dan Vmaks
3
3
4
5
6
6
7
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
3.2 Bahan dan Alat
3.3 Isolat Mikroba dan Persiapan Kultur Bakteri
3.4 Produksi Enzim Kitinase Bacillus sp. BK17
3.5 Presipitasi Enzim dengan Amonium Sulfat
3.6 Dialisis
3.7 Pengukuran Aktivitas Kitinase Bacillus sp. BK17
3.8 Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Kitinase Bacillus sp.
BK17
3.9 Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Kitinase Bacillus sp.
BK17
3.10 Pengukuran Kinetika Enzim Kitinase Bacillus sp. BK17
3.11 Penentuan Konsentrasi Protein Bacillus sp. BK17
9
9
9
10
11
11
12
12
13
13
14
14
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
BAB 5
3.12 Penentuan Aktivitas Enzim Kitinase Bacillus sp. BK17
Dengan Substrat Gerusan Jamur
14
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Profil Produksi Kitinase Selama Pengkulturan Bacillus
sp. BK17
4.2 Aktivitas Kitinase Dengan Beberapa Konsentrasi
Amonium Sulfat
4.3 Dialisis Enzim Kitinase Hasil Presifitasi Amonium
Sulfat
4.4 Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Enzim Kitinase Setelah
Dialisis
4.5 Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Kitinase Setelah
Didialisis
4.6 Perbandingan Aktivitas Kitinase Setelah Didialisis
Antara Substrat Miselium Sclerotium rolfsii Dan
Koloidal Kitin
4.7 Kinetika Enzim Kitinase Bacillus sp. BK17
16
16
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
25
25
25
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
17
19
20
21
22
24
26
33
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1
Gambar 2
Gambar 3
Gambar 4
Gambar 5
Gambar 6
Gambar 7
GAMBAR
Halaman
Struktur kitin yang terdiri atas monomernya GlcNAc
3
Gooday (1990)
Pertumbuhan sel (OD600) dan aktivitas kitinase U/ml
16
Bacillus sp. BK17 yang diinkubasi selama 7 hari
pada media MGMK cair + yeast
Perbandingan antara aktivitas kitinase supernatan
18
dan aktivitas kitinase endapan dari Bacillus sp. BK17
setelah dipresipitasi menggunakan amonium sulfat
Pengaruh pH (penyangga asetat pH 4-6, penyangga
20
fosfat pH 7, dan penyangga Tris-HCl pH 8) terhadap
aktivitas enzim kitinase U/ml setelah dialisis
Pengaruh suhu terhadap aktivitas kitinase U/ml
21
setelah didialisis pada 50 mM penyangga pH 6
Perbandingan aktivitas kitinase setelah didialisis
23
pada suhu 35 ˚C dan pH 6 antara substrat miselium
Sclerotium rolfsii dan substrat koloidal kitin
Nilai Km dan Vmaks enzim kitinase Bacillus sp. BK17
24
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
TABEL
Tabel 1
Halaman
Tingkat kemurnian enzim kitinase Bacillus sp. BK17
19
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Lampiran 2
Lampiran 3
Lampiran 4
Lampiran 5
Lampiran 6
Lampiran 7
Lampiran 8
Lampiran 9
LAMPIRAN
Alur Kerja Penelitian
Pembuatan
Konsentrasi
N-acetyl-D-glukosamin
(GlcNAc)
Persamaan Lineawer-Burk
Penentuan Standar Bovin Serum Albumin (BSA)
Komposisi Medium
Pembuatan Larutan Schales
Uji Aktivitas Kitinase Modifikasi Spindler (1997)
Metode Penentuan Kadar Protein (Bradford 1976)
Komposisi Reagen Bradford dan Pembuatan Ragen
Bradford
Halaman
33
34
36
37
38
39
40
42
43
Universitas Sumatera Utara
POTENSIAL PENGENDALI HAYATI JAMUR PATOGEN TANAMAN
TESIS
Oleh
SITI MAIMUNAH
117030038/BIO
PROGRAM PASCASARJANA BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
KARAKTERISASI ENZIM KITINASE DARI Bacillus sp. BK17, ISOLAT
POTENSIAL PENGENDALI HAYATI JAMUR PATOGEN TANAMAN
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains pada
Program Studi Magister Ilmu Biologi Pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA,
Universitas Sumatera Utara
Oleh
SITI MAIMUNAH
117030038/BIO
PROGRAM PASCASARJANA BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: KARAKTERISASI ENZIM KITINASE DARI
Bacillus sp. BK17, ISOLAT POTENSIAL
PENGENDALI HAYATI JAMUR PATOGEN
TANAMAN
: TESIS
: SITI MAIMUNAH
: 117030038
: PASCASARJANA (S-2) BIOLOGI
: BIOLOGI
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
Medan, Agustus 2013
Komisi Pembimbing
:
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Prof. Dr. Erman Munir, M. Sc
NIP. 196511011 199103 1 002
Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc
NIP. 19640409 199403 1 003
Ketua Program Studi
Pascasarjana Biologi FMIPA USU
Dekan FMIPA USU
Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed
NIP. 19660209 199203 1 003
Dr. Sutarman, M.Sc
NIP. 19631026 199103 1 001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN ORISIONALITAS
KARAKTERISASI ENZIM KITINASE DARI Bacillus sp. BK17, ISOLAT
POTENSIAL PENGENDALI HAYATI JAMUR PATOGEN TANAMAN
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil
kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan
sumbernya dengan benar.
Medan, Agustus 2013
Siti Maimunah
NIM. 117030038
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya bertanda tangan di bawah
ini:
Nama
NIM
Program Studi
Jenis Karya Ilmiah
: Siti Maimunah
: 117030038
: Magister Biologi
: Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksekutif (Non-Executive Free
Right) atas tesis saya yang berjudul:
Karakterisasi Enzim Kitinase dari Bacillus sp. BK17, Isolat Potensial
Pengendali Hayati Jamur Patogen Tanaman
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksekutif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih data,
memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan tesis
saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai
penulis dan pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya
Medan, Agustus 2013
Siti Maimunah
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Nama Lengkap Berikut Gelar
: Siti Maimunah, S.Si
Tempat dan Tanggal Lahir
: Bdr. Klippah, 09 Oktober 1986
Alamat Rumah
: Jl. Mesjid Pasar IX Tembung, No. 850,
Dusun XIII Dahlia II, Kode Pos: 20371
Telepon/Faks/Hp
: 085761441836
: siti_mai09@yahoo.com
Instansi Tempat Bekerja
: -
Alamat Kantor
: -
Telepon
: -
DATA PENDIDIKAN
SD
: SDN 105292 Percut Sei Tuan
Tamat :
1999
SLTP
: Mts. Al-Jam’iyatul Washliyah Tembung
Tamat :
2002
SMA
: MAS-Al-Jam’iyatul Washliyah Tembung
Tamat :
2005
Strata-1
: Departemen Biologi, FMIPA USU
Tamat :
2011
Strata-2
: Program Pascasarjana Biologi, FMIPA USU
Tamat :
2013
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada
Tanggal : 28 Agustus 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua
: Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc
Anggota
: 1. Prof. Dr. Erman Munir, M. Sc
2. Dr. It Jamilah, M. Sc
3. Dr. Ir. Yunasfi, M. Si
Lulus Pada Tanggal : 28 Agustus 2013
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Penelitian ini didanai oleh DITLITABMAS Dikti 2013 melalui Hibah Unggulan
Perguruan Tinggi Universitas Sumatera Utara. Terimakasih kepada Sekertaris Jendral
Pendidikan Tinggi (SEKJEN DIKTI) yang memberikan Beasiswa Unggulan.
Terimakasih disampaikan kepada Kepala Laboratorium Pusat Antar Universitas Institut
Pertanian Bogor (PAU) IPB dan kepada Kepala Balai Teknis Kesehatan Lingkungan
dan Pengendalian Penyakit Kelas I Medan (BTKL PPM Kelas I Medan) yang telah
memberikan fasilitas sebagian pekerjaan dalam tesis ini.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Assalamu`alaikum Wr. Wb
Segala puji dan syukur atas rahmat yang Allah SWT berikan kepada penulis sehingga
penulis bisa menyelesaikan tesis ini. Shalawat dan salam kepada junjungan kita nabi
besar Muhammad SAW. Dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan
terimakasih kepada segenap pihak, terutama:
1.
Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc selaku dosen pembimbing I dan Prof. Dr. Erman
Munir, M. Sc selaku dosen pembimbing II, atas segala bimbingan, pengarahan,
pelajaran hidup serta perhatian dan pengertian yang telah dibagikan sehingga
pengetahuan penulis dapat bertambah.
2.
Dr. It Jamilah, M. Sc selaku dosen penguji I dan Dr. Ir. Yunasfi, M. Si selaku
dosen penguji II yang telah bersedia menguji dan memberikan wawasan lebih
dalam kepada penulis.
3.
Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed selaku Ketua Prodi Program Pascasarjana
Biologi USU, Dr. Suci Rahayu, M. Si selaku Sekretaris Prodi Program
Pascasarjana Biologi USU yang telah banyak memberi nasihat, masuk kan dan
membantu penulis dalam menyelesaikan kuliah pascasarjana.
4.
Bapak dan Ibunda tercinta yang selalu mendampingi, sabar dan selalu berdo`a buat
penulis, serta kakanda penulis tersayang : Muhammad Safi’i, Siti Laila, Siti
Zaleha, Siti Patimah, Muhammad Jurpi, adinda-adinda penulis tersayang :
Muhammad Irmam, Siti Sarah, Siti Hamidah, Siti Nurjanah, Nining, Kakak Ipar
Sri Hariyani, Neni, Syahrizal, Selamat Purwadi dan Dodi, Ramli yang selalu
berdo’a dan memberi motivasi.
5.
Keluarga besar Laboratorium Mikrobiologi dan Biokimia PAU IPB Bogor,
terutama kepada Prof. Dr. Ir. Maggy Thenawidjaja Suhartono, Ika Malika, STP
terimakasih atas kerendahan hati yang telah menerima penulis penelitian.
Universitas Sumatera Utara
6.
Keluarga besar Laboratorium Mikrobiologi USU, terutama kepada Ibu Nunuk
Priyani, M. Sc, serta asisten Laboratorium Mikrobiologi FMIPA USU yang selalu
memberi motivasi kepada penulis.
7.
Keluarga besar Laboratorium Biologi dan Laboratorium Kimia BTKL-PP Kelas 1
Medan, terimakasih atas kerendahan hati yang telah menerima penulis penelitian.
8.
Keluarga besar administrasi Pascarjana Biologi USU dan seluruh staf yang telah
bersabar menguruskan administrasi penulis selama kuliah.
9.
Teman-Teman penerima Beasiswa Unggulan Sekjen Dikti 2011 dan teman-teman
pascasarjana biologi 2011 yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu,
terimakasih atas motivasi yang telah diberikan.
10. Kepada Jane Melita Keliat, S. Si, Rivo Hasper Dimentha, S. Si, Galih Ari Wirawan
Siregar, SP dan Dwi Putri Ramadhani, S. Si terimakasih atas motivasi dan
kebersamaannya. Keluarga Besar Nenek Neng dan Tante Fifi, Amd di Jakarta, dan
Keluarga besar Mama Uda Poni Ketaren, SS di Bekasi atas motivasi dan
pengertiannya selama saya berada di Bogor.
11. Pihak-pihak lain yang sudah sangat membantu penulis dalam perencanaan,
pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini.
Semoga tulisan ini bermanfaat dan menambah wawasan pembaca sekalian
dan penulis berharap penelitian dibidang mikrobiologi terus berkembang serta
dapat digunakan untuk kesejahteraan manusia.
Wassalamu`alaikum Wr. Wb.
Medan, Agustus 2013
Siti Maimunah
Universitas Sumatera Utara
KARAKTERISASI ENZIM KITINASE DARI Bacillus sp. BK17, ISOLAT
POTENSIAL PENGENDALI HAYATI JAMUR PATOGEN TANAMAN
ABSTRAK
Karakterisasi kitinase yang meliputi pH dan suhu optimum, Km dan Vmax telah dipelajari
dari isolat Bacillus sp. BK17. Kitinase kasar dari isolat yang dikultur dalam medium
garam minimum dengan kitin koloidal cair selama 5 hari dipresipitasi dengan beberapa
konsentrasi amonium sulfat. Aktivitas kitinase tertinggi didapatkan pada presipitasi
amonium sulfat 50% dengan aktivitas spesifik sebesar 0,545 Unit. Aktivitas enzim
optimum pada pH 6 dan suhu 35 oC yaitu sebesar 0,0750 U/ml. Kitinase Bacillus sp.
BK17 memiliki aktivitas sebesar 0,0112 U/ml pada gerusan miselium Sclerotium
rolfsii. Enzim ini memiliki Km sebesar 0,46 g dan Vmax sebesar 158,73 g.
Kata kunci: Bacillus sp., Kitinase, Sclerotium rolfsii.
Universitas Sumatera Utara
CHARACTERIZATION OF CHITINASE OF Bacillus sp. BK 17,
A POTENTIAL ISOLATE FOR CONTROLLING PLANT PATHOGENIC
FUNGI
ABSTRACT
Characterization of chitinase of including pH and temperature, Km and Vmax of
Bacillus sp. BK 17 has been conducted. Crude extract of Bacillus sp. BK17 growing in
minimum salt medium with colloidal chitin for 5 days was precipited with ammonium
sulphate. Optimum chitinase activity was found in 50% ammonium sulphate
precipitation with specific activity of 0.545 Units. Chitinase activity in homogenated
mycelia of Sclerotium rolfsii was 0.0012 U/ml. The Km and Vmax of the enzyme was
0.46 µg and 158.72 µg, respectively.
Keywords: Bacillus sp. BK 17, Chitinase, Sclerotium rolfsii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
iii
iv
v
vii
viii
ix
KATA PENGANTAR
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
DAFTAR LAMPIRAN
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Tujuan Penelitian
1.4 Manfaat Penelitian
1
1
2
2
2
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kitin dan Kitinase
2.2 Mikroorganisme Penghasil Enzim Kitinase
2.3 Manfaat Enzim Kitinase
2.4 Presipitasi Menggunakan Amonium Sulfat
2.5 Karakterisasi Aktivitas Enzim Kitinase
2.6 Kinetika Enzim Berupa Parameter Km dan Vmaks
3
3
4
5
6
6
7
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
3.2 Bahan dan Alat
3.3 Isolat Mikroba dan Persiapan Kultur Bakteri
3.4 Produksi Enzim Kitinase Bacillus sp. BK17
3.5 Presipitasi Enzim dengan Amonium Sulfat
3.6 Dialisis
3.7 Pengukuran Aktivitas Kitinase Bacillus sp. BK17
3.8 Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Kitinase Bacillus sp.
BK17
3.9 Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Kitinase Bacillus sp.
BK17
3.10 Pengukuran Kinetika Enzim Kitinase Bacillus sp. BK17
3.11 Penentuan Konsentrasi Protein Bacillus sp. BK17
9
9
9
10
11
11
12
12
13
13
14
14
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
BAB 5
3.12 Penentuan Aktivitas Enzim Kitinase Bacillus sp. BK17
Dengan Substrat Gerusan Jamur
14
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Profil Produksi Kitinase Selama Pengkulturan Bacillus
sp. BK17
4.2 Aktivitas Kitinase Dengan Beberapa Konsentrasi
Amonium Sulfat
4.3 Dialisis Enzim Kitinase Hasil Presifitasi Amonium
Sulfat
4.4 Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Enzim Kitinase Setelah
Dialisis
4.5 Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Kitinase Setelah
Didialisis
4.6 Perbandingan Aktivitas Kitinase Setelah Didialisis
Antara Substrat Miselium Sclerotium rolfsii Dan
Koloidal Kitin
4.7 Kinetika Enzim Kitinase Bacillus sp. BK17
16
16
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
25
25
25
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
17
19
20
21
22
24
26
33
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1
Gambar 2
Gambar 3
Gambar 4
Gambar 5
Gambar 6
Gambar 7
GAMBAR
Halaman
Struktur kitin yang terdiri atas monomernya GlcNAc
3
Gooday (1990)
Pertumbuhan sel (OD600) dan aktivitas kitinase U/ml
16
Bacillus sp. BK17 yang diinkubasi selama 7 hari
pada media MGMK cair + yeast
Perbandingan antara aktivitas kitinase supernatan
18
dan aktivitas kitinase endapan dari Bacillus sp. BK17
setelah dipresipitasi menggunakan amonium sulfat
Pengaruh pH (penyangga asetat pH 4-6, penyangga
20
fosfat pH 7, dan penyangga Tris-HCl pH 8) terhadap
aktivitas enzim kitinase U/ml setelah dialisis
Pengaruh suhu terhadap aktivitas kitinase U/ml
21
setelah didialisis pada 50 mM penyangga pH 6
Perbandingan aktivitas kitinase setelah didialisis
23
pada suhu 35 ˚C dan pH 6 antara substrat miselium
Sclerotium rolfsii dan substrat koloidal kitin
Nilai Km dan Vmaks enzim kitinase Bacillus sp. BK17
24
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
TABEL
Tabel 1
Halaman
Tingkat kemurnian enzim kitinase Bacillus sp. BK17
19
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Lampiran 2
Lampiran 3
Lampiran 4
Lampiran 5
Lampiran 6
Lampiran 7
Lampiran 8
Lampiran 9
LAMPIRAN
Alur Kerja Penelitian
Pembuatan
Konsentrasi
N-acetyl-D-glukosamin
(GlcNAc)
Persamaan Lineawer-Burk
Penentuan Standar Bovin Serum Albumin (BSA)
Komposisi Medium
Pembuatan Larutan Schales
Uji Aktivitas Kitinase Modifikasi Spindler (1997)
Metode Penentuan Kadar Protein (Bradford 1976)
Komposisi Reagen Bradford dan Pembuatan Ragen
Bradford
Halaman
33
34
36
37
38
39
40
42
43
Universitas Sumatera Utara