Karakterisasi Parsial dan Purifikasi Enzim Beta-glukosidase Thermotoga neapolitana Rekombinan

Abstract

Sakarifikasi adalah konversi selulosa menjadi glukosa untuk diproses lebih lanjut menjadi bioetanol. Sakarifikasi butuh enzim selulolitik yang salah satunya adalah beta-glukosidase. Enzim beta-glukosidase rekombinan dari bakteri termofilik T. neapolitana yang telah berhasil diekspresikan pada P. pastoris pada penelitian terdahulu. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan karakterisasi parsial dan purifikasi enzim beta-glukosidase T. neapolitana rekombinan. Uji aktivitas dan stabilitas enzim menggunakan glucose test kit yang mengukur kandungan glukosa hasil produk reaksi serta selubiosa sebagai substratnya. Enzim dipurifikasi dengan kromatografi kolom afinitas menggunakan resin Ni-NTA. Hasil menunjukkan bobot molekul dari enzim beta-glukosidase sebesar 53,66 kDa. Karakterisasi parsial menunjukkan pH dan suhu optimum enzim berada pada pH 6,5 dengan aktivitas 2,513 U/mL dan suhu 80℃ dengan 5,579 U/mL. Stabilitas dipertahankan diatas 50% selama 24 jam setelah terpapar pada pH 4,5 dan 7,5 serta 4 jam pada suhu 100℃. Nilai aktivitas spesifik enzim ekstrak kasar diperoleh sebesar 8,599 U/mg dan fraksi kolom sebesar 48,365 U/mg dengan tingkat kemurnian sebesar 6 kali.

Saccharification is cellulose conversion into glucose for further processing into bioethanol. This process requires cellulolytic enzymes, one of them is beta-glucosidase. Recombinant beta-glucosidase enzyme from thermophilic bacterium T. neapolitana has been successfully expressed in P. pastoris from previous works. This study aims to partially characterize and purify the recombinant T. neapolitana beta-glucosidase enzyme. Enzyme activity and stability test were measured using glucose test kit that quantify the glucose product of the reaction using cellubiose as the substrate. Enzymes were purified by affinity column chromatography using Ni-NTA resin. Results showed that the beta-glucosidase enzyme has a molecular weight of 53.66 kDa. Partial characterization showed that optimum pH and temperature were at pH 6.5 with a value of 2.513 U/mL and 80℃ with 5.579 U/mL. Enzyme activities were maintained stable above 50% after 24 hours exposure at pH 4.5 and 7.5 and 4 hours exposure at 100℃. Specific activity of crude extract enzyme was 8.599 U/mg and column fraction was 48.365 U/mg with a purity level of 6 times.