Peptida Bioaktif dari Tempe: Telaah Bioinformatika dan Karakterisasi.

Abstract

Dalam dekade terakhir ini, peptida yang memiliki peran sebagai pangan fungsional menjadi sorotan menarik. Berbagai penelitian menyebutkan beberapa peran fungsional peptida bioaktif di antaranya sebagai antihipertensi, antioksidan, antimikroba, antitrombotik, antiadipogenik (antiobesitas), antikanker, aktifitas opioid, antihiperkolesterol, immunomodulator dan antidiabet (kencing manis). Sekuen asam amino yang memiliki peran fungsional dalam peptida bioaktif sudah cukup banyak dilaporkan. Pola sekuen asam amino dalam fragmen peptida tersebut diperkirakan terkait dengan mekanisme fungsional dari peptida-peptida tersebut. Salah satu cara memproduksi peptida bioaktif adalah dengan proses fermentasi. Produk fermentasi asli Indonesia yang sudah dikenal adalah tempe. Penelitian ini bertujuan menelaah karakteristik in silico (bioinformatika) dan in vitro peptida bioaktif yang mungkin terdapat di dalam tempe dari berbagai jenis produsen serta memperkirakan pembuatan tempe yang menghasilkan peptida bioaktif yang optimal. Penelitian ini menunjukkan bahwa kehadiran suatu asam amino tidak cukup dalam mencirikan suatu sifat fungsional pada peptida bioaktif, seperti kehadiran residu asam amino gugus aromatik dan alifatik pada peptida yang memiliki sifat antihipertensi dan antioksidan serta residu asam amino bergugus kation pada peptida yang memiliki sifat antimikroba. Parameter yang dibangkitkan dari peptida bioaktif meliputi panjang sekuens, berat molekul, titik isoelektrik, muatan bersih dan hidrofobisitas secara simultan dapat digunakan untuk mencirikan sifat fungsional peptida bioaktif. Hasil ini dapat menjadi pintu bagi pengungkapan sifat fungsional peptida dengan menggunakan sifat fisik dan kimianya. Proses fermentasi kedelai menjadi tempe dapat menjadi sumber peptida bioaktif yang potensial. Penelitian ini mengungkap bahwa karakteristik dan proses produksi yang berbeda dari produsen tempe mempengaruhi peptida bioaktif yang dihasilkan. Peptida bioaktif kecil dengan berat molekul kurang dari 1.000 Da ditemukan pada ketiga sampel tempe dari produsen dengan tingkat sanitasi berbeda. Jumlah peptida bioaktif yang dihasilkan oleh produsen yang memiliki tingkat sanitasi yang baik (sebesar 60%) lebih tinggi dibandingkan dengan jumlah peptida bioaktif yang dihasilkan produsen yang memiliki tingkat sanitasi yang sedang dan kurang (masing-masing sebesar 43% dan 34%). Hal ini diduga terkait dengan starter tempe yang lebih murni, peralatan yang bersih yang digunakan dan blanching yang dilakukan sebelum inokulasi selama produksi tempe. Sebagian besar peptida bioaktif yang dihasilkan oleh ketiga produsen adalah peptida dengan sifat antihipertensi, antidiabetik, antioksidan dan antitumor. Telaah in silico yang dilakukan pada penelitian ini menunjukkan bahwa jumlah dan jenis peptida yang dihasilkan menggunakan aplikasi PeptideCutter dipengaruhi oleh banyaknya enzim dan panjang residu asam amino yang dimiliki oleh protein simpanan kedelai. Simulasi I menggunakan kompleks enzim protease yang dihasilkan oleh Lactobacillus sp. dan Rhizopus oligosporus yaitu Asp N Endopeptidase, Asp N Endopeptidase + N terminal Glu; Glutamyl endopeptidase, Proline endopeptidase dan Tripsin. Adapun simulasi II menggunakan kompleks enzim yang dihasilkan oleh Lactobacillus sp., Rhizopus oligosporus, dan Klebsiella pneumonia yaitu Asp N Endopeptidase, Asp N Endopeptidase + N terminal Glu, Glutamyl endopeptidase, Proline endopeptidase, Tripsin dan Chymotripsin. Penelitian ini juga menunjukkan bahwa peptida bioaktif hasil pemotongan dengan PeptideCutter sebagian besar memiliki peran fungsional sebagai antihipertensi, antidiabetik, dan antioksidan, di samping beberapa sebagai antitumor dan pengatur aliran ion. Jumlah peptida bioaktif hasil pemotongan kompleks enzim simulasi II (58 peptida bioaktif) lebih banyak dibandingkan kompleks enzim simulasi I (41 peptida bioaktif). Peptida hasil pemotongan dengan PeptideCutter yang memiliki sifat fungsional hampir seluruhnya berbentuk dipeptida, hanya ada tiga peptida yang berbentuk tripeptida yaitu tripeptida LLF (Glycinin G1), VVF (Glycinin G5) dan RHK (-conglycinin rantai ). Telaah in vitro dan in silico (bioinformatika) yang dilakukan pada penelitian ini menunjukkan bahwa jumlah peptida yang dihasilkan dalam analisis in silico lebih banyak dibandingkan secara in vitro (fermentasi). Prosen jumlah peptida bioaktif yang teridentifikasi melalui in vitro lebih banyak dari pada secara in silico. Variasi panjang sekuen peptida bioaktif yang dihasilkan secara in vitro juga lebih besar dibandingkan secara in silico. Oleh karena itu, bioinformatika dapat bermanfaat memberikan gambaran umum peptida yang dapat dihasilkan dari proses hidrolisis secara in silico, dan dapat memprediksi sifat fungsionalnya. Keterbatasan jumlah enzim yang tersedia di dalam aplikasi secara in silico menyebabkan belum bisa menggambarkan kondisi hidrolisis yang riil dalam fermentasi kedelai menjadi tempe.