Perpustakaan Digital ITB

Polyethylene terephthalate (PET) termasuk salah satu jenis plastik yang paling banyak digunakan karena sifat mekanik dan stabilitasnya yang sangat baik sehingga penggunaannya pun terus bertambah. Namun, penggunaan plastik tersebut secara terus menerus dapat mengakibatkan terjadinya akumulasi limbah yang sukar didegradasi dan dapat mencemari lingkungan. Pada tahun 2016, ditemukan spesies bakteri Ideonella sakaiensis yang mengekspresikan enzim PETase dan MHETase yang dapat mendegradasi PET. PETase memiliki stabilitas dan aktivitas yang lebih tinggi dibandingkan enzim pendegradasi PET lainnya, namun belum cukup memadai untuk diproduksi dalam skala industri. Pada penelitian sebelumnya, telah dirancang PETase mutan berupa PETase L117F/Q119Y/S121E/G165A/D186H/R280A/S214H/S238F secara in silico yang memiliki kestabilan yang lebih tinggi dan interaksi yang lebih kuat terhadap PET dibandingkan dengan PETase wildtype. Akan tetapi, hasil rancangan in silico tersebut belum diujicobakan secara in vitro. Oleh karena itu, dalam penelitian ini dilakukan optimasi konsentrasi & waktu induksi IPTG untuk memproduksi enzim PETase mutan pada Escherichia coli BL21 (DE3) pada suhu 37°C. Gen pengode protein PETase mutan dikloning ke dalam plasmid pET-22b(+) yang membawa sinyal peptida pelB dan ditransformasikan ke dalam sel E. coli BL21 (DE3). Ekspresi protein PETase mutan pada E. coli BL21 (DE3) dilakukan pada suhu 37°C dengan variasi durasi induksi (4, 8 dan 16 jam) dan variasi konsentrasi IPTG (0; 0,05; 0,1; 0,25; dan 0,5 mM) pada fraksi ekstraseluler dan intraseluler (terlarut dan tidak terlarut). Setelah itu, pita yang diduga sebagai protein target pada hasil visualisasi gel SDS PAGE dianalisis menggunakan ImageJ dan SPSS untuk melihat densitas relatif dan signifikasi variasi perlakuan. Aktivitas dari PETase mutan kemudian diuji menggunakan uji kolorimetri berbasis p-nitrofenil butirat (pNPB). Hasil transformasi terkonfirmasi melalui PCR dan sekueknsing DNA. Ekspresi yang paling tinggi ditemukan pada fraksi tidak terlarut, dengan konsentrasi IPTG sebesar 1 mM selama 4 jam. Hasil uji aktivitas tidak menunjukkan adanya aktivitas enzim pada fraksi ekstraseluler namun ditemukan aktivitas pada fraksi intraseluler dengan variasi 4 jam induksi dan 1 mM IPTG yang memiliki aktivitas tertinggi dengan delta absorbansi sebesar 0,15557. Walaupun protein yang dihasilkan pada fraksi tidak terlarut umumnya merupakan badan inklusi, tetap ditemukan aktivitas sehingga menunjukkan bahwa pembentukan dari badan inklusi tidak selalu menjadi suatu kerugian. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa pada penelitian ini PETase mutan tidak dapat diekspresikan secara ekstraseluler pada suhu 37°C namun dapat diekspresikan secara intraseluler dengan durasi 4 jam dan konsentrasi 1 mM IPTG sebagai variasi yang paling optimal. Penelitian lebih lanjut menggunakan suhu yang lebih rendah dapat dilakukan untuk memproduksi protein PETase mutan secara ekstraseluler.