Perpustakaan Digital ITB

Polietilen tereftalat (PET) merupakan salah satu jenis plastik yang banyak digunakan karena memiliki sifat yang murah, ringan, dan kuat. Penggunaan plastik jenis ini secara terus menerus dapat menimbulkan dampak negatif yaitu terbentuknya limbah yang mengganggu dan merusak lingkungan karena sifat plastik PET yang sulit untuk didegradasi secara alami. Pada tahun 2016, telah ditemukan enzim yang mampu mendegradasi plastik yang berasal dari bakteri Ideonella sakaiensis yaitu enzim polietilen tereftalat hidrolase (PETase). Aplikasi enzim PETase ini dinilai akan bermanfaat dalam bidang industri sehingga telah dikembangkan PETase mutan yang memiliki sifat termostabil dan aktivitas yang baik pada penelitian sebelumnya. Dalam studi ini dilakukan pengujian lebih dalam lagi untuk mengetahui lebih lanjut aktivitas PETase mutan yang dikonstruksi secara in silico dan dibandingkan dengan wild type PETase. Pada penelitian ini, enzim PETase dikonstruksi menggunakan vektor pET22b(+) dan ditransformasikan pada Escherichia coli BL21 (DE3). Konfirmasi transformasi dilakukan melalui polymerase chain reaction (PCR) koloni, isolasi plasmid, PCR isolat plasmid, dan Sanger sekuensing. Enzim PETase diekspresikan dan dioptimasi pada fraksi ekstraseluler dengan variabel yang ditentukan yaitu konsentrasi isopropyl ?-d-1-thiogalactopyranoside (IPTG) (0; 0,25; 0,5; dan 1,0 mM) dan durasi induksi (8, 16, dan 24 jam). Ekspresi PETase dideteksi menggunakan SDS-PAGE dan dianalisis pita protein yang terbentuk dengan bantuan aplikasi ImageJ. Hasil ekspresi kemudian dipurifikasi menggunakan kolom Ni-NTA yang diikuti proses dialisis. Protein dilanjutkan dengan pengujian termostabilitas, aktivitas enzim, dan analisa western blot. Aktivitas PETase crude dan terpurifikasi diuji menggunakan substrat analog yaitu p-nitrofenil butirat (p-NPB) dan lembaran PET. Hasil penelitian ini didapatkan bahwa vektor pembawa gen PETase berhasil ditransformasikan dan dapat diekspresikan secara ekstraseluler melalui sistem jalur sekresi Sec pada Escherichia coli BL21 (DE3). Kondisi PETase wild type optimum untuk diekspresikan pada suhu 24°C yaitu dengan menggunakan konsentrasi IPTG sebesar 1 mM dan durasi induksi selama 16 jam. Sedangkan pada PETase mutan menggunakan konsentrasi IPTG sebesar 0,25mM dan durasi induksi selama 24 jam (P<0,05). Enzim PETase mutan memiliki sifat yang lebih termostabil dengan meningkatnya suhu leleh (Tm) sebesar 15,7°C menjadi 66°C. Enzim PETase mutan bekerja optimum pada suhu 60°C serta memiliki aktivitas dan sifat termostabil yang lebih baik dibandingkan dengan wild type. Aktivitas katalitik enzim PETase wild type pada PET membentuk pori dengan diameter 9.87 ?m dan luas 26.332 ?m2. Lalu, pada PETase mutan membentuk pori dengan diameter 12 ?m dengan luas 70.844 ?m2. Kesimpulan dari penelitian ini yaitu bahwa PETase mutan terkonfirmasi memiliki sifat yang lebih termostabil dan aktivitas katalitik yang baik dibandingkan dengan PETase wild type. Pada penelitian pengembangan enzim PETase ini diharapkan dapat mewujudkan pengolahan limbah plastik PET yang lebih baik dan menjadikan produk “zero waste”