Perpustakaan Digital ITB

Pati merupakan sumber karbohidrat bagi tubuh manusia. Pati dihasilkan dari proses fotosintesis tumbuhan yang disimpan dalam jangka waktu panjang. Tanaman penghasil pati seperti beras, jagung, dan kentang telah banyak dibudidayakan oleh manusia. Saat ini, pati banyak dimanfaatkan di dunia industri seperti industri makanan, tekstil, farmasi, dan kertas. Dalam pengolahannya, pati umumnya didegradasi menjadi oligosakarida yang selanjutnya dapat dimanfaatkan sesuai dengan kebutuhannya. Karena sifatnya yang semikristalin, granula pati harus dipecah agar mudah dihidrolisis melalui proses pemanasan yang disebut gelatinisasi. Proses hidrolisis pati dapat dilakukan menggunakan asam dan pemanasan, namun banyak industri beralih menggunakan reaksi enzimatis karena lebih ramah lingkungan, bekerja secara spesifik, dan dibutuhkan dalam jumlah yang kecil. ?-Amilase (EC 3.2.1.1) merupakan enzim yang mengatalisis reaksi hidrolisis pati dengan memutus ikatan ?-1,4-glikosidik. ?-Amilase dihasilkan oleh banyak organisme salah satunya Bacillus megaterium NL3 yang hidup di Danau Kakaban, Kalimantar Timur, Indonesia. Organisme tersebut menghasilkan 3 jenis ?-amilase yaitu BmaN1, BmaN2, dan BmaN3. BmaN2 memiliki kemampuan mendegradasi pati mentah sehingga produk hidrolisis bisa diperoleh tanpa gelatinisasi. Selain itu BmaN2 tidak memiliki domain tambahan, starch binding domain (SBD), yang umumnya dimiliki oleh enzim pendegradasi pati mentah yang berfungsi untuk mengikat substrat dan membantu proses penetrasi ?-amilase. Namun diperkirakan BmaN2 memiliki residu yang berperan dalam pengikatan substrat yang disebut surface binding site (SBS) yaitu Tyr101, His141, Trp179, dan Trp198. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui peran dari dua residu yang diperkirakan sebagai SBS yaitu His141 dan Trp198 melalui uji aktivitas pati mentah dan analisis bioinformatika. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan mutasi pada gen pengkode histidin dan triptofan sehingga dihasilkan dua mutan BmaN2, yaitu W198F dan H141Q, dimana gen pengkode seluruh jenis bman2 telah diinsersi ke dalam vektor ekspresi pET30a. Semua jenis BmaN2 diproduksi di E. coli BL21(DE3) sebagai protein terlarut. Pemurnian BmaN2 dilakukan dengan kromatografi afinitas logam Co-NTA. BmaN2 wild type memiliki aktivitas spesifik terhadap 1% substrat terlarut sebesar 21,21 U/mg. Aktivitas spesifik mutan BmaN2 W198F dan H141Q terhadap 1% substrat berturut-turut mengalami penurunan sebesar 1,17% dan 59,78%. Selain itu, aktivitas BmaN2 H141Q terhadap 3% pati gandum dan kentang terhadap variasi waktu memiliki pola yang acak bila dibandingkan BmaN2 wild type dan BmaN2 W198F yang memiliki pola teratur seperti kurva Michaelis-Menten. Hasil docking antara substrat analog (ligan DAF), yang diperoleh dari ?-amilase yang berasal dari Hordeum vulgare, menunjukkan adanya interaksi yang hilang antar ?-amilase dengan substrat ketika His141 digantikan dengan glutamin. Sebaliknya, interaksi antara ?-amilase dengan substrat masih tetap terjaga ketika Trp198 digantikan dengan fenilalanin. Berdasarkan kedua jenis analisis tersebut, His141 merupakan kandidat kuat sebagai SBS, namun masih perlu dilakukan metode lain untuk mengkonfirmasi lebih lanjut peranan kedua residu tersebut, seperti analisis tetapan disosasi menggunakan instrumen Surface Plasmon Resonance (SPR).