Perpustakaan Digital ITB

Lipase banyak digunakan dalam industri sebagai biokatalis dalam memediasi reaksi konversi berbagai produk lipid seperti asam lemak dan biodiesel. Namun, biokatalis seperti lipase sebagian besar bersifat kurang stabil dan mudah mengalami denaturasi setelah diaplikasikan dalam periode relatif singkat, serta sulit untuk direnaturasi kembali. Salah satu cara untuk mengatasi masalah tersebut adalah dengan mengenkapsulasi enzim dengan biopolimer tertentu untuk memberikan perlindungan terhadap kondisi lingkungan yang dapat mendenaturasi enzim tersebut. Selain itu, enkapsulasi enzim memungkinkan pemulihan enzim agar dapat digunakan dalam reaksi lain. Salah satu bahan polimer yang banyak digunakan sebagai enkapsulator enzim adalah poli-(3-hidroksibutirat) atau PHB. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh enkapsulasi PHB terhadap stabilitas dan dinamika lipase pada tingkat atom dengan melakukan simulasi dinamika molekul (MD) pada berbagai tingkat gangguan termal. Pada penelitian ini, lipase Candida rugosa dipilih sebagai model enzim karena struktur 3D-nya telah tersedia di protein databank dengan kode pdb 1CRL, sedangkan struktur PHB dibangun dan dioptimalkan secara manual menggunakan MarvinSketch. Semua simulasi MD dilakukan dengan menggunakan GROMACS 2018, dengan medan gaya CHARMM36 untuk perhitungan energi potensialnya. Untuk mempelajari efek enkapsulasi, simulasi dilakukan pada lipase bebas PHB dan lipase terenkapsulasi PHB. Gangguan termal terhadap stabilitas dan dinamika kedua keadaan lipase disimulasikan dengan melakukan MD pada suhu 300 K, 350 K, dan 400 K. Semua simulasi dilakukan hingga 100 ns dengan langkah waktu integrasi 2 fs. Analisis trayektori MD menunjukkan bahwa lipase terenkapsulasi PHB memiliki stabilitas yang lebih baik terhadap gangguan termal daripada lipase bebas PHB. Molekul PHB tampaknya menjadi perisai terhadap gangguan termal, sehingga melindungi lipase dari gangguan tersebut. Lipase dari Candida rugosa memiliki substruktur lid yang dinamikanya harus dipertahankan untuk aktivitas enzim. Analisis yang difokuskan pada dinamika substruktur lid menunjukkan bahwa enkapsulasi PHB masih mempertahankan dinamika gerak substruktur ini, hasil ini menyarankan bahwa enkapsulasi tidak akan mempengaruhi aktivitasnya secara signifikan. Semua analisis di atas mengungkapkan bahwa PHB adalah biopolimer yang sesuai untuk enkapsulasi lipase