kuliah teknologi enzim pak toto

TEKNOLOGI ENZIMTEKNOLOGI ENZIMTEKNOLOGI ENZIMTEKNOLOGI ENZIM

A. TOTO POERNOMOA. TOTO POERNOMO

KULIAH BIOTEKNOLOGI KULIAH BIOTEKNOLOGI BIT 331BIT 331

KULIAH BIOTEKNOLOGI KULIAH BIOTEKNOLOGI BIT 331BIT 331

APA ENZIM ITU ?APA ENZIM ITU ? Enzim adalah protein yang dibentuk Enzim adalah protein yang dibentuk

oleh sel organisme hidup, dengan oleh sel organisme hidup, dengan fungsi spesifik sebagai biokatalisator fungsi spesifik sebagai biokatalisator dalam proses sistem biologis.dalam proses sistem biologis.

Fungsinya mempercepat reaksi Fungsinya mempercepat reaksi kimiawi dengan menurunkan energi kimiawi dengan menurunkan energi aktivasiaktivasi dengan membentuk komplek dengan membentuk komplek enzim-substrat yang nantinya akan enzim-substrat yang nantinya akan terpecah menjadi enzim dan produk terpecah menjadi enzim dan produk

APA ENZIM ITU ?APA ENZIM ITU ?

ENZIM + SUBSTRAT ENZIM + SUBSTRAT -- ENZIM – SUBSTRAT ENZIM – SUBSTRAT -- ENZIM ENZIM + PRODUK+ PRODUK

Komplek enzim substrat terjadi pada daerah yang kecil Komplek enzim substrat terjadi pada daerah yang kecil dipermukaan yang disebut SIDE OF ACTION (SISI AKTIF)dipermukaan yang disebut SIDE OF ACTION (SISI AKTIF)

Asam amino ditemukan pada sisi aktif seperti :Asam amino ditemukan pada sisi aktif seperti : SERIN - –OH, Interaksi dengan substrat adalah ikatan SERIN - –OH, Interaksi dengan substrat adalah ikatan

hidrogenhidrogen SISTEIN –SH, Interaksi dengan substrat Jembatan disulfida SISTEIN –SH, Interaksi dengan substrat Jembatan disulfida

dan ikatan hidrogendan ikatan hidrogen HISTIDIN –IMIDAZOL, Interaksi dengan substrat Ikatan HISTIDIN –IMIDAZOL, Interaksi dengan substrat Ikatan

hidrogen dan elektrostatikhidrogen dan elektrostatik LISIN –NHLISIN –NH33++, , Interaksi dengan substrat ElektrostatikInteraksi dengan substrat Elektrostatik ARGININ -NHARGININ -NH33++, , Interaksi dengan substratInteraksi dengan substrat ElektrostatikElektrostatik ASAM ASPARTAT –COOASAM ASPARTAT –COO-- Interaksi dengan substrat Interaksi dengan substrat

ElektrostatikElektrostatik ASAM GLUTAMAT –COOASAM GLUTAMAT –COO-- Interaksi dengan substrat Interaksi dengan substrat

ElektrostatikElektrostatik

KLASIFIKASI ENZIMKLASIFIKASI ENZIM Saat ini lebih dari 2000 jenis Saat ini lebih dari 2000 jenis

enzim dengan aktivitas enzim dengan aktivitas berbeda dan telah diisolasi berbeda dan telah diisolasi dan dikarakterisasi.dan dikarakterisasi.

Diklasifikasikan dalam 6 Diklasifikasikan dalam 6 (enam) kategori berdasarkan (enam) kategori berdasarkan reaksi kimia yang dikatalisis reaksi kimia yang dikatalisis antara lain :antara lain :

KLASIFIKASI ENZIMKLASIFIKASI ENZIM OKSIDOREDUKTASE – mengkatalisis reaksi OKSIDOREDUKTASE – mengkatalisis reaksi

oksidasi reduksi (DEHIDROGENASE, oksidasi reduksi (DEHIDROGENASE, REDUKTASE, OKSIDASE)REDUKTASE, OKSIDASE)

TRANSFERASE – mengkatalisis pemindahan TRANSFERASE – mengkatalisis pemindahan gugus (GLUKOSILTRANSFERASE, gugus (GLUKOSILTRANSFERASE, AMINOTRANSFERASE, FOSFORILASE)AMINOTRANSFERASE, FOSFORILASE)

HIDROLASE – Mengkatalisis pemecahan HIDROLASE – Mengkatalisis pemecahan ikatan dengan penambahan air (hidrolisisis) ikatan dengan penambahan air (hidrolisisis) ( PROTEASE, AMILASE, GLIKOSIDASE) ( PROTEASE, AMILASE, GLIKOSIDASE)

LYASE – Mengkatalisis reaksi adisi gugus LYASE – Mengkatalisis reaksi adisi gugus pada ikatan rangkap ( ALDOLASE, pada ikatan rangkap ( ALDOLASE, HIDRATASE, DEKARBOKSILASE)HIDRATASE, DEKARBOKSILASE)

KLASIFIKASI ENZIMKLASIFIKASI ENZIM ISOMERASE – Mengkatalisis ISOMERASE – Mengkatalisis

penyusunan kembali secara penyusunan kembali secara intramolekuler ( RASEMASE, intramolekuler ( RASEMASE, MUTASE, CIS-TRANS ISOMERASE)MUTASE, CIS-TRANS ISOMERASE)

LIGASE – Mengkatalisis LIGASE – Mengkatalisis penggabungan dua molekul penggabungan dua molekul dengan mengeluarkan energi dengan mengeluarkan energi ( SINTETASE, KARBOKSILASE)( SINTETASE, KARBOKSILASE)75% LEBIH ENZIM YANG DIGUNAKAN UNTUK 75% LEBIH ENZIM YANG DIGUNAKAN UNTUK KEPERLUAN INDUSTRI ADALAH KEPERLUAN INDUSTRI ADALAH HIDROLASEHIDROLASE

PRODUKSI ENZIMPRODUKSI ENZIM Beberapa enzim masih diekstraksi Beberapa enzim masih diekstraksi

dari binatang seperti RENIN, dari binatang seperti RENIN, TRIPSIN, CHIMOTRIPSIN.TRIPSIN, CHIMOTRIPSIN.

Beberapa lagi berasal dari Beberapa lagi berasal dari tanaman seperti FICIN, PAPAIN, tanaman seperti FICIN, PAPAIN, BROMELAIN dan LIPOKSIGENASEBROMELAIN dan LIPOKSIGENASE

Saat ini enzim dihasilkan secara Saat ini enzim dihasilkan secara fermentasi dari mikroorganismefermentasi dari mikroorganisme

PRODUKSI ENZIMPRODUKSI ENZIM Beberapa alasan mengapa enzim Beberapa alasan mengapa enzim

diproduksi dari mikroorganisme :diproduksi dari mikroorganisme :1.1. Produksinya dapat diatur sesuai Produksinya dapat diatur sesuai

dengan kebutuhan.dengan kebutuhan.

2.2. Kecepatan pertumbuhan sel Kecepatan pertumbuhan sel mikroorganisme lebih cepat karena mikroorganisme lebih cepat karena mempunyai waktu generasi pendek mempunyai waktu generasi pendek sehingga produksi metabolitnya sehingga produksi metabolitnya lebih cepatlebih cepat

PRODUKSI ENZIMPRODUKSI ENZIM

3.3. Dapat dilakukan manipulasi sifat Dapat dilakukan manipulasi sifat genetika dan lingkungan genetika dan lingkungan pertumbuhanpertumbuhan

4.4. Jenis enzim sangat bervariasi Jenis enzim sangat bervariasi tergantung jenis mikroorganismetergantung jenis mikroorganisme

5.5. Biaya yang dibutuhkan relatif Biaya yang dibutuhkan relatif rendahrendah

6.6. Produksi dapat dilakukan secara Produksi dapat dilakukan secara kontinyukontinyu

PRODUKSI ENZIMPRODUKSI ENZIMEnzim mikrobia dibagi menjadi :Enzim mikrobia dibagi menjadi :

enzim intraselulerenzim intraseluler enzim ekstraselulerenzim ekstraseluler

Enzim IntraselulerEnzim Intraseluler menyerang substrat yg mempunyai berat menyerang substrat yg mempunyai berat

molekul rendahmolekul rendah substrat harus mudah masuk ke dalam selsubstrat harus mudah masuk ke dalam sel untuk pertumbuhan sel biasanya untuk pertumbuhan sel biasanya

diproduksi dalam jumlah besardiproduksi dalam jumlah besar biasanya diproduksi dalam bentuk selbiasanya diproduksi dalam bentuk sel

amobil amobil


Enzim IntraselulerEnzim Intraseluler kerugian produksi enzim intraseluler kerugian produksi enzim intraseluler

adalah terjadinya penurunan aktivitas adalah terjadinya penurunan aktivitas selama proses isolasiselama proses isolasi

kelemahan lainnya adalah tercampur kelemahan lainnya adalah tercampur dengan senyawa protein lain sehingga dengan senyawa protein lain sehingga sulit pemisahannyasulit pemisahannya

keuntungannya adalakeuntungannya adalahh pemisahan sel pemisahan sel dengan medidengan mediumum fermentasi lebih mudah fermentasi lebih mudah karena resiko tercampurnya subtrat lebih karena resiko tercampurnya subtrat lebih kecilkecil

PRODUKSI ENZIMPRODUKSI ENZIMEnzim Enzim EkstraselulerEkstraseluler semua enzim ekstraseluler tergolong semua enzim ekstraseluler tergolong

enzim hidrolase (dpt menyerang substrat enzim hidrolase (dpt menyerang substrat dengan BM yang besar mis. Casein)dengan BM yang besar mis. Casein)

tak dapat dikendalikan oleh sel setelah tak dapat dikendalikan oleh sel setelah keluar dari sel mikrobianyakeluar dari sel mikrobianya

dihasilkan dalam jumlah yang besardihasilkan dalam jumlah yang besar larut dalam mediumlarut dalam medium sifatnya lebih stabilsifatnya lebih stabil contoh : protease, amilase oleh contoh : protease, amilase oleh BacillusBacillus

spsp


Kultivasi dengan media/substrat padatCara ini terutama untuk produksi enzim dari jamur seperti produksi amilase, protease dari Aspergillus dan Mucor. Pektinase dari Penicillium dan Aspergillus serta selulase dari Trichoderma

Tehnik kultivasi dan media prduksi• kultivasi dengan media/substrat padat• kultivasi dengan media/substrat cair


Keuntungan :• Enzim yg dihasilkan setiap unit volume inkubasi relatif tinggi• Pengawasan proses lebih mudah dan tidak diperlukan tenaga yang

besar• Hasil ekstraksi dapat menghasilkan konsentrasi enzim yang tinggi• Hanya diperlukan peralatan yang sederhana

Kerugian :Prosesnya hanya dapat dilakukan secara “batch” (tidak terus menerus /tetap)


Kultivasi dengan media/substrat cair• proses fermentasi dengan media cair dapat dilakukan

dengan cara “batch” atau “continues”.• proses continues dapat dilakukan apabila semua kondisi

fermentasi sudah diketahui optimumnya• mempunyai kemudahan pada proses pengendalian pH, suhu,

komposisi media, pengadukan dan aerasi• waktu fermentasinya lebih pendek dibandingkan dengan

menggunakan substrat padat• mudah dalam hal pengembangan cara sterilisasi, peralatan

dan pengendalian kondisi fermentasinya


Proses preparasi produksi enzim mikrobia

preparasi inokulumo strain mikrobia dibiakan pada labu goyang

o pindahkan pada labu fermentasi yg lebih besar

o perpindahan inokulan harus pada fase eksponensial


Komposisi mediumo pada dasarnya harus berisi senyawa sumber

karbon, sumber nitrogen dan senyawa faktor tumbuh seperti vitamin dan mineral

o senyawa induser atau pemacu produksi enzim

o mineral merupakan pendukung sumber nitrogen, fosfor, sulfur dan kalsium

o air dan bahan dasar berisi ion logam atau dalam bentuk garamnya seperti garam Ca, Mg, Mn, Fe, Cu, Co, dan Mo

KEY WORDS :KEY WORDS :ENZYME TECHNOLOGY, INDUSTRIAL ENZYMES, ENZYME TECHNOLOGY, INDUSTRIAL ENZYMES,

ENZYME PRODUCTION, ENZYME APPLICATIONS, ENZYME PRODUCTION, ENZYME APPLICATIONS, PHARMA, (PHARMACEUTICAL, CHEMISTRY), PHARMA, (PHARMACEUTICAL, CHEMISTRY), BIOCATALYST ENGINEERING, BIOCATALYST BIOCATALYST ENGINEERING, BIOCATALYST PRODUCTION, ENZYME MICROBIAL PRODUCTION, PRODUCTION, ENZYME MICROBIAL PRODUCTION, (FERMENTATION), FLOW SHEET.(FERMENTATION), FLOW SHEET.

ENZYME ISOLATIONS, (FRACTIONATION, EXTRACTION, ENZYME ISOLATIONS, (FRACTIONATION, EXTRACTION, PURIFICATION,), PROTEIN PURIFICATION, PURIFICATION,), PROTEIN PURIFICATION, HOMOGENIZER, GEL FILTRATION, HOMOGENIZER, GEL FILTRATION, ELECTROPHORESIS, AMMONIUM SULPHATE, ELECTROPHORESIS, AMMONIUM SULPHATE, SELOPHANE, DEAE SELULOSE, SEPHADEX, FLOW SELOPHANE, DEAE SELULOSE, SEPHADEX, FLOW SHEETSHEET

kuliah teknologi enzim pak toto

Documents