1 / 27

Xylanase (EC 3.2.1.8)

Presentasi Enzimologi (KI 5162) (November 2010). Xylanase (EC 3.2.1.8). Hartati (20510040) Institut Teknologi Bandung. Agenda Presentasi. Pendahuluan Isolasi Enzim Xylanase Pemurnian Enzim Xylanase Karakterisasi Enzim ; pH, Temperatur , Stabilitas Struktur Enzim Xylanase

perdy
Download Presentation

Xylanase (EC 3.2.1.8)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. PresentasiEnzimologi (KI 5162) (November 2010) Xylanase (EC 3.2.1.8) Hartati (20510040) InstitutTeknologi Bandung

  2. Agenda Presentasi • Pendahuluan • IsolasiEnzimXylanase • PemurnianEnzimXylanase • KarakterisasiEnzim; pH, Temperatur, Stabilitas • StrukturEnzimXylanase • Aplikasidalambidangindustri

  3. Pendahuluan • Hemiselolusamerupakankomponenterbanyakkeduasetelahselolusadidalamlimbahkayuatautanaman • Hemiselolusatersusunatas monomer D-xylosa, D-manosa, D-galaktosa, dan L-arabinosa • Xylan polimerorganik yang tersusunatas D-xylosasebagairantaiutama yang berikatanβ-(1→4) antarresidunya. • Rantaisampingterdiriatas L-arabinosa, asetil (O-3), glukoronat, 4-O-metilglukoronat, dan p-komaratsebagaigugussamping) Bastawde, 1992

  4. Pendahuluan (2) • Dalamduniaindustri, banyakmenggunakandanmenghasilkanlimbahxylan (industribleachingkertasdanpembuatanbioetanol) • Diperlukansuatuenzimuntukmendegradasixylantersebut menghasilkanprodukdengannilaijuallebih • Solusi  EnzimXylanase

  5. Pendahuluan (3) • Enzimxylanase mendegradasixylanmenjadixylobiosadanxylooligosakaridarantaipendek • Xylanase (EC 3.2.1.8) • KlasifikasiXylanase • Endo-β-(1→4)-D-Xylanase • Exo-β-(1→4)-D-Xylanase • Β-Xylosidase NomorEnzim Hidrolase Glikosidase Glikosilase

  6. IsolasiEnzimXylanase • Enzimxylanasedapatditemukandiorganismeprokariotikhinggaeukariotik • Bakterilautdancyanobacteria sumberpenghasilxylanase • Padabeberapapenelitian, produksixylanasedarimikroorganismetertentuharusdiinduksidengankeberadaanxylan. • Contoh: BakteriRayapPekerja, Reticuletermesxantonensis, danBacillus amyloliquefaciens

  7. Xylanasedapatdiisolasidarimikroorganismetermofilik, Bacillus amyloliquefaciens. • Alasanbakteritermofilik: • Tahanterhadaptemperaturtinggi aplikasiindustri • Biasanyamemiliki pH optimum diatas 7.0 (basa) • Sumberbakteriberasaldarisampeltanah (kondisiekstrem) yang telahdisuspensikedalam air steril .

  8. IsolasiEnzim Screening media padat (bacto-trypton), 65oC Screening media padat (xylan), 65oC Isolasikolonitunggal (kultur media cair) PemurnianEnzim ProduksiEnzim Analisisurutan 16S rRNA SDS-PAGE Isoelectric Focusing Analisis N-terminal urutanasam amino Ananlisis pH dan T optimum AnalisisAsam Amino Analytical Ultracentrifugation Circular Dichroism

  9. ProduksiXylanase (AnalisisPertumbuhan) • Profilpertumbuhan (▲) danaktivitasxylanase (■) Bacillus amiloliquefaciensMIR 32 dalam medium mengandung 10g/L xylandan 7.7g/L KNO3

  10. KomposisiAsam Amino • AnalisismenggunakanBiotronic 5000 Amino Acid Analyzer yang dilengkapidengankolomkromatografidengan resin penukar ion

  11. Karakter pH danTemperatur • Buffer yang digunakan: Sodium Sitrat (pH 3.0-6.0), Sodium Fosfat (pH 6.0-8.0) danGlisin-NaOH (pH 9.0-11.0). Aktivitas 100% = 11.7 U/mL • Aktivitas 100% untukvariasitemperatur 15.65 U/mL

  12. KinetikaReaksiEnzimatis

  13. EfekPenambahanZatterhadapAktivitasEnzim • Konsentrasi MnCl2 yang semakintinggiakanmenurunkanaktivitasenzim kemungkinan Mn2+berinteraksidenganresiduasam amino padasisiaktifsehinggamenyebabkanperubahankonformasi  enzimtidakaktif

  14. EstimasiAwalStrukturXylanase (CD) • Terdapat pita yang tajampadadaerah 198 nm danadanya pita melebarpadadaerah 220 nm  terdapatcampuranantarabentukα-heliksdanβ-sheet. • Analisis Self-Consistent  α-heliks, β-sheet, danβ-turn menunjukkanproporsi yang hampirsama

  15. AnalisisStrukturLanjut • Xylanasedapatdibagimenjadiduakelasbesar: Family 10 (F, 35 kDa) dan Family 11 (G, 20 kDa) • Family 10 (F) miripdenganβ-(1→3) danβ-(1→4) glukanase. • Katalitik domain berbentuksilindrisα∕β barrel dengansisikatalitikmenyempitpadabagianujung, dekatkarboksil terminal. • Bentukstruktur family 11  β-pleated diantaradua layer disekitarsisikatalitik.

  16. Family 11 (G) memilikikatalitik domain β-pleated sheets yang membentukdua layer disekitarsisikatalitik. • a) 1XNB dariBacillus circulans, b) 1XND Trichodermaharzanium

  17. SisiPengikatanXylopiranosa • Pengikatanxylopiranosaterjadijikaterdapattirosin yang bersebrangandengantriptofan. • Heliksxylanakandiposisikandanberadadiantara Tyr65 dan Tyr69

  18. Padatahapakhirdihasilkanxilobiosaatauxylotetraosa

  19. BentukStruktur Pita • Strukturendoxylanase I dariA. niger • Daerah β-sheet merupakandaerahpengikatansubstratdimanaterjadiinteraksihidrogenresiduxylosadengangugusaromatik • Residu yang conserved adalahglutamatresidu 79 dan 170

  20. SketsainteraksisisiaktifA. niger

  21. AplikasidalamBidangIndustri • Digunakanpadaindustrikertas sebagaipemutihkertas (Kraft Pulp Bleaching) danmenghilangkankromofor yang menyebabkankertasberwarna • Kraft cooking padaindustrikertasmengubahasam 4-O-metilglukoronat (MeGlcA) menjadiasam 4-deoxyhex-4-enuronic (HexA)  degradasidenganklorin • MeGlcAdangugusarabinosatidakterdegradasisehinggatertinggaldidalamsenyawa bleaching • Digunakanenzimxylanaseuntukmendengradasi

  22. KelebihanEnzimXylanase • Dalamindustri bleaching kertas, menghematpenggunaanklorinsekitar 20% • Ramah lingkungan • Produkkertas yang dihasilkanmemilikikualitas yang lebihbaik.

  23. Aplikasienzimxylanaselainnya: • Industrimakanan • Produksi wine • Industrikuedanroti • Degradasilimbahagrikultur • dll

  24. Kesimpulan • Xylanasemampumendegradasixilandanmenghasilkangula-gula yang lebihsederhana (xylobiosa, xilotetraosa, atauxylooligosakarida) bergantungpadajenisbakteripenghasilnya • Sisipengikatansubstratsangatditentukanolehresidutyrosindanglutamatpadasisikatalitiknya • Banyakdiaplikasikandiduniaindustridengankaraktersitikberupatermostabilenzimdanmemiliki pH basa

  25. Referensi • K.B. Bastawde. 1992. Xylan structure, microbial xylanase, and their mode of action. J. Mol.Biol • Ute Krengel and Bauke W. Djikstra. 1996. Three-dimensional structure of Endo-1,4-β-xylanase I from Aspergillusniger: molecular basis for its low and pH optimum. J.Mol.Biol • UgurUzuner, et al. 2010. Enzyme structure dynamics of xylanase I from Trichodermalongibrachiatum. BMC. Bioinformatics • Javier D. Breccia, et al. 1998. Purification and characterization of a thermostablexylanase from Bacillus amyloliquefaciens. Enzym and Microbial Tech. • Carlos alberto Martin Cordeiro, et al. 2002. Production and properties of Xylanase from thermophilic Bacillus sp. Brazilian Archives of Biology and Technology • Thomas W. Jaffries. 1996. Biochemistry and genetics of microbial xylanases. Biotechnology • BiduBattan, et al. 2007. Enhanced production of cellulase-free thermostablexylanase by Bacillus pumilusASH and its potential application in paper industry. Enzym and Microbial Tech.

  26. TerimaKasih

More Related