Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas dan Ekspresi Endo-β-1,4-Xilanase Rekombinan (XynBTN63D) dari Gen pESC-xynBTN63D dan pYHM1- xynBTN63D Dalam Escherichia coli BL21 (DE3)

Abstract

Endo-β-1,4-xilanase merupakan enzim xilanolitik yang mengkatalisis reaksi hidrolisis ikatan β-1,4 glikosidik xilan, menghasilkan xilooligosakarida (XOS). XOS merupakan prebiotik yang terbukti secara in vitro dapat meningkatkan pertumbuhan probiotik berupa Lactobacillus casei. Endo-β-1,4-xilanase yang terekspresi pada suhu 37°C dalam E. coli BL21 (DE3) cenderung membentuk badan inklusi yang mengurangi perolehan protein target terlarut. Ekspresi gen pengkode xilanase pada suhu lebih rendah dari 37°C akan meningkatkan protein terlarut dan menurunkan pembentukan badan inklusi. Oleh karena itu, dilakukannya ekspresi gen pada berbagai suhu induksi. Pada penelitian ini dilakukan ekspresi Endo-β-1,4-xilanase dari gen pESC-xynBTN63D dan pYHM1-xynBTN63D dalam Escherichia coli BL21 (DE3) dengan berbagai suhu induksi IPTG (suhu ekspresi) yakni 25, 30, 35, 37 dan 40ºC, sehingga dapat diketahui pengaruh suhu terhadap ekspresi Endo-β-1,4-xilanase. Hasil ekspresi XynBTN63D dari kedua plasmid dibagi menjadi dua yakni fraksi terlarut mewakili crude enzyme XynBTN63D dan fraksi tak terlarut mewakili badan inklusi XynBTN63D. Fraksi terlarut (crude enzyme) pada pESC dan pYHM1 dengan suhu induksi 25, 30, 35, 37 dan 40ºC memiliki pita protein XynBTN63D (±30kDa) dari hasil SDS-PAGE. Fraksi tak terlarut (renaturasi badan inklusi) pada pESC dengan suhu induksi 37 dan 40°C memiliki pita protein ±30kDa, sedangkan pada pYHM1 dengan suhu induksi 30, 35, 37 dan 40°C memiliki pita ±30kDa. Kadar protein kedua fraksi terlarut semakin tinggi seiring menurunnya suhu induksi, sedangkan kedua fraksi tak terlarut semakin rendah. Aktivitas spesifik enzim XynBTN63D pada fraksi terlarut dari plasmid pYHM1 semakin tinggi seiring menurunnya suhu induksi. Aktivitas spesifik fraksi terlarut pYHM1 tertinggi yakni pada suhu induksi 25°C sebesar 0,151 U/mg. Aktivitas enzim fraksi terlarut dari plasmid pESC belum dapat disimpulkan karena data kontrol enzim yang kurang tepat. Aktivitas enzim fraksi tak terlarut dari pYHM1 tidak terdeteksi pada suhu induksi 25°C, sedangkan dari pESC tidak terdeteksi pada suhu induksi 25, 30, 35 dan 37°C. Hal tersebut mengartikan suhu induksi 25°C menghasilkan enzim XynBTN63D yang memiliki aktivitas spesifik tertinggi dengan tanpa badan inklusi, namun sebaliknya untuk suhu induksi 40°C. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa semakin rendah suhu ekspresi maka semakin tinggi protein terlarut dan aktivitas spesifik enzim dengan minimum badan inklusi.