Pengaruh Penambahan Glukosa dan Galaktosa terhadap Aktivitas Endo-³- 1,4-D-xilanase Rekombinan (XynBTN63D) dalam Saccharomyces Cerevisiae BJI824

Abstract

Endo-³-1,4-D-xilanase (EC 3.2.1.8) merupakan enzim xilanolitik yang mampu menghidrolisis ikatan ³-(1,4)-xilosidik pada xilan menghasilkan xilooligosakarida (XOS) seperti xilobiosa dan xilotriosa. Gen rekombinan xynBTN63D yang berasal dari sistem abdominal rayap telah diekspresikan secara ekstraseluler pada Saccharomyces cerevisiae BJ1824 menggunakan plasmid pYHM1-xynBTN63D dengan promoter GAL1 yang diinduksi oleh galaktosa. Produksi XOS secara industri memerlukan biaya tinggi, sehingga diperlukan pengaturan komposisi sumber karbon untuk memperoleh pertumbuhan sel dan aktivitas enzim yang optimal. Penelitian ini bertujuan menentukan pengaruh variasi glukosa terhadap pertumbuhan S. cerevisiae BJ1824 rekombinan serta pengaruh penambahan galaktosa terhadap aktivitas endo-³-1,4-D-xilanase dan produk hidrolisis xilan yang dihasilkan. Media yang digunakan adalah YPG sebagai media kontrol dan YMin sebagai media minimal dengan komposisi yeast ekstrak 0,5% (b/v), KH2PO4 0,5% (b/v), (NH4)2SO4 0,2% (b/v), dan MgSO4·7H2O 0,04% (b/v). Variasi glukosa yang digunakan adalah 0%; 0,5%; 1%; dan 2% (b/v), sedangkan variasi galaktosa yang digunakan adalah 0%; 0,2%; 0,5%; dan 1% (b/v). Pertumbuhan kultur diamati menggunakan OD600 hingga 96 jam. Aktivitas enzim ditentukan dengan metode DNS (Miller) menggunakan substrat Beechwood xylan, kadar protein dianalisis dengan metode Bradford, dan produk hidrolisis dianalisis secara kualitatif menggunakan Kromatografi Lapis Tipis (KLT) dengan standar xilosa (X1), xilobiosa (X2), dan xilotriosa (X3). Hasil pengujian menunjukkan bahwa glukosa 0,5% memberikan pertumbuhan S. cerevisiae BJ1824 rekombinan stabil dibandingkan konsentrasi glukosa lainnya. Penambahan galaktosa meningkatkan aktivitas endo-³-1,4-Dxilanase, dengan galaktosa 1% (b/v) menghasilkan aktivitas tertinggi. Aktivitas enzim meningkat setelah fase eksponensial dan mencapai kondisi optimum pada 48372 jam setelah induksi. Analisis kadar protein menunjukkan bahwa sampel crude enzyme mengandung protein total yang tidak seluruhnya merupakan xilanase aktif, sehingga peningkatan kadar protein tidak selalu berbanding lurus dengan peningkatan aktivitas enzim. Hasil analisis KLT menunjukkan bahwa lane standar campuran X1, X2, dan X3 menghasilkan tiga zona migrasi yang berbeda, sedangkan sampel hasil hidrolisis menunjukkan bercak yang dominan sejajar dengan xilobiosa (X2) dan sebagian mendekati xilotriosa (X3), sementara bercak pada posisi xilosa (X1) tidak tampak dominan. Hal tersebut menunjukkan bahwa produk hidrolisis xilan didominasi oleh xilooligosakarida berantai pendek, sesuai dengan karakteristik endo-³-1,4-D-xilanase yang memotong rantai xilan pada bagian internal dan menghasilkan XOS sebagai produk utama. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa media YMin dengan glukosa 0,5% dan induksi galaktosa 1% merupakan kondisi terbaik untuk pertumbuhan dan aktivitas endo-³-1,4-D-xilanase rekombinan (XynBTN63D) pada S. cerevisiae BJ1824, serta menghasilkan produk hidrolisis berupa xilobiosa yang berpotensi dikembangkan sebagai xilooligosakarida (XOS) kandidat prebiotik.