Ekspresi Endo-Β-1,4-D-xilanase dalam Saccharomyces Cerevisiae Bj1824 (xynBTN63D) pada Berbagai Komposisi Nutrien Sebagai Kandidat Pengganti Media Produksi

Abstract

Endo-β-1,4-D-xilanase (EC 3.2.1.8) adalah enzim kelompok xilanase yang mampu mengkatalis reaksi hidrolisis xilan pada ikatan xilosidik β-(1,4). Endo-β 1,4-D-xilanase termasuk dalam keluarga Glukosidae Hidrolase (GH) yang umum ditemui dalam mikroorganisme seperti baakteri dan fungi. Endo-β-1,4-D-xilanase diperoleh dari sistem abdominal rayap yang kemudian dilakukan mutasi gen dalam sistem bakteri E. coli dan diperoleh gen rekombinan xynBTN63D. Gen mutan kemudian ditransformasikan dalam sistem fungi Saccharomyces cerevisiae BJ1824 dengan plasmid pESC dan pYHM1. Endo-β-1,4-D-xilanase dapat menghidrolisis xilan menghasilkan xilooligosakarida (XOS).XOS dari sistem Saccharomyces cerevisiae dapat dimanfaatkan sebagai prebiotik. Pemanfaatan XOS dalam skala besar membutuhkan biaya tinggi pada penggunaan media produksi dan substrat xilan. Penurunan biaya produksi dapat dilakukan dengan mengganti media produksi endo-β-1,4-D-xilanase awalnya adalah YPG. Pemilihan media produksi perlu memperhatikan kandungan sumber karbon (C), Nitrogen (N), dan induser Galaktosa. Media pengganti harus dapat menumbuhkan Saccharomyces cerevisiae BJ1824 dengan plasmid pESC dan pYHM1 dan mengekspresikan endo-β-1,4-D xilanase. Penelitian ini melalukan Pengujian ekspresi endo-β-1,4-D-xilanase dalam Saccharomyces cerevisiae BJ1824 rekombinan (xynBTN63D) pada berbagai komponen media sebagai kandidat pengganti media produksi. Media yang digunakan adalah YPG sebagai media kontrol, MTE (IDP000045023(2016)), dan YMin. Pertumbuhan isolat dalam variasi media produksi diukur menggunakan uji Optical Density (OD) selama 108 jam dengan selang waktu tertentu. Waktu optimum produksi endo-β-1,4-D-xilanase ditentukan menggunakan aktivitas spesifik enzim. Ekspresi xynBTN63D dianalisis menggunakan uji Bradford, SDS PAGE, dan uji aktivitas enzim xilanolitik. Hidrolisat endo-β-1,4-D-xilanase dengan substrat xilan dianalisis menggunakan KLT. Hasil pengujian menunjukkan isolat Saccharomyces cerevisiae BJ1824 rekombinan (xynBTN63D) dapat tumbuh pada media YPG, MTE, dan YMin. Fase stasioner dan kematian isolat pada media MTE dan YMin cukup lama yang dipengaruhi oleh terbentuknya koagulan. Aktivitas spesifik enzim diperoleh waktu optimum produksi endo-β-1,4-D- xilanase yaitu 72 jam untuk media YPG dan YMin, serta 84 jam untuk media MTE. Kadar protein yang diperoleh yaitu 0,945 mg/mL; 0,470 mg/mL; dan 0,712 mg/mL untuk isolat pESC-xynBTN63D, serta 0,917 mg/mL; 0,480 mg/mL; dan 0,683 mg/mL untuk isolat pYHM1-xynBTN63D. Pita elektroforegam SDS-PAGE menunjukkan adanya pita pada ±35 KDa, namun tidak muncul pita isolat pada media MTE. Aktivitas enzim xilanolitik pada kedua isolat dalam ketiga media produksi didominasi endo-β-1,4-D- xilanase. Produk xilooligosakarida pada seluruh sampel yaitu xilotriosa (X3). Media MTE memiliki biaya paling murah namun hasil pengujian lebih baik ketika isolat berada pada media YMin.