18
ii
MAKALAH BIOLOGI UMUM
" ENZIM PROTEASE "
OLEH KELOMPOK 3
EKKLESIA LURINGUNUSA (17051104013)
MEGASARI DITA DAUD (17051104014)
MOH. REZA PAPUTUNGAN (17051104015)
EVA YUSTACE TARINATE (17051104016)
CHRISTIAN D. SORONGAN (17051104017)
SRI RATNA MATULU (17051104018)
PERLINA TINANGGAL (17051104020)
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS SAMRATULANGI
MANADO
2017
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat limpahan rahmat dan karuniaNya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik, dengan judul makalah " Enzim Protease ".
Dalam penyusunan makalah ini, kami banyak mendapat tantangan dan hambatan. Akan tetapi, karena adanya kerja sama dan bantuan dari beberapa pihak tantangan itu bisa teratasi.
Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, baik dari bentuk penyusunan maupun materinya. Karena itu kami sangat membutuhkan kritik positif dan saran dari para pembaca.
Akhir kata semoga makalah ini dapat bermanfaat dan menjadi sumbangan pemikiran bagi kita semua, terutama pembaca.
Penyusun
Kelompok 3
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR i
DAFTAR ISI ii
BAB I PENDAHULUAN 1
A. Latar Belakang 1
B. Rumusan Masalah 3
BAB II PEMBAHASAN 4
A. Enzim 4
B. Enzim Protease 6
1. Klasifikasi Enzim Protease 8
2. Penghasil Enzim Protease 9
3. Bakteri Proteolitik 12
4. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim 13
5. Aplikasi Enzim Protease 16
BAB III PENUTUP 17
Kesimpulan 17
DAFTAR PUSTAKA 18
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Enzim merupakan biokatalisator, terdapat dalam semua sistem hidup. Enzim dapat mengaktifkan, mengkatalisis dan mengendalikan reaksi kimia yang penting untuk mempertahankan keberadaan organisme itu sendiri. Berbeda dengan katalisator kimia biasa, enzim mempunyai karakteristik yang sangat spesifik. Pada reaksi yang tidak dikatalisis enzim dapat terjadi macam-macam produk samping. Sedangkan pada reaksi yang dikatalisis enzim, hanya menghasilkan produk yang spesifik dari substrat yang spesifik pula (Voet & Voet, 2006).
Enzim protease merupakan enzim yang berfungsi menghidrolisis ikatan peptida pada protein menjadi oligopeptida dan asam amino. Protease dibagi menjadi protease serin, protease tiol, protease aspartat dan protease logam. Dewasa ini industri enzim telah berkembang pesat dan menempati posisi penting dalam bidang industri (Kamelia et al., 2005).
Kesadaran masyarakat terhadap masalah lingkungan yang semakin tinggi serta adanya tekanan dari para ahli dan pecinta lingkungan, menjadikan teknologi enzim sebagai salah satu alternatif untuk menggantikan berbagai proses kimiawi dalam bidang industri (Falch, 1991). Enzim merupakan katalisator pilihan yang diharapkan dapat mengurangi dampak pencemaran dan pemborosan energi karena reaksinya tidak membutuhkan energi tinggi, bersifat spesifik, dan tidak beracun (Aunstrup et al., 1979). Protease merupakan enzim penting dan memiliki nilai ekonomi yang tinggi karena aplikasinya yang sangat luas. Industri pengguna protease di antaranya ialah industri deterjen, kulit, tekstil, makanan, pengolahan susu, farmasi, makanan, bir, dan limbah (Moon dan Parulekar, 1993). Oleh karena itu, tidak mengherankan apabila protease yang digunakan mencapai 60% dari total enzim yang diperjualbelikan di seluruh dunia (Ward, 1985).
Berbagai jenis bakteri dan kapang dilaporkan mampu menghasilkan protease (Bacillus amylolique, B. licheniformis, B. subtilis, B. cereus, B. polymyxa, B. thermoproteolyticus, Mucor pucillus, M. miehei, Aspergillus oryzae, A. sojae dan^4. phoenicis), beberapa di antaranya telah digunakan dalam skala industri (Saono dan Basuki, 1978). Kapang M. javanicus mempunyai daya proteolitik yang kuat, sehingga dimungkinkan untuk dikembangkan sebagai salah satu kapang penghasil protease (Saono dan Basuki,1978).
Kendala utama penggunaan mikroba sebagai penghasil enzim dalam skala industri adalah tingginya biaya produksi yang diperlukan, karena terlalu rendahnya aktivitas protease yang didapatkan. Dengan pemilihan biak-biak terseleksi dan pemanfaatan komoditi pertanian yang murah, tersedia dalam jumlah yang berlimpah dan cocok untuk media pertumbuhan mikroba diharapkan dapat mengatasi kendala tersebut. Penelitian sebelumnya telah mengungkapkan bahwa tepung tapioka (ketela pohon) merupakan media yang baik untuk pertumbuhan kapang (Pangloli dan Satari, 1985). Mengingat bahan ini banyak diperoleh di Indonesia dengan harga yang murah untuk dikembangkan sebagai media dalam produksi enzim protease, maka dengan sedikit penambahan sumber nitrogen yang diperlukan diharapkan dapat mempertinggi rendemen protease yang dihasilkan.
Rumusan Masalah
Dalam penulisan makalah ini, terdapat beberapa rumusan masalah, yaitu :
Apa yang dimaksud dengan enzim ?
Apa yang dimaksud dengan enzim protease ?
Bagaimana enzim protease dapat dihasilkan ?
Mikroorganisme apa saja yang berperan dalam enzim protease ?
Bagaimana aktivasi enzim protease ?
Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi aktivitas enzim protease ?
Bagaimana pemanfaatan enzim protease dalam industri pangan ?
PEMBAHASAN
Enzim
Enzim merupakan senyawa berstruktur protein yang dapat berfungsi sebagai katalisator dan dikenal sebagai biokatalisator. Enzim berperan sebagai katalisator yang mengkatalisis reaksi-reaksi kimia yang terjadi dalam sistem biologis. Enzim dapat mengkatalisis sebuah reaksi yang secara reaksi kimia biasa tidak mungkin terjadi dan seperti halnya katalisator biasa, enzim juga tidak ikut bereaksi atau pun terurai menjadi produk reaksi.
Enzim dapat diperoleh dari sel-sel hidup dan dapat bekerja baik untuk reaksi-reaksi yang terjadi di dalam sel maupun di luar sel. Pemanfaatan enzim untuk reaksi-reaksi yang terjadi di luar sel Sekarang banyak diaplikasikan dalam dunia industri seperti industri makanan, detergen, penyamakan kulit, kosmetik, dll. Pemanfaatan enzim dapat dilakukan secara langsung menggunakan enzim hasil isolasi maupun dengan cara pemanfaatan mikroorganisme yang dapat menghasilkan enzim yang diinginkan.
Enzim dapat diperoleh dari makhluk hidup seperti hewan dan tumbuhan selain itu sumber enzim yang saat ini sangat dikenal dan banyak dimanfaatkan adalah mikroorganisme. Beberapa contoh enzim seperti bromelin sebagai protease bersumber dari tumbuhan yaitu nanas, papain sebagai protease dari pepaya, lisozim dari putih telur dan lain sebagainya. Meskipun banyak sumber enzim yang berasal dari hewan dan tumbuhan, namun sekarang pemanfaatan mikroorganisme sebagai sumber enzim lebih banyak diminati karena beberapa alasan. Adapun alasan-alasan tersebut antara lain, bahwa enzim dari mikroorganisme bisa dihasilkan dalam waktu yang sangat singkat bahkan dalam hitungan jam, proses produksinya bisa dikontrol, kemungkinan terkontaminasi oleh senyawa-senyawa lain lebih kecil, area produksi tidak harus luas, dan lain sebagainya.
Menurut (Agustina, 2004) ada berbagai macam enzim yang digunakan secara komersial berasal dari jaringan tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme yang terseleksi. Beberapa contoh enzim yang berasal dari hewan antara lain tripsin, rennet, lipase, dan kemotripsin. Selain dari hewan ada beberapa contoh yang bersumber dari tanaman seperti aktinidin, alfa amilase, beta amilase, bromelin, dan papain.
Enzim sebagai suatu senyawa yang berstruktur protein baik murni maupun tergabung dengan gugusan-gugusan kimiawi lainnya memiliki sifat yang sama dengan protein lain yaitu dapat terdenaturasikan oleh panas, terpresipitasikan/ terendapkan oleh senyawa-senyawa organik cair seperti ethanol dan aseton juga oleh garam-garam organik berkonsentrasi tinggi seperti ammonium sulfat, dan memiliki bobot molekul yang relatif besar sehingga tidak dapat melewati membran semi permeabel atau tidak dapat terdialisis.
Beberapa jenis enzim tidak memerlukan komponen lain atau tambahan untuk mencapai aktivitasnya, namun ada beberapa enzim memerlukan molekul non protein lainnya yang biasanya terikat kuat dengan molekul proteinnya. Molekul lain lain yang terikat dalam enzim tersebut dinamakan sebagai kofaktor. Kofaktor dapat berupa senyawa anorganik seperti ion-ion logam ( Mg2+, Mn2+, Fe2+, Zn2+, dsb), selain itu juga dikenal adanya istilah koenzim, koenzim adalah senyawa organik dengan bobot molekul rendah yang terikat pada bagian protein enzim. Sedangkan proteinnya sendiri dinamakan apoenzim. Enzim akan menjadi aktif apabila Apoenzim bergabung atau berikatan dengan kofaktor atau koenzim.
Molekul-molekul enzim merupakan katalis yang sangat efisien dalam mempercepat pengubahan substrat menjadi produk-produk akhir. Menurut Pelczar and Chan, 1986, satu molekul enzim tunggal dapat melakukan pengubahan sebanyak seribu molekul substrat perdetik. Kenyataan ini sekaligus menjelaskan bahwa molekul enzim tidak dikonsumsi ataupun mengalami perubahan selama proses reaksi berlangsung. Namun demikian ada bebrapa hal yang perlu diperhatikan bahwa enzim tidaklah stabil aktivitasnya dapat berkurang atau bahkan menghilang oleh berbagai pengaruh baik kondisi fisik maupun kimia seperti suhu, pH, dan lain sebagainya. Ada dua ciri yang mencolok dari enzim yaitu
efisiensi katalitiknya yang tinggi dan
derajat kekhususannya (spesifitas) yang tinggi terhadap substrat tertentu.
Enzim sebagai biokatalisator berstruktur protein dalam mekanisme kerjanya aktiitasnya dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu antara lain, pH, Suhu, konsentrasi substrat, konsentrasi enzim, kehadiran aktiator atau inhibitor.
Enzim Protease
Protease adalah enzim yang berfungsi untuk menghidrolisis ikatan peptida dari senyawa-senyawa protein dan diurai menjadi senyawa lain yang lebih sederhana (asam amino). Protease yang dipakai secara komersial seperti serine, protease, dan metalloprotease biasanya berasal dari Bacillus subtilis yang mempunyai kemampuan produksi dan sekresi enzim yang tinggi.
Kemajuan dalam bidang teknologi fermentasi, rekayasa genetika, dan teknologi aplikasi enzim menyebabkan penggunaan enzim dalam industri semakin meningkat. Enzim protease merupakan salah satu enzim yang penting dalam aplikasi bioteknologi dan industri. Enzim protease berperan dalam degradasi protein. Enzim ini dapat dihasilkan oleh mikroorganisme secara ekstraseluler, serta mempunyai peranan yang penting dalam metabolisme sel dan keteraturan proses dalam sel (Ward, 1983 dalam Sugiyono, 2008: 157).
Protease merupakan satu diantara tiga kelompok enzim komersial yang diperdagangkan dengan nilai mencapai 60% total penjualan enzim yang aplikasinya sebagai katalisator hayati, digunakan di dalam industri pangan, detergen dan kulit (Suhartono, 2000). Protease memegang peran utama didalam banyak fungsi hayati, mulai dari tingkat sel, organ sampai organisme, yaitu dalam melangsungkan reaksi metabolisme, fungsi regulasi dan reaksi-reaksi yang menghasilkan sistem berantai (cascade) untuk menjaga normal homeostatis maupun kondisi patofisiologis abnormal serta proses kematian sel terencana (Rao dkk., 1998).
Pasar yang luas dan sumber daya alam yang mendukung merupakan peluang berharga bagi pengembangan industri enzim di Indonesia. Di Indonesia kebutuhan akan enzim protease semakin meningkat, namun kebutuhan ini masih tergantung pada produksi impor. Salah satu cara mengantisipasi ketergantungan terhadap impor tersebut adalah dengan mengupayakan untuk memproduksi enzim protease dengan mengoptimalkan pemanfaatan sumber daya hayati yang dimiliki oleh Indonesia (Suhartono, 2000).
Enzim protease yang digunakan dalam bidang industri umumnya dihasilkan oleh mikroorganisme. Penggunaan mikroorganisme untuk produksi enzim, khususnya protease mempunyai beberapa kelebihan, diantaranya mudah diproduksi dalam skala besar, waktu produksi relatif pendek, serta dapat diproduksi secara berkesinambungan dengan biaya yang relatif rendah (Thomas, 1984). Keunggulan lainnya adalah mikroorganisme dapat hidup dan berkembang biak dalam media limbah pertanian yang relatif lebih murah. Adanya mikroorganisme unggul merupakan salah satu faktor penting dalam usaha produksi enzim (Stanbury dan Whitaker, 1984).
Klasifikasi Enzim Protease
Hartley (1960) membagi protease menjadi 4 golongan:
Protease serin,
Memiliki residu serin dalam lokasi aktifnya.
Bersifat endopeptidase
Yang termasuk enzim ini: tripsin, kimotripsin, elastase dan subtilin
Protease sulfihidril (Thiol) atau Sistein
Memiliki residu sulfhidril pada lokasi aktif
Kerja enzim ini dapat dihambat oleh senyawa oksidator, alkilator dan logam berat
Yang termasuk enzim ini : protease dari tanaman dan mikroba seperti papain, fisin dan bromelin
Protease metal
Keaktifannya tergantung pada adanya metal dengan hubungan stoikiometrik 1 mol metal/1 mol enzim
Dapat dihambat oleh EDTA (Ethlene Diamine Tetra Acetic Acid) dimana dapat mengkelat metal sehingga keaktifan enzim hilang/berkurang.
Yang termasuk enzim ini : karboksipeptidase untuk beberapa aminopeptidase
Protease asam atau aspartat
Enzim yang pada lokasi aktifnya terdapat dua gugus karboksil
Aktif pada pH rendah
Keaktifannya dapat dihambat oleh p-bromofenasilbromida.
Yang termasuk enzim ini : pepsin, renin dan protease kapang.
Penghasil Enzim Protease
Enzim protease dapat dihasilkan dari berbagai sumber, yaitu bakteri, jamur, virus, tumbuhan, hewan dan manusia. Protease yang dihasilkan dari berbagai bakteri kebanyakan bersifat basa dan netral, sedangkan protease yang dihasilkan oleh berbagai jamur dapat bersifat asam, netral, dan basa (Rao et al., 1998).
Protease tumbuhan yang dikenal antara lain papain (pepaya) dan bromelain (nanas).
Protease dari hewan yang telah umum adalah tripsin, kimotripsin, pepsin dan renin.
Berbagai jenis bakteri dan kapang yang mampu menghasilkan protease seperti Bacillus amylolique, B. licheniformis, B. subtilis, B. cereus, B. polymyxa, B. hermoproteolyticus, Mucor pusillus, M. miehei, Aspergillus orizae,A,sojae dan A. phoenicis.
Salah satu sumber penghasil enzim protease yang banyak diteliti adalah bakteri. Pemilihan bakteri sebagai sumber enzim protease disebabkan beberapa alasan yaitu:
bakteri lebih mudah tumbuh dengan kecepatan yang lebih cepat dibandingkan makhluk hidup lainnya.
skala produksi enzim mudah ditingkatkan.
biaya produksi enzim relatif rendah.
kondisi produksi tidak tergantung pada musim dan waktu proses produksi enzim lebih pendek (Poernomo, 2004).
Untuk memproduksi enzim protease dari bakteri, diperlukan proses pencarian, identifikasi dan isolasi galur unggul, yaitu galur yang menghasilkan enzim protease dalam jumlah dan aktivitas yang lebih tinggi. Selain itu, kondisi produksi juga perlu dikontrol dengan mengoptimasi berbagai faktor yang mempengaruhi laju pertumbuhan dan laju produksi enzim, seperti suhu, pH, komposisi medium (penambahan surfaktan dan logam), dan kondisi aerasi (transfer oksigen) (Palmer, 1995).
Untuk menguji suatu biakan bakteri menghasilkan enzim protease ekstraseluler, maka bakteri tersebut harus ditumbuhkan pada medium padat yang mengandung kasein yaitu Skim Milk Agar (Fardiaz, 1993). Kasein adalah salah satu jenis protein. Hidrolisis kasein digunakan untuk memperlihatkan aktivitas hidrolitik protease yang memutuskan ikatan peptida CO-NH. Hidrolisis protein ditunjukkan dengan adanya zona bening di sekeliling pertumbuhan bakteri (Susanti, 2003). Pengujian secara kualitatif bakteri penghasil enzim protease ekstraseluler dilakukan dengan cara mengamati zona bening yang berada disekitar koloni bakteri, kemudian membagi diameter zona bening dengan diameter koloni bakteri. Hasil bagi diameter tersebut dinyatakan sebagai aktifitas protease secara relatif (Sastono, 2008). Besar-kecil diameter zona menunjukkan konsentrasi dan aktivitas enzim yang dihasilkan (Palmer, 1995). Bakteri penghasil enzim protease ekstraseluler disebut juga sebagai bakteri proteolitik.
Menurut Fardiaz (1979) dalam Sugiarto (2001), penggunaan kapang untuk produksi protease lebih maju daripada penggunaan bakteri. Walaupun demikian bakteri merupakan mikroorganisme yang potensial untuk produksi protease selain dari kapang. Hal ini disebabkan bakteri banyak yang termasuk dalam kelompok kemoorganotrofik sehingga mudah untuk dikembangkan dan dipelihara. Selain itu, bakteri mempunyai karakter yang beragam yakni psikotrofik, mesofilik, thermofilik, alkaliofilik maupun neutrofilik. Beberapa mikroorganisme penghasil protease dapat dilihat pada Tabel berikut.
Jenis Mikroorganisme
Mikroorganisme
Tipe Protease
pH Optimum
Bakteri
Bacillus cereus
B. licheniformis
B. megaterium
B. polynixo
B. stearothermophilus
B. cereus
B. pumilus
Netral
Netral
Netral
Netral
Netral
Alkali
Alkali
7,0
6,5-7,5
7,0
6,0-7,2
6,9-7,2
10,5-11,0
10,8-13,0
Kapang
Aspergillus niger A. Oryzae
A. ochracens
A. candidus
A. oryzae
Asam
Asam
Netral
Alkali
Alkali
2,8
3,0
7,5
10,0-11,0
8,5-10,0
(Forgarty dan Kelly 1979 dalam Sugiarto, 2001)
Bakteri Proteolitik
Bakteri proteolitik adalah bakteri yang mampu memproduksi enzim protease ekstraseluler, yaitu enzim pemecah protein yang diproduksi di dalam sel kemudian dilepaskan keluar dari sel (Abraham et al., 1993). Pada umumnya bakteri proteolitik adalah bakteri dari genus Bacillus, Pseudomonas, Proteus (Schlegel,1994), Steptobacillus, Staphylococcus (A.H. Akmal,1996).
Tingkat aktivitas proteolitik dapat dilihat dari keaktifan enzim dalam menghidrolisis protein. Aktivitas bakteri proteolitik dapat diketahui secara kuantitatif dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang ultra violet 280 nm. Panjang gelombang tersebut dapat ditangkap dan dipantulkan kembali oleh asam amino suatu protein berdasarkan gugus aromatik terutama asam amino tirosin, triptofan dan fenilalanin. Kelebihan metode ini yaitu sederhana, mudah serta tidak memerlukan penambahan reagen tertentu (Walker, 2002).
Semua bakteri umumnya mempunyai enzim protease di dalam sel, tetapi tidak semua mempunyai enzim protease ekstraseluler. Struktur protein yang lebih kompleks menyebabkan dekomposisi protein oleh mikroorganisme lebih kompleks dibandingkan pemecahan karbohidrat dan produk akhirnya juga lebih bervariasi. Mikroorganisme melalui suatu sistem enzim yang kompleks, memecah protein menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana. Senyawasenyawa intermediet dan produk akhir hasil pemecahan asam amino sangat bervariasi (Rao, et al., 1998).
Bakteri proteolitik dapat digolongkan menjadi beberapa kelompok (Rao, et al., 1998):
Bakteri aerobik atau anaerobik fakultatif, tidak membentuk spora, misalnya Pseudomonas dan Proteus.
Bakteri aerobik atau anaerobik fakultatif, membentuk spora, misalnya Bacillus.
Bakteri anaerobik pembentuk spora, misalnya sebagian spesies Clostridium.
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Aktivitas Enzim
Efektivitas kerja protease terhadap suatu protein ditentukan oleh struktur protein itu sendiri. Hal ini mempengaruhi kerentanan suatu protein terhadap hidrolisis oleh suatu protease. Struktur tersebut terdiri atas:
struktur primer, yaitu deret asam amino pada protein,
struktur sekunder (derajat pembentukan struktur sulur alfa dan beta, serta struktur acak,
struktur tersier, interaksi antar gugus alkil (R) satu sama lain, yaitu interaksi hidrofobik, ionik, ikatan hidrogen, gaya dispersi van der waals dan jembatan disulfida,
struktur kuartener merupakan asosiasi antar subunit molekul protein.
Protease memecah ikatan peptida dengan bantuan molekul air (Suhartono, 1989).
Menurut Fowler (1988), berdasarkan kelebihan-kelebihan di atas, terdapat 12 jenis enzim yang digunakan dalam skala besar secara komersial, yaitu enzim α- amilase, βamilase, glukoamilase, invertase, protease (kapang dan bakteri), pankreatin, rennin, pepsin, papain, lipase, glukosa isomerase, glukosa oksidase dan pektinase.
Aktivitas enzim dipengaruhi oleh konsentrasi enzim dan konsentrasi substrat. Pengaruh aktivator, inhibitor dan kofaktor dalam beberapa keadaan juga merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim.
Efek suhu terhadap aktivitas enzim
Aktivitas enzim akan bertambah dengan naiknya suhu sampai tercapainya aktivitas optimum. Kenaikan suhu lebih lanjut akan mengakibatkan menurunnya aktivitas enzim dan pada akhirnya merusak enzim (Pelczar,1986).
Efek pH terhadap aktivitas enzim
Perubahan pH akan mempengaruhi kecepatan reaksi enzim, karena berubahnya derajat ionisasi gugus asam dan basa dari enzim. Sebagian besar enzim, mempunyai rentang pH optimum aktivitas enzim dan mempunyai tingkat stabilitas yang tinggi. Sebagian besar enzim mempunyai pH optimum yang mendekati netral, sebagian kecil lainnya mempunyai pH optimum yang sangat rendah (sekitar 2,0) atau sangat tinggi (sekitar 9,0).
Efek konsentrasi enzim terhadap aktivitas enzim
Pada enzim-enzim dengan derajat kemurniannya tinggi, terdapat suatu hubungan linear antara jumlah enzim dan taraf aktivitas pada batas-batas tertentu. Konsentrasi enzim pada umumnya sangat kecil, bila dibandingkan dengan konsentrasi substrat. Saat konsentrasi enzim meningkat, maka aktivitas enzim juga bertambah (Pelczar, 1986).
Efek konsentrasi substrat terhadap aktivitas enzim
Kecepatan reaksi yang dikatalisis oleh enzim sangat dipengaruhi oleh konsentrasi substrat. Pada konsentrasi substrat yang sangat rendah, kecepatan reaksi yang dikatalisis enzim juga sangat rendah. Sebaliknya, kecepatan reaksi akan meningkat dengan meningkatnya konsentrasi substrat sampai tercapai titik tertentu, yaitu titik batas kecepatan reaksi maksimum. Setelah titik batas, enzim menjadi jenuh oleh substratnya, sehingga tidak dapat berfungsi lebih cepat. Pembatas kecepatan enzimatis ini adalah kecepatan penguraian kompleks enzim-substrat menjadi produk dan enzim bebas (Lehningher, 1995).
Efek aktivator, inhibitor dan kofaktor terhadap aktivitas enzim
Aktifitas katalitik enzim dapat dipengaruhi oleh aktivator (bahan-bahan yang meningkatkan aktivitas enzim) dan inhibitor (bahan-bahan yang menurunkan aktivitas enzim). Berdasarkan kinetikanya, inhibitor dapat dibedakan menjadi inhibitor ireversibel dan reversibel (Palmer, 1995). Aktivitas enzim juga dipengaruhi oleh kofaktor, yaitu komponen non protein dari enzim yang menentukan aktivitas katalitiknya. Kofaktor ini dapat berupa senyawa organik yang disebut koenzim atau senyawa non organik seperti ion logam Fe2+, Mn2+, Zn2+ dan Ca2+ (Lehningher, 1995). Ion-ion logam ini umumnya ditambahkan dalam bentuk garam, misalnya ion Ca2+ dalam bentuk garam klorida. Kation-kation lain yang telah diketahui dapat mengaktifkan enzim adalah Na+, K+, Rb+, Cs+, Mg2+, Zn2+, Cu2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, dan Al3+ (Palmer, 1995).
Aplikasi Enzim Protease
Aplikasi protease mikroorganisme di dalam industri sudah sangat luas. Baik industri pangan maupun non pangan. Penggunaan di dalam industri non pangan yaitu industri deterjen dan industri kulit. Di dalam industri pangan, digunakan pada industri bir, industri roti dan kue, industri keju, industri daging, dan industri pembuatan protein hidrolisat (Ward, 1983). Secara spesifik aplikasi protease dapat dilihat pada Tabel berikut.
No
Nama Protease
Fungsi
Sumber Protease
1
Fisin
Pengempuk daging dan pengawet bir
Getah pohon ficus
2
Pappain
Pengempuk daging dan pengawet bir
Getah papaya
3
Bromelin
Penjernih bir
Nenas
4
Rennin
Proses pembuatan keju dan pudding
Lambung anak sapi, domba atau kambing
5
Protease kapang
Industri keju
Penicillium roqueforti
6
Protease bakteri
Menghidrolisis kasein, hemoglobin dan gelatin
Enzim subtilin dari B. subtilis Di pasaran dikenal dengan nama subtilin Carlsberg, subtilin Novo, subtilin BPN
7
Tripsin
Hanya memecah ikatan peptida antara lisin dan arginin
Kelenjar pankreas
8
Kimotripsinogen
Hanya memecah ikatan peptida anatara AA aromatik spt. tirosin, phenilalanin, dan tryptophan
Kelenjar pancreas
9
Pepsin
Pencernaan protein di lower track (usus)
Mikroba dalam lambung hewan dan manusia
10
Kolagenese
Mengidrolisis kolagen
Clostridium perfrigens
11
Elastase
Menghidrolisis elastin. Elastin memecah ikatan peptida pada AA non-aromatik & tidak bercabang
Pankreas
12
Keratinase
Memecah ikatan disulfida pada keratin yaitu unsur utama wool, rambut, tanduk, kuku, bulu dan sisik ikan
Streptomyces fradiae, Streptomyces microflavus
PENUTUP
Kesimpulan
Protease disebut juga peptidase atau proteinase, merupakan enzim golongan hidrolase yang akan memecah protein menjadi molekul yang lebih sederhana, seperti menjadi oligopeptida pendek atau asam amino, dengan reaksi hidrolisis pada ikatan peptide. Enzim ini diperlukan oleh semua mahkluk hidup karena bersifat esensial dalam metabolism protein. Protein ini memiliki banyak struktur sekunder beta-sheet dan alpha-helix yang sangat pendek (Poliana, 2007).
Enzim protease dapat dihasilkan dari tanaman, hewan maupun mikroorganisme. Enzim yang berasal dari tanaman maupun hewan memiliki kelemahan apabila digunakan atau diproduksi, hal tersebut disebabkan oleh jaringan tanaman mengandung bahan yang berbahaya, seperti senyawa fenolik, faktor fisiologi pada organisme yang membutuhkan waktu sangat lama. Enzim protease yang digunakan dalam bidang industri umumnya diproduksi dari mikroorganisme. Penggunaan mikroorganisme untuk produksi enzim protease mempunyai beberapa kelebihan, diantaranya mudah diproduksi dalam skala besar, waktu produksi relatif pendek serta dapat diproduksi secara berkelanjutan dengan biaya yang relatif rendah (Thomas, 1989).
Beberapa mikroorganisme yang telah diketahui sebagai penghasil protease untuk aplikasi komersial adalah Bacillus, Lactobacillus, Pyrococcus, Termonospora rhizopus, Mucor, Endothia and Aspergillus (Ward et al., 2009).
DAFTAR PUSTAKA
Al-Maqassary, A. (2016). Enzim. Enzim Protease .
Fatimah, A. (2014). Ekstraksi dan karakterisasi Enzim Protease. Ekstraksi dan karakterisasi Enzim Protease .
Sajuthi, D. (2010). Enzim Protease. Purifikasi dan Pencirian Enzim Protease Fibrinolitik Dari Eksrak Jamur Merang .
Supriyatna, A. (2015). Enzim. Aktivasi enzim amilae, lipase dan protease .
Yandri, A. (2012). Isolasi, Pemurnian, dan Karakrerisasi Enzim Protease. Isolasi, Pemurnian, dan Karakrerisasi Enzim Protease .
iii
