Protease: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k sort |
Tidak ada ringkasan suntingan |
||
| (23 revisi perantara oleh 15 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
[[Berkas:PDB 1eb6 EBI.jpg|
'''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]],<ref name=wat>{{en}} Watanabe K, Hayano K. 1994. Estimate of the source of soil protease in upland fields. Biol Fertil Soils 18:341-346.</ref> dengan [[reaksi kimia|reaksi]] [[hidrolisis]] pada [[ikatan peptida]].<ref name="book1">Poliana J, MacCabe AP. 2007. ''Industrial Enzymes; Structure, Function, and Applications''. Dordrecht: Springer. Halaman:174. ISBN 978-1-4020-5376-4</ref> Hidrolisis ikatan [[peptida]] adalah suatu reaksi yang melibatkan pemindahan gugus fungsional [[peptida]] ke [[molekul air]].<ref name=":4">{{Cite journal|last=DANNISWARA PRASETYO|first=NIKITA|date=2016|title=OPTIMASI PRODUKSI ENZIM PROTEASE DARI Candida G3.2|url=https://repository.its.ac.id/75426/1/1512100075-Undergraduate_Thesis.pdf|department=Department of Biology Faculty of Mathematic and Sciences Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2016|journal=its.ac.id|pages=1-43}}</ref> Protease merupakan enzim [[proteolitik]] yang mengkatalisis pemutusan ikatan [[peptida]] pada protein.<ref name=":0">{{Cite journal|last=Yuniati|first=Rani|last2=Nugroho|first2=Titania T.|last3=Puspita|first3=Fifi|date=Februari 2015|title=UJI AKTIVITAS ENZIM PROTEASE DARI ISOLAT Bacillus sp. GALUR LOKAL RIAU|url=https://jom.unri.ac.id/index.php/JOMFMIPA/article/view/4378|journal=Jurnal Online Mahasiswa Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam|publication-place=Universitas Riau Kampus Binawidya Pekanbaru, 28293, Indonesia|volume=1|issue=2|pages=116-122}}</ref> Enzim ini diperlukan oleh semua [[makhluk hidup]] karena bersifat esensial dalam [[metabolisme]] [[protein]].<ref name=book1/> Protease ialah enzim yang sangat kompleks, mempunyai sifat fisiko kimia dan sifat katalitik yang sangat bervariasi.<ref name=":1">{{Cite journal|last=Mahdiyah|first=Dede|date=Oktober 2015|title=Isolasi Bakteri dari Tanah Gambut Penghasil Enzim Protease|url=https://www.researchgate.net/publication/303735685_Isolasi_Bakteri_dari_Tanah_Gambut_Penghasil_Enzim_Protease|journal=ResearchGate|publication-place=Universitas Sari Mulia|volume=2|issue=2|pages=71-79|doi=10.13140/RG.2.1.1353.4326|issn=2460-9560}}</ref> Protease dapat dihasilkan secara [[ekstraseluler]] dan [[intraseluler]] dan mempunyai peranan penting dalam [[metabolisme]] sel dan keteraturan proses dalam sel.<ref name=":1" />
▲[[Berkas:PDB 1eb6 EBI.jpg|thumb|200px|Struktur 3D enzim peptidase yang berasal dari [[fungi]].]]
Protease dalam reaksi [[hidrolisis]] ini bertindak sebagai [[Nukleofil|nukleofili]] yang secara umum akan bereaksi dengan [[atom karbon karbonil]] pada ikatan [[peptida]] sehingga membentuk intermediet tetrahedral.<ref name=":4" /> Satu gugus [[amina]] dilepaskan dan dikeluarkan dari sisi aktif yang digantikan secara bersamaan dengan satu molekul air sehingga terbentuk intermediet tetrahedral kedua.<ref name=":4" /> Pada akhir reaksi dihasilkan produk berupa [[peptida]] yang mengandung [[asam amino]], [[proton]] dan enzim yang telah diregenerasi.<ref name=":4" />
Terdapat enam jenis aktivitas [[katalis|katalitik]] spesifik dari enzim peptidase, yaitu [[serina]]-, [[treonina]]-, [[sisteina]]-, [[aspartat]]-, [[glutamat]]-, dan [[metalo]]-peptidase.<ref name=book1></ref><ref name=wat/>▼
Secara umum, enzim protease dapat dibedakan atas [[endopeptidase]] dan [[eksopeptidase]].<ref name=":4" /><ref name=":7">{{Cite journal|last=Saggu|first=Sandeep Kaur|last2=Mishra|first2=Prakash Chandra|date=2017-11-30|editor-last=Permyakov|editor-first=Eugene A.|title=Characterization of thermostable alkaline proteases from Bacillus infantis SKS1 isolated from garden soil|url=https://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0188724|journal=PLOS ONE|language=en|volume=12|issue=11|pages=e0188724|doi=10.1371/journal.pone.0188724|issn=1932-6203|pmc=PMC5708770|pmid=29190780}}</ref> [[Endopeptidase]] adalah enzim yang mengkatalisis pemecahan ikatan [[peptida]] pada bagian dalam rantai [[polipeptida]].<ref name=":4" /> Sedangkan [[eksopeptidase]] adalah enzim yang mengkatalisis pemecahan ikatan [[peptida]] pada ujung rantai [[polipeptida]].<ref name=":4" />
Berdasarkan pH, protease dapat diklasifikasikan menjadi basa, netral dan asam.<ref name=":7" />
▲Terdapat enam jenis aktivitas [[katalis|katalitik]] spesifik dari enzim peptidase, yaitu [[serina]]-, [[treonina]]-, [[sisteina]]-, [[aspartat]]-, [[glutamat]]-, dan [[metalo]]-peptidase.<ref name=
== Fungsi ==
Enzim protease memiliki peranannya dalam tubuh antara lain membantu pencernaan protein dalam [[makanan]], menggunakan kembali protein-protein intraseluler, koagulasi [[sel darah]], dan akivasi berbagai jenis protein, enzim, [[hormon]], serta [[neurotransmiter]].<ref name="book1" /> Protease dibutuhkan secara fisiologi untuk kehidupan organisme pada tumbuhan, hewan maupun mikroorganisme.<ref name=":0" /> Protease berperan penting dalam berbagai proses fisiologis dan patologis seperti katabolisme protein, pembekuan darah, pertumbuhan dan migrasi sel, pengaturan jaringan, dan inflamasi.<ref name=":2">{{Cite journal|last=Arcinthya Rachmaniaa|first=Rizky|last2=Wahyudib|first2=Priyo|last3=Mutia Wardania|first3=Aniza|last4=Rohmatul Insania|first4=Dini|date=2017|title=PROFIL BERAT MOLEKUL ENZIM PROTEASEBUAH NANAS (Ananas comosusL.Merr) DAN PEPAYA (Carica papaya L.) MENGGUNAKAN METODE SDS-PAGE|url=https://core.ac.uk/download/pdf/291483540.pdf|journal=ALCHEMY Jurnal Penelitian Kimia|volume=13|issue=1|pages=52-65|doi=10.20961/alchemy.v13i1.2540}}</ref>
[[Bromelin]] dan [[papain]] termasuk ke dalam protease golongan sufrihidil.<ref name=":2" /> Kegunaan enzim [[bromelin]] lebih banyak digunakan untuk penjernihan bir, pengempukkan daging, dan dalam bidang farmasi dapat dimanfaatkan sebagai bahan kontrasepsi KB untuk memperjarang kehamilan.<ref name=":2" /> Beberapa industri juga banyak yang menggunakan enzim [[papain]] antara lain industri farmasi, industrikosmetik, tekstil dan penyamakan kulit.<ref name=":2" />
== Sintesis ==
Ada berbagai teknik yang dapat digunakan untuk memproduksi enzim ini, yaitu dengan teknik sel bebas (misalnya dengan kultur terendam) ataupun dengan teknik sel imobil, yaitu dengan memerangkap [[sel]] dalam suatu [[membran]] atau matriks.<ref name=rao>{{en}} Rao et al. 1998. Molecular and biotechnological aspects of microbial proteases. Microbiol and Mol Biol Rev 3: 597-635.</ref> Contoh bahan matriks yang dapat digunakan yaitu [[alginat]] dan [[nitroselulosa]].<ref name=rao/> Imobilisasi sel memiliki beberapa kelebihan dibanding teknik [[sel]] bebas dan sudah merupakan salah satu teknik yang umum digunakan untuk meningkatkan [[konsentrasi]] dan [[produktivitas]] sel.<ref name=rao/>
== Endopeptidase ==
Endopeptidase bekerja dengan menghidrolisis ikatan peptida pada bagian tengah rantai [[polipeptida]].<ref name=book1
==
Aktivitas enzim protease dipengaruhi oleh banyak faktor yairu [[suhu]], [[pH]], konsentrasi media, waktu inkubasi<ref name=":0" />.<ref name=":4" /> aktivitas protease semakin meningkat dengan bertambahnya [[suhu]] sampai [[suhu]] optimum tercapai, setelah itu kenaikan lebih lanjut akan menyebabkan aktivitas protease menurun.<ref name=":1" />
Peptidase merupakan salah satu jenis enzim yang banyak digunakan dalam berbagai jenis industri,<ref name=book1></ref> seperti [[roti]], [[daging]], [[tekstil]], [[detergen]],<ref name=wat/> dan [[keju]].<ref name=book1></ref> [[Rennet]] merupakan enzim golongan peptidase yang digunakan dalam mengkoagulasikan protein [[susu]] dalam pembuatan keju.<ref name=book1></ref> Jenis peptidase lain, seperti papain dan [[bromelain]], banyak digunakan dalam mengempukkan tekstur daging.<ref>Barret Aj, Rawlings ND, Woessner JF. 2004. ''Handbook of Proteolytic Enzymes''. London: Elsevier. Halaman 1125-1128.</ref> Peptidase juga dapat diaplikasikan dalam industri [[tekstil]] untuk membuat [[benang]] yang berkualitas baik.<ref name=book1></ref>▼
Pada suhu yang lebih rendah dari suhu optimum, aktivitas [[enzim]] juga rendah, hal ini disebabkan rendahnya energi aktivasi yang tersedia.<ref name=":1" /> Energi tersebut dibutuhkan untuk menciptakan kondisi tingkat kompleks aktif, baik dari molekul enzim maupun dari molekul substrat.<ref name=":1" /> Perubahan [[pH]] yang ekstrim, enzim dapat mengalami [[denaturasi]] akibat gangguan terhadap berbagai interaksi non kovalen yang menjaga kestabilan struktur 3 dimensi enzim.<ref name=":1" />
Masa inkubasi yang sesuai akan menghasilkan produksi protease yang maksimum ditandai dengan tingginya aktivitas enzim yang dihasilkan.<ref name=":4" /> Masa inkubasi merupakan waktu yang dibutuhkan enzim protease untuk memecah protein menjadi asam amino dan peptida sederhana lainnya.<ref name=":4" />
PH berpengaruh terhadap kecepatan aktivitas [[enzim]] dalam mengkatalis suatu reaksi.<ref name=":6">{{Cite journal|last=Yusriah|first=Yusriah|last2=Dwianita Kuswytasari|first2=Nengah|date=2013|title=Pengaruh PH dan Suhu terhadap Aktivitas Protease Penicillium SP.|url=http://ejurnal.its.ac.id/index.php/sains_seni/article/view/2744|journal=JURNAL SAINS DAN SENI POMITS|volume=2|issue=1|doi=10.12962/j23373520.v2i1.2744}}</ref> Hal ini disebabkan konsentrasi [[ion hidrogen]] mempengaruhi struktur dimensi enzim dan aktivitasnya.<ref name=":6" /> Setiap [[enzim]] memiliki pH optimum di mana pada pH tersebut struktur tiga dimensinya paling kondusif dalam mengikat substrat.<ref name=":6" /> Bila konsentrasi [[ion hidrogen]] berubah dari konsentrasi optimal, aktivitas [[enzim]] secara progresif hilang sampai pada akhirnya [[enzim]] menjadi tidak fungsional.<ref name=":6" /> Aktivitas [[enzim]] yang menurun karena perubahan pH disebabkan oleh berubahnya keadaan [[ion substrat]] dan [[enzim]].<ref name=":6" /> Perubahan tersebut dapat terjadi pada residu [[asam amino]] yang berfungsi untuk mempertahankan struktur tersier dan kuartener [[enzim]] aktif .<ref name=":6" />
Faktor lain yang berpengaruh terhadap aktivitas protease adalah suhu.<ref name=":6" /> Adanya peningkatan suhu akan meningkatkan [[energi kinetik]], sehingga menambah intensitas tumbukan antara substrat dan [[enzim]].<ref name=":6" /> Akan tetapi, peningkatan suhu lebih lanjut akan menurunkan aktivitas [[enzim]].<ref name=":6" /> Hal ini disebabkan karena [[enzim]] akan mengalami [[denaturasi]].<ref name=":6" /> Enzim mengalami perubahan konformasi pada suhu yang terlalu tinggi, sehingga substrat terhambat dalam memasuki sisi aktif [[enzim]].<ref name=":6" />
== Sumber ==
Enzim proteolitik ada di mana-mana, ditemukan di semua organisme hidup, dan sangat penting untuk pertumbuhan dan diferensiasi [[Sel (biologi)|sel]].<ref name=":8">{{Cite journal|last=Syed|first=Rabbani|last2=Rani|first2=Roja|last3=Sabeena|last4=Masoodi|first4=Tariq Ahmad|last5=Shafi|first5=Gowher|last6=Alharbi|first6=Khalid|date=2012-02-28|title=Functional analysis and structure determination of alkaline protease from Aspergillus flavus|url=http://www.bioinformation.net/008/97320630008175.htm|journal=Bioinformation|volume=8|issue=4|pages=175–180|doi=10.6026/97320630008175|pmc=PMC3301997|pmid=22419836}}</ref> Protease merupakan salah satu dari tiga kelompok enzim esensial industri terbesar.<ref name=":8" /> Protease dapat dihasilkan oleh tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme<ref name=":1" />.<ref name=":0" /> Penggunaan tumbuhan sebagai sumber protease terbatas oleh tersedianya lahan tanam dan kondisi pertumbuhan yang sesuai, serta memerlukan waktu produksi enzim yang lama.<ref name=":0" /> Produksi protease dari hewan juga dibatasi oleh ketersediaan ternak penghasil enzim.<ref name=":0" /> Mikroorganisme merupakan sumber enzim yang paling potensial dibandingkan tanaman dan hewan.<ref name=":0" /> Penggunanan mikroorganisme lebih menguntungkan karena pertumbuhannya cepat, dapat tumbuh pada substrat yang murah, lebih mudah ditingkatkan hasilnya melalui pengaturan kondisi pertumbuhan dan rekayasa genetik.<ref name=":0" /><ref name=":4" />
Protease [[Mikroorganisme|mikroba]] dapat diklasifikasikan sebagai protease serin, protease sulfhydril, protease asam.<ref name=":1" /> Beberapa mikroorganisme yang telah diketahui sebagai penghasil protease untuk aplikasi komersial adalah [[Bacillus]]<ref name=":1" /><ref name=":0" />, [[Lactobacillus]]<ref name=":0" /><ref name=":1" />, [[Streptomyces]]<ref name=":0" />, [[Pseudomonas]]<ref name=":0" />, [[Pyrococcus]]<ref name=":1" />, Termonospora Rhizopus<ref name=":1" />, Mucor<ref name=":1" />, Endothia and [[Aspergillus]]<ref name=":1" />. Bakteri penghasil protease [[alkali]] banyak ditemukan di alam dan lingkungan buatan manusia.<ref name=":7" />
Enzim protease dari tumbuhan memiliki spesifisitas substrat, stabilitas dan aktivitas yang tinggi dalam berbagai variasi pH, temperatur, ion logam dan pelarut organik.<ref name=":5">{{Cite journal|last=Karmila Lani|first=Rischa|last2=Kasmiyati|first2=Sri|last3=Sukmana|first3=Andreas|date=Oktober 2019|title=Seleksi dan Karakterisasi Enzim Protease dari Getah Tumbuhan Ficus spp. pada Variasi Suhu dan pH|url=https://conference.upgris.ac.id/index.php/snse/article/view/174|journal=SNSE VI|publication-place=Fakultas Biologi, Universitas Kristen Satya Wacana|publication-date=2019-10-14|volume=1|issue=1|pages=1-5}}</ref> Beberapa jenis tanaman yang selama ini banyak dikenal sebagai sumber enzim protease, antara lain pepaya menghasilkan [[papain]], nanas menghasilkan [[bromelin]], famili [[ficus]] menghasilkan fisin.<ref>{{Cite journal|last=Prathama Susanti|first=Soffahmi|date=Januari 2014|title=KARAKTERISASI ENZIM PROTEASE DARI GETAH TANAMAN BIDURI (Calotropis gigantea) HASIL EKSTRAKSI MENGGUNAKAN AMONIUM SULFAT|url=https://repository.unej.ac.id/handle/123456789/18582|journal=Repository Universitas Jember|publication-place=FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS JEMBER|pages=1-2}}</ref> Pada beberapa tumbuhan seperti [[Ficus]], pepaya, enzim protease diambil dari getah.<ref name=":5" /> Enzim protease yang pada getah merupakan enzim [[ekstraseluler]] yang dapat dilakukan tanpa pemecahan [[Sel (biologi)|sel]] tumbuhan sehingga lebih sederhana dan lebih efisien.<ref name=":5" />
Salah satu mikroorganisme yang mampu memproduksi enzim protease adalah [[marine yeast]].<ref name=":4" /> Banyak spesies [[Khamir|yeast]] terrestrial dilaporkan mampu memproduksi enzim protease di antaranya adalah [[Candida albicans]], [[Yarrowia lipolytica]] dan [[Cryptococcus dimennae 2]], [[Candida humicola]] dan [[Rhodotorula glutinis K-24]] .<ref name=":4" />
== Aplikasi industri ==
Protease tidak hanya berperan dalam proses [[metabolisme]] seluler, namun juga dapat diaplikasikan dalam bidang industri.<ref name=":0" /> [[Enzim]] ini merupakan salah satu [[enzim]] skala industri dengan tingkat penjualan hingga 60% dari total penjualan [[enzim]] di dunia.<ref name=":0" /><ref name=":3">{{Cite journal|last=Akhdiya|first=Alina|date=December 2003|title=Isolasi Bakteri Penghasil Enzim Protease Alkalin Termostabil|url=https://www.neliti.com/publications/55494/isolasi-bakteri-penghasil-enzim-protease-alkalin-termostabil|journal=Buletin Plasma Nutfah|publication-place=Balai Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian, Bogor|volume=9|issue=2|pages=38-44|doi=10.21082/blpn.v9n2.2003.p38-44}}</ref><ref name=":4" /> Aplikasi [[enzim]] protease di antaranya pada industri pembuatan detergen, industri penyamakan kulit, bahan aditif pada industri pangan, dan zat terapeutik pada bidang farmasi.<ref name=":0" /><ref name=":3" /> Protease alkalin merupakan jenis protease yang paling banyak diaplikasikan dalam bidang industri.<ref name=":3" /> Protease alkali cukup penting dalam industri karena mereka memiliki kemampuan untuk menahan kondisi pH yang lebih tinggi.<ref name=":7" /> Dibandingkan dengan tumbuhan dan hewan sebagai sumber protease, penggunaan [[Mikroorganisme|mikroba]] lebih menguntungkan karena keanekaragamannya yang sangat besar, pertumbuhannya yang cepat, kebutuhan ruang yang terbatas selama budidaya dan manipulasi [[Genetika|genetik]] yang mudah.<ref name=":7" />
▲[[Peptidase]] merupakan salah satu jenis enzim yang banyak digunakan dalam berbagai jenis industri,<ref name="book1
Aplikasi komersial enzim tergantung pada karakteristik, biaya, dan ketersediaannya.<ref name=":7" /> Produksi enzim industri skala besar membutuhkan fermentor di mana berbagai parameter seperti komponen media, suhu, pH, ukuran inokulum, agitasi, dll.<ref name=":7" /> Memiliki dampak signifikan terhadap produksi produk dan biaya operasinya.<ref name=":7" />
== Referensi ==
{{reflist}}
== Lihat Pula ==
* [[Bakteri proteolitik]]
* [[Papain]]
* [[Bromelin]]
* [[Protein]]
* [[Asam amino]]
* [[Peptida]]
[[
[[Kategori:Modifikasi pascatranslasi]]
| |||