Produksi dan Imobilisasi Enzim D-psicose 3 Epimerase (DPEase) dari E.coli BL21 (DE3) dpe-pET 21b dengan Alginate Gel

Abstract

D-psicose-3-epimerase is an enzyme which converts fructose to rare sugars, D-psicose with beneficial health properties to diabetic and obese patients. The aim of this study were to obtain and evaluate the characteristics of immobilized DPEases in 1.5% sodium alginate solution in 1:1 ratio. Enzyme DPEase was produced with induction using 1 mM IPTG (final conc) and incubation the induced cell for 4 hours with shaking at 18°C. Induced cell were harvested, and suspended into 10 mM buffer Tris HCl pH 8.0 and then disrupted using sonication to obtain the crude enzyme. The crude enzyme then was immobilized and characterized. Thc characterization of immobilized enzyme was performed in various temp and pH. Immobilization of 10 mL crude DPEases with 10 mL Na-alginate yielded 301 beads with average diameter of 0.3 cm. The molecular weight of immobilized enzyme was 32 kDa by SDS–PAGE, confirming the successful immobilization. The results showed that both immobilized and free enzymes had an optimum activity at 45 oC and pH 8.0, however immobilized enzymes showed a higher activity compared to those of free enzyme. The convertion rate of immobilized enzyme were higher than free enzyme yielding about 30% under 9 hr of fermentation time.

Enzim D-psicose 3 epimerase merupakan enzim biokonversi untuk produksi gula langka (D-psicose) yang sangat bermanfaat bagi kesehatan sebagai obat bagi penderita diabetes dan obesitas. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan dan mengetahui karakteristik DPEase amobil dalam larutan natrium alginat 1,5% dalam rasio 1:1. Enzim DPEase diproduksi dengan induksi menggunakan 1 mM IPTG dan inkubasi sel yang diinduksi pada kondisi tetap diaduk selama 4 jam suhu 18°C. Sel yang diinduksi dipanen, dan disuspensikan ke dalam buffer 10 mM Tris HCl pH 8,0 dan kemudian disonikasi untuk mendapatkan crude enzim. Crude enzim kemudian diimobilisasi dan dikarakterisasi. Karakterisasi enzim amobil dilakukan dalam berbagai suhu dan pH. Imobilisasi 10 mL DPEase dengan 10 mL Na-alginat menghasilkan 301 butir dengan diameter rata-rata 0,3 cm. Berat molekul crude enzim adalah 32 kDa dianalisis menggunakan SDS-PAGE. Hasil penelitian menunjukkan bahwa enzim amobil dan bebas memiliki aktivitas optimal pada suhu 45°C dan pH 8,0, namun enzim amobil menunjukkan aktivitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan enzim bebas. Tingkat konversi enzim amobil lebih tinggi dari pada enzim bebas menghasilkan sekitar 30% di bawah 9 jam waktu fermentasi.