Transcript File_Presentasi_Bunga_10509089_

KI 6161 – ENZIMOLOGI
Laccase: Sifat dan Aplikasinya
Aisyah
Bunga
Annisa
L/O/G/O
(10509057)
(10509089)
Agenda Presentasi
Struktur dan Sifat Molekular
Sumber dan Isolasi
Laccase
Pemurnian, Kinetika dan Modifikasi
Aplikasi
Struktur & Sifat Molekular Laccase (EC 1.10.3.2)
• Enzim oksidoreduktase yang
bekerja pada substrat difenol
sebagai donor
• Memiliki gugus 1,4-benzendiol dan
4 atom tembaga per monomer
– Cu tipe 1  tempat substrat tereduksi
– Cu tipe 2 & 3  pusat trinuklir yang
mengikat oksigen
Mekanisme katalisis Laccase
Laccase
menyerang
gugus
fenolik
substrat
e- ditransfer
dari T1 T2
T3
O2
teroksidasi
 H2O
Katalisis substrat non-fenolik:
Bantuan mediator
HOBT, NHPI, ABTS dan 3-asam
hidroksianthranilik
Substrat
tereduksi
radikal
bebas
Radikal
bereaksi
dengan
Laccase/
nonenzimatik
Sumber Laccase
TANAMAN
-pembentukan
lignin, pigmen
dan badan buah
-detoksifikasi
-pathogenesis
tanaman
BAKTERI
S.Lavendulae
S.Cyaneus
Marinomonas
mediterranea
JAMUR
-Morfogenesis
dan diferensiasi
saat sporulasi
-Kadar tinggi
Cth:
Basidiomycetes
dan Saprotrophic
SERANGGA
Bombyx,
Calliphora,
Diploptera,
Drosophila,
Lucilia,
Manduca,
Musca, Oryctes,
dll
Isolasi dan Pemurnian Laccase
Jamur
(Basidiomycetes
/Saprotrophic)
• Dihancurkan
• Digiling
• Sub-kultur
ultrafiltrasi
Kromatog
rafi
Kultur Murni
• diinokulasi pada medium
padat
• Diuji dengan α-naftol
penukar
ion
Pemurnian
Kompleks ungu
gelap (oksidasi αnaftol oleh
Laccase)
Produksi
Laccase
elektrofor
esis
gel filtrasi
interaksi
hidrofobik
Produksi Laccase
Sumber C dan N
• C: glukosa, mannosa, maltosa, fruktosa, dan laktosa
• N: yeast extract, pepton, urea, (NH4)2SO4, dan NaNO3
• Pembatasan jumlah C dan N  peningkatan Laccase
Temperatur
• Berkisar antara 25o-30oC
• Pra-inkubasi 40oC-50oC meningkatkan aktivitas Laccase
pH
• Medium dengan pH 4.5-6.0 produksi Laccase yang tinggi
Produksi Laccase (Cont)
Pengadukan
• Menyebabkan miselia jamur rusak  turunnya produksi Laccase,
Inducer
• Senyawa xenobiotik/ logam berat (2,5-xilidin, lignin, veratril alkohol) 
meningkatkan dan menginduksi aktivitas Laccase.
Tipe Kultivasi
• Submerged Fermentation, mikroorganisme ditumbuhkan dalam
medium cair bernutrisi dengan konsentrasi O2 tinggi
• Solid-State Fermentation, meniru kondisi alami tumbuh jamur,
menggunakan substrat alami
Kinetika
• Penentuan  mengukur laju
pembentukan substrat teroksidasi
• Bergantung terhadap jenis substrat
• Contoh :
– Trametes hirsuta dengan substrat
ABTS
– ABTS teroksidasi diukur jumlahnya
menggunakan spektrofotometer.
Kinetika (Cont.)
Faktor yang mempengaruhi
aktivitas Laccase
pH optimum
• Sangat bergantung pada substrat
• substrat fenol : antara 3-7 (dari jamur), di atas 9 (dari
tumbuhan)
• subtrat ABTS :antara 3-5
Temperatur optimum
Inhibitor
• Anion kecil (halida, azida, sianida, dan hidroksida)
menghasilkan gangguan terhadap transfer elektron
• Asam tioglikolik, dietiltiokarbamat, ion logam, asam
lemak dan reagen sulfuhidril juga menurunkan
aktivitas Laccase
Modifikasi
Dengan PEG (polietilen glikol)
• Menurunkan adsorpsi enzim pada polimer
• Direaksikan secara kovalen dengan PEG
• Akibat  Mr, stabilitas, nilai K/S (spesifisitas) meningkat,
afinitas substrat terhadap enzim menurun
Dengan Linear-Dendritic Copolymers
• Bersifat tidak larut  dapat menjadi intermediet
• Meningkatkan aktivitas Laccase
Modifikasi (Cont)
Modifikasi dengan Pembentukan Immobilized Laccase
• Pembentukan dalam multiwalled carbon nanotube (MWNT) termodifikasi
• Menyiapkan komposit elektro-katalis untuk reduksi O2 yang sangat aktif
Perbandingan parameter kinetika
Free Laccase dan Immobilized
Laccase
Modifikasi (Cont.)
Modifikasi dengan Mutasi
• Meningkatkan aktivitas oksidasi
• Mendesain beberapa mutasi 1 titik pada asam amino yang
berikatan dengan sisi aktif substrat
• Pada laccase Trametes versicolor : SDM dilakukan pada
fenilalanin 162, 265, 332, & 337 digantikan dengan asam amino
nonpolar yang lebih kecil
• Mutasi double F162A/F332A dapat mengoksidasi substrat
bisfenol mutasi paling efektif
Peran Laccase
Industri Kertas
• Proses pemisahan dan degradasi lignin dalam pembuatan kertas
• Pengganti oksidan kimia berbasis Cl dan O2 yang mahal, toksik, dan
sulit didaur ulang.
Industri Makanan
• Menghilangkan senyawa fenolik yang mengubah aroma dan warna
karenapolimerisasi dan oksidasi
• Contoh: proses pembakaran, pembuatan jus, stabilisasi wine, dll.
Industri Tekstil
• mencegah pewarnaan-balik
• menghasilkan tampilan warna beragam dengan kualitas yang baik
• mendegradasi pewarna sintetik
Peran Laccase (Cont)
Bioremediasi dan Biodegradasi
• Industrialisasi dan pertanian  senyawa karsinogenik dan mutagen
• Polimerisasi polutan  tidak larut, dipisahkan dengan adsorpsi,
sedimentasi, atau filtrasi
Kesehatan
• Katalis dalam pembuatan obat anti kanker
• Mengobati radang akibat tanaman beracun
• mengoksidasi iodida menjadi iodin (agen desinfeksi dan sterilisasi)
Biosensor dan Diagnosis
• Mendeteksi oksigen, fenol, anilin, serta substrat tereduksi lain
• Menjadi label enzimatik dalam uji imunologi
Dapus
• Shraddha, Ravi Shekher, Simran Sehgal,Mohit Kamthania, and Ajay Kumar. Laccase:Microbial
Sources, Production, Purification, and Potential Biotechnological Applications. 2011. Enzyme
Research, Article ID 217861, pp 1-11
• Madhavi, Vernekar. Laccase: Properties and Application. 2009. BioResources 4(4). Pp 1694-1717
• Sunil S.More, Renuka P. S, Pruthvi K., SwethaM., S.Malini, and Veena S. M. Isolation, Purification,
and Characterization of Fungal Laccase fromPleurotus sp. 2009. Enzyme Research. Article ID
248735, pp 1-7
• Schroeder, M. et.al., Specificities of a chemically modified laccase from Trametes hirsuta on soluble
and cellulose-bound substrates. Biotechnology Letters. 2006, Volume 28, Issue 10, pp 741-74
• C, Galli.,et,all. How is the reactivity of laccase affected by single-point mutations? Engineering
laccase for improved activity towards sterically demanding substrates. Appl Microbiol
Biotechnol.2011. Epub 2011. p:123-31.
Terima Kasih