IMMOBILISASI ENZIM SECARA ADSORPTION TO A SOLID

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

    Immobilisasi enzim merupakan suatu metode pelumpuhan enzim, dimana enzim dipasangkan pada suatu bahan inert, materi tak larut seperti sodium alginat. Hal ini dapat meningkatkan ketahanan enzim terhadap perubahan lingkungan seperti perubahan pH atau perubahan temperatur. Hal ini juga memperbolehkan enzim untuk diletakkan pada suatu tempat dengan reaksi, dimana nantinya enzim tersebut dapat dipisahkan dengan mudah dari produk dan dapat digunakan kembali. Penggunaan enzim sebagai industri biokatalis pada umumnya memerlukan immobilisasi untuk menyederhanakan kendali dari reaktor, untuk menghindari pencemaran produk, dan sebagian besar untuk memulihkan dan menggunakan kembali enzim dalam banyak reaksi. Oleh karena itu, immobilisasi enzim sangat penting untuk penggunaan enzim kembali secara komersil dan memiliki banyak manfaat dari biaya dan proses dari reaksi yang meliputi dari segi:

• Kenyamanan : karena sejumlah protein yang amat kecil dipecah di dalam reaksi, maka dapat bekerja lebih mudah. Sehingga ketika penyelesaian, campuran reaksi yang secara khas hanya berisi bahan pelarut dan reaksi produk.
  
• Hemat : enzim yang dihentikan mudah dipindahkan dari reaksi yang membuatnya mudah untuk mendaur ulang biokatalis.
  
• Stabilitas: menghentikan aktivitas enzim yang secara khas mempunyai stabilitas operasional dan yang berkenaan dengan panas lebih besar dibanding format dapat larut dari enzim
  

Pada tahun 1916, Nelson and Griffin menemukan bahwa invertase memperlihatkan aktivitas yang sama ketika diadsorpsikan ke dalam suatu padatan (charcoal atau aluminium hidroksida). Selain metode adsorpsi ini, beberapa metode immobilisasi enzim, seperti metode kovalen telah dikembangkan pada tahun 1950 dan 1960. Immobilisasi enzim dapat dilakukan dengan 4 cara, antara lain:

• Adsorpsi fisik ke dalam suatu pembawa inert.
  
• Inklusi enzim ke dalam pola molekul dari gel polimerasi
  
• Cross-linking dengan protein dengan reagent yang berfungsi ganda
  
• Pengikatan secara kovalen dengan suatu penyokong tidaklarut yang reaktif (Goel, 1994).
  

1.2 Tujuan

• Untuk mengetahui metode adsorption to a solid pada immobilisasi enzim
  
• Untuk mengetahui keuntungan metode adsorption to a solid pada immobilisasi enzim
  
• Untuk mengetahui kerugian metode adsorption to a solid pada immobilisasi enzim
  
• Untuk mengatahui penggunaan dari metode adsorption to a solid pada immobilisasi enzim
  

II. PEMBAHASAN

 

2.1 Pengertian metode adsorption to a solid

    Adsorpsi fisik dari suatu enzim ke dalam suatu padatan merupakan teknik atau cara yang paling sederhana dalam preparasi immobilisasi enzim. Metode ini bekerja berdasarkan pada interaksi fisik nonspesifik antara enzim dengan permukaan dari matriks, yang dapat dilakukan dengan pencampuran suatu larutan enzim dengan konsentrasi tertentu dengan suatu padatan dengan daya penggerak adalah sifat hydrophobic dan jembatan garam.

 

Gambar metode adsorption to a solid in immobilized of enzyme.

 

2.2 Keuntungan dari penggunaan metode adsorption to a solid untuk immobilisasi enzim

    Keuntungan utama dari metode adsorpsi ini serupa dengan metode insolubilisasi enzim, dimana tidak ada reagen yang digunakan dan memiliki tahapan aktivasi yang sangat sederhana. Metode ini sangat baik digunakan karena tidak mempengaruhi aktivitas enzim. Adsorpsi dan desorpsi tergantung dari pertukaran ion (ion exchange). Untuk itu, diperlukan penggunaan pendukung yang dilapisi dengan polimer kationik sebagai alas dan mengoptimalkan kondisi-kondisi yang diperlukan untuk immobilisasi. Adsorpsi dilakukan pada kondisi-kondisi, yaitu : pH rendah dan kekuatan bersifat ion tinggi. Selain itu, metode ini memerlukan biaya yang murah, karena padatan penyerapnya tidak terlalu mahal, dan hasil dari metode ini sangat mudah untuk dibawa, dan enzim pun menjadi lebih terjaga karena tidak bersifat destruktif. Dalam metode ini juga hanya terjadi ikatan hidrogen, hubungan ikatan garam dan beberapa ikatan Van der Wall's. Metode ini juga memberikan hasil yang paling serupa dengan keadaan biologis yang sesungguhnya. Preparasi dalam metode adsorpsi untuk immobilisasi enzim lebih sederhana dibandingkan dengan metode lainnya dalam immobilisasi enzim. Kekuatan ikatan – ikatan kimia yang terbentuk bervariasi ada yang lemah dan ada yang kuat sehingga mempermudahkan dalam preparasi metode ini.

 

 

2.3 Kelemahan dari metode adsorption to a solid

    Secara umum, metoda ini menjadi yang paling lambat dari metode lainnya. Sebab adsorpsi bukanlah suatu reaksi kimia, lokasi aktif dari enzim dihentikan dengan dihalangi oleh matriks yang sangat mengurangi aktivitas dari enzim. Kerusakan pada enzim juga dapat terjadi karena adanya beberapa jenis ikatan lemah yang ada di dalam sistem ini. Hal tersebut sangat dipengaruhi oleh perubahan suhu, perubahan pH, kekuatan ionik, ataupun karena adanya substrat. Hal ini dapat menyebabkan perubahan pada immobilisasi enzim tersebut, atau apabila substansi penyerap merupakan substrat bagi enzim, maka jangka waktu immobilisasi enzim ini akan menjadi menurun, bergantung pada mobilitas permukaan dari enzim dan substrat. Metode adsorpsi ini sangat diperlukan untuk memfasilitasi reaksi kovalen. Kestabilan enzim yang diadsorpsi ke dalam suatu matriks diketahui terjadi karena adanya ikatan silang (cross-linking) dari protein yang mengikuti adsorpsi fisiknya (Goel, 1994).

 

Karakteristik	Adsorption	Covalent Binding	Entrapment
Preparasi	Sederhana	Sulit	Sulit
Biaya	Murah	Mahal	Sedang
Kekuatan Ikatan	Bervariasi	Kuat	Lemah
Pelepasan/Kebocoran Enzim	Ada	Tidak	Ada
Aplikasi	Luas	Selektif	Luas
Masalah	Tinggi	Rendah	Tinggi
Proteksi Terhadap Mikroba	Tidak Ada	Tidak	Ada

 

 

 

Enzyme carrier	Fixation	Examples of immobilized Enzymes
Amberlite™ FPC3500	Cationic	Lysozyme (recovery), Cytochrome C, Acylase
Amberlite™ XAD7 HP	Adsorption	Thermolysin, Penicillin acylase, Lipase, ß-amylase
Amberlite™ XAD761	Adsorption	ß-amylase, ß-Galactosidase, Lactase, Papain, Chymotrypsin, Glucoseoxidase, Lipase.
Duolite A568	Adsorption	Glucose isomerase, Lipase.
Duolite A7	Adsorption	Trypsin, Aspartase, Aminocylase, RNase, Lactase.
Phenyl separosa	Adsorption	D- amino acid oxidase

 

 

III. PENUTUP

 

3.1 Kesimpulan

• Metode adsorption to a solid pada immobilisasi enzim adalah Adsorpsi fisik dari suatu enzim ke dalam suatu padatan.
  
• Keuntungan metode adsorption to a solid pada immobilisasi enzim adalah preparasi sederhana, biaya murah, tidak mempengaruhi aktivitas enzim yang terikat dan aplikasinya luas.
  
• Kerugian metode adsorption to a solid pada immobilisasi enzim adalah terjadinya kebocoran enzim dan tidak ada proteksi terhadap mikroba
  
• Metode adsorption to a solid digunakan dalam immobilisasi enzim Lysozyme (recovery), Cytochrome C, Acylase, Thermolysin, Penicillin acylase, ß-amylase, ß-Galactosidase, Lactase, Papain, Chymotrypsin, Glucoseoxidase, Lipase, Glucose isomerase, Trypsin, Aspartase, Aminocylase, D- amino acid oxidase, dan RNase.
  

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

 

Anonim. 2004. Methods Of Immobilisation. http://www.lsbu.ac.uk/biology/enztech/imeconom.html.

Last opened : 26 April 2008; 18.37 PM

 

Anonim. 2008. Enzyme Immobilization. http://www.rohmhaas.com/ionexchange/Pharmaceuticals/quality_pharma.htm

Last opened : 26 April 2008; 18.45 PM

 

Anonim. 2008. Immobilized Enzyme. http://en.wikipedia.org/wiki/Immobilized_enzyme

Last opened : 25 April 2008; 11.07 AM

 

Goel, M. K. 1994. Immobilized Enzymes.

http://www.rpi.edu/dept/chem-eng/Biotech-Environ/IMMOB/goel2nd.htm.

Last opened : 25 April 2008; 11.10 AM