lipase aspergillus niger sitronelal katalis


Aspergillus niger lipase (ANL) is an important biocatalyst in the food processing industry. However, there is no report of its detailed three-dimensional structure because of difficulties in crystallization. In this article, based on experimental data and bioinformational analysis results, the structural features of ANL were simulated. Firstly, two recombinant ANLs expressed in Pichia pastoris were purified to homogeneity and their corresponding secondary structure compositions were determined by circular dichroism spectra. Secondly, the primary structure, the secondary structure and the three-dimensional structure of ANL were modeled by comparison with homologous lipases with known three-dimensional structures using the BioEdit software, lipase engineering database (http://www.led.uni-stuttgart.de/), PSIPRED server and SwissModel server. The predicted molecular structure of ANL presented typical features of the alpha/beta hydrolase fold including positioning of the putative catalytic triad residues and the GXSXG signature motif. Comparison of the predicted three-dimensional structure of ANL with the X-ray three-dimensional structure of A. niger feruloyl esterase showed that the functional difference of interfacial activation between lipase and esterase was concerned with the difference in position of the lid. Our three-dimensional model of ANL helps to modify lipase structure by protein engineering, which will further expand the scope of application of ANL.


kata kunci :  lipase aspergillus niger sitronelal katalis

KARAKTERISASI ENZIM ORGANOFOSFAT HIDROLASE (OPH) DARI PSEUDOMONAS PUTIDA

Organofosfat hidrolase (OPH) merupakan enzim intraseluler yang diperoleh dengan cara isolasi dari bakteri Pseudomonas putida. Enzim ini mampu mendegradasi pestisida golongan organofosfat. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan enzim OPH dalam mendegradasi pestisida golongan organofosfat klorpirifos dan profenofos, serta mengetahui kondisi kerja optimum dan kinetika kimia reaksi enzimastisnya. Enzim OPH dimurnikan melalui fraksinasi bertingkat menggunakan ammonium sulfat dengan fraksi pengendapan 0-45% dan 45%-65%. Uji aktivitas enzim OPH dilakukan dengan mereaksikan enzim dan substrat profenofos dan klorpirifos pada pH optimumnya. Kinetika reaksi enzimatis enzim OPH dengan substrat klorpirifos dan profenofos ditentukan dengan cara mereaksikan enzim OPH dengan substrat profenofos dan klorpirifos dengan variasi konsentrasi 2-10 ppm, kemudian ditentukan V_maks dan K_M. Hasil penelitian menunjukkan aktivitas enzim spesifik untuk substrat klorpirifos adalah 0,017 unit sedangkan untuk substrat profenofos 0,024 unit. pH optimum OPH untuk substrat klorpirifos yaitu pH 7,5 sedangkan pH optimum untuk substrat profenofos yaitu pH 8,5. Parameter kinetika reaksi enzimatis enzim OPH untuk substrat klorpirifos V_max= 1,34 x 10^-3 µg. mL^-1. menit^-1, K_M = 2,17 mg/L dan profenofos V_max = 1,87 x 10^-3 µg. mL^-1. menit^-1, K_M =3,08 mg/L. Hasil analisa dengan menggunakan pola rancangan acak lengkap (RAL) menunjukkan bahwa perlakuan pH berpengaruh nyata terhadap aktivitas OPH (p<0,05).


 kata kunci:  KARAKTERISASI ENZIM ORGANOFOSFAT HIDROLASE (OPH) DARI PSEUDOMONAS PUTIDA

Kajian Teoritis Interaksi TiO2-Zeolit Menggunkan Metode Semiempiris MNDO, AM1, dan PM3

Kajian Teoritis Interaksi TiO²-Zeolit Menggunkan Metode Semiempiris MNDO, AM1, dan PM3

METODOLOGI

v  Pembuatan supersel struktur zeolit

Pembuatan supersel struktur zeolit dilakukan dengan mengunduh berkas abw.cif dari situs database zeolit [6]. Berkas yang diunduh dibuat superselnya dengan menggunakan perangkat lunak Avogadro [7]. Supersel dibuat dengan melakukan pengulangan sumbu xyz .

2×1×2 dan ditambahkan sejumlah atom H sesuai dengan kondisi pH 3. Struktur baru yang diperoleh disimpan dalam bentuk berkas xyz.

q   Perhitungan energi tunggal awal struktur zeolit

Perhitungan energi tunggal awal struktur zeolit dilakukan dengan membuat berkas masukan untuk metode semiempiris.

q  Impregnasi struktur tunggal TiO² pada permukaan zeolit

dilakukan dengan mengunduh berkas xyz hasil dari tahap awal. Berkas xyz tersebut kemudian dibuka dengan perangkat lunak Avogadro dan disalinkan struktur TiO² (rutile) yang diunduh dari internet pada permukaan struktur zeolit.

q  Perhitungan energi tunggal struktur TiO²-zeolit

Perhitungan energi tunggal struktur TiO²-zeolit dilakukan dengan membuat berkas masukan baru untuk masing-masing orientasi TiO². Berkas masukan dibuat dengan membuka berkas xyz baru struktur TiO²-zeolit dengan perangkat lunak Text Editor kemudian ditambahkan kode sumber untuk masing-masing metode.

q  Pembuatan Supersel Struktur Zeolit

Fungsi penambahan atom-atom hidrogen adalah untuk menetralkan muatan-muatan yang berada pada tepi supersel struktur zeolit. Hidrogen yang ditambahkan secara otomatis sesuai pH 3 sebanyak 48 atom.

Besarnya struktur yang digambarkan akan mempengaruhi proses perhitungan, karena perhitungan energi meninjau interaksi antar atom dalam molekul. Oleh karena itu dalam penelitian ini digunakan pengulangan sumbu xyz 2×1×2 seperti bentuk b pada Gambar

2karena dianggap sudah cukup baik untuk menggambarkan bentuk permukaan zeolit yang nantinya akan berinteraksi dengan TiO².

Tabel 1.Perhitungan energi struktur supersel zeolit

Energi pada perulangan sumbu xyz (Eh)

2×2×1 2×1×2 1×2×2

MNDO             -1.176,22         -1.176,45         -1.150,59

AM1    -1.138,24         -1.163,86         -1.138,24

PM3     -1.069,23         -1.069,28         -1.045,46

q  Perhitungan Energi Tunggal Awal Struktur Zeolit

Metode semiempiris dalam penelitian ini menggunakan dasar perhitungan RHF (Restricted Hartree-Fock) yang sesuai untuk struktur molekul dengan multiplisitas 1, dimana struktur zeolit yang dibentuk seluruh atomnya berpasangan sehingga multiplisitasnya 1.

Tabel 2.Data perhitungan energi zeolit
Siklus SCF       Total waktu perhitungan (s)   Energi (Eh)    
MNDO            11        162,74             -1.176,45        
AM1    10        160,18             -1.163,45        
PM3    11        169,96             -1.069,28

Perhitungan Energi Tunggal Awal Struktur Zeolit

Metode semiempiris dalam penelitian ini menggunakan dasar perhitungan RHF (Restricted Hartree-Fock) yang sesuai untuk struktur molekul dengan multiplisitas 1, dimana struktur zeolit yang dibentuk seluruh atomnya berpasangan sehingga multiplisitasnya 1.

Tabel 3.Data perhitungan energi TiO²-zeolit

Energi (Eh)

Orientasi xy    Orientasi xz

MNDO             -145.490,07     -147.201,82

AM1    -145.482,00     -147.193,60

PM3     -141.060,07     - 142.747,16

KESIMPULAN
Interaksi TiO²-zeolit secara komputasi menggambarkan orientasi xz struktur TiO² terhadap permukaan struktur zeolit merupakan orientasi terbaik yang menghasilkan energi terendah dari struktur TiO²-zeolit.

Daftar pustaka

ž  1.Alwash A. H., Ahmad Z. A., and Norli I., 2013, TiO²-Zeolite Y Catalyst Prepared UsingImpregnation and Ion-Exchange Method for Sonocatalytic Degradation of Amaranth Dyein Aqueous Solution, J. World Academy of Science, 78, pp. 782-790.

ž  2.Kumar, B. V. S., C. P. Sajan, K. M. L. Rai, and K. Byrappa, 2010, Photocatalytic Activityof TiO² AlPO⁴-5 Zeolites for the Degradations of Indigo Caramine Dye, J. ChemicalTechnology, 17, pp. 191-197.

ž  3.Nikazar, M., K. Gholivand, and K. Mahanpoor, 2007, Enhancement of PhotocatalyticEfficiency of TiO² by Supporting on Clinoptilolite in the Decolorization of Azo DyeDirect Yellow 12 Aqueous Solutions, Journal Chinese Chemical Society, 54, pp. 1261-1268.

ž  4.Indriadi N., 2006, Kajian Teoritis Reaksi Dekomposisi Senyawa Eritromisin A dan ^Δ6,7-Anhidroeritromisin A dengan Metode Semiempiris CNDO, Skripsi, UGM, Yogyakarta.

ž  5.Darkhovskii, M. B., A. M. Tokmachev, and A. L. Tchougreéff, 2006, MNDOParameterized Hybrid SLG/SCF Method as Used for Molecular Modeling of Zn(II)Complexes, J. Quantum Chemistry, 106, pp. 2268-2280.

ž  6.Ch. Baerlocher and L.B. McCusker, Database of Zeolite Structures: http://www.iza-structure.org/databases/

ž  7.Hanwell, M. D., D. E. Curtis, D. C. Lonie, T. Vandermeersch, E. Zurek and G. R.Hutchison, 2012, Avogadro: an advanced semantic chemical editor, visualization, andanalysis platform, Journal of Cheminformatics, 4:17, pp. 1-17.

ž  8.Valeev, E. F., 2014, A library for the evaluation of molecular integrals of many-bodyoperators over Gaussian functions, Version 2.0.5, http://libint.valeyev.net/.