Enzim Protease (Biokimia Perikanan)

 

(Sato et al., 2013)

(Mi Li et al., 2011)

 

Pengertian Protease

Menurut Abirami et al.(2011), protease adalah enzim yang melakukan proteolisis yaitu katabolisme protein secara hidrolisis dari ikatan peptida yang mengandungasam amino. Asam bersama-sama dengan rantai polipeptida membentuk protein. Protease bekerja optimal dalam keadaan asam. Jamur menguraikan berbagai enzim dari yang bakteri dan protease adalah enzim penting yang diproduksi oleh jamur. Jamur menghasilkan berbagai enzim proteolitik yang sebagian besar bersifat asam.

 

Menurut Singh et al. (2013), protease adalah salah satu enzim penting dalam industri. Enzim ini mengandung 1-5% dari total kandungan protein. Protease bertanggung jawab untuk proteolisis yaitu katabolisme protein oleh hidrolisis peptide obligasi yang menghubungkan asam amino dengan rantai polipeptida. Mereka mampu melalukan hidrolisis pada semua protein selama mereka tidak menjadi komponen dari sel hidup. Protease memungkinkan sel untuk menyerap dan memanfaatkan produk hidrolitik.

 

Klasifikasi Enzim Protease

Menurut Ward (1993) dalam Rahayu (2014), protease diklasifikasikan berdasarkan sifat-sifat kimia sisi aktif enzim. Pertama yaitu protease serin yang memiliki asam amino serin pada sisi aktifnya. Kedua yaitu protease sulfhidril yang memiliki gugus sulfhidril pada sisi aktifnya. Ketiga yaitu protease metal yang memiliki ion logam pada sisi aktifnya. Keempat yaitu protease asam yang memiliki dua gugus karboksil pada sisi aktifnya.

 

Menurut Hardiany (2013), protease adalah enzim yang mengkatalisis pemecahan protein melalui hidrolisis ikatan peptida. Berdasarkan mekanisme reaksi dan residu situs aktif yang terlibat dalam mekanisme tersebut, protease diklasifikasikan menjadi serin protease, sistein protease, aspartat protease dan zinc (metallo) protease. Sistein protease dapat diklasifikasikan menjadi tiga keluarga besar yaitu keluarga enzim yang berhubungan dengan interleukin 1β converting enzyme (ICE), calpain dan keluarga papain (cathepsin). Cathepsin dapat dibagi lagi menjadi cathepsin K dan cathepsin S. Cathepsin K terletak pada kromosom 1q21 yang berdekatan dengan cathepsin S, sedangkan Cathepsin S ditemukan pada nodus limfe dan limpa. Keluarga calpain merupakan kelompok enzim sistein protease yang memerlukan ion kalsium untuk aktivitasnya. Calpain berimplikasi pada berbagai macam proses seluler yang tergantung kalsium seperti transduksi sinyal, proliferasi sel, progresi siklus sel, diferensiasi, fusi membran, apoptosis dan aktivasi platelet.

 

Fungsi Enzim Protease

Menurut Arafat et al. (2015), pada usus ikan nila   (Oreochromis niloticus) selain memiliki enzim lipase dan maltase juga mensekresikan enzim protease. Enzim protease ini berperan dalam mempercepat reaksi hidrolisis prptein dan memotong ikatan peptida pada usus ikan. Namun kerja enzim protase ini sangat rendah atau tidak optimal. Sehingga jika diberikan pakan dalam jumlah berlebih dan mengandung protein yang cukup tinggi, membuat proses absorbsi protein bekerja sangat lambat. Proses absorbsi yang tidak optimal atau tidak dapat diserap ini akan dikeluarkan oleh ikan sebagai feses yang akan mencemari perairan dan dapat menyebabkan perairan beracun oleh penumpukan nitrit dan amonia perairan.

 

Menurut Haryati (2003) dalam Pranata et al. (2014), semua aktivitas di dalam tubuh dibantu oleh adanya enzim-enzim yang mengaturnya. Salah satunya enzim protease, enzim ini terletak dalam sistem pencernaan ikan. Biasanya aktivitas enzim ini sudah mulai terdeteksi sejak tahap larva ikan atau sekitar umur 2 hari. Enzim ini berfungsi untuk menghindrolisi protein pada cadangan kunign telur larva, yang akan diserap dan diubah menjadi energi. Pada ikan omnivora memiliki aktivitas enzim protease yang tinggi daripada ikan karnivora atau herbivora.

 

Macam-macam Enzim Protease

Menurut Marks et al. (1996), protease serin dibagi menjadi tiga macam yaitu, tripsin, kimotripsin, dan elastase. Tripsin adalah enzim yang paling spesifik diantara ketiganya dan memutuskan ikatan peptida ditempat gugus karboksil yang berasal dari Lisin atau arginin. Kimotripsin kurang spesifik fungsinya tetapi cenderung memutuskan residu yang mengandung asam amino hidrofabik atau asam. Elastase tidak saja memutuskan elastin tetapi juga protein lain didalam ikatan yang gugus karboksilnya dibentuk oleh asam amino dengan rantai sisi pendek (alanin, glisin, atau serin). Kerja endopeptidase pankreas ini melanjutkan pencernaan protein makanan yang telah dimulai oleh pepsin dilambung. Peptida kecil yang dihasilkan oleh kinerja tripsin, kimotripsin dan elastase, kemudian diserang oleh eksopeptidase, yaitu protease yang memutuskan asam amino satu per satu dari ujung rantai.

 

Menurut Kurniawan (2014), macam-macam enzim protease terdiri atas beberapa jenis enzim yaitu:

• Enzim pepsin, yang berperan memecah senyawa protein menjadi asam amino.

• Enzim tripsin, yang berperan mengurai pepton menjadi senyawa asam amino.

• Senyawa entrokinase, yang berperan mengurai senyawa pepton menjadi senyawa asam amino.

• Enzim peptidase, yang berperan dalam mengurai senyawa peptide menjadi asam amino.

• Enzim renin, yang berperan sebagai pengurai senyawa kasein dan juga susu.

• Enzim gelatinase, yang berperan dalam mengurai senyawa gelatin.

 

Sumber Enzim Protease

Protease merupakan salah satu kelompok enzim yang paling penting di dunia industri dalam beberapa tahun terakhir. Bacillus dapat tumbuh pada kisaran pH 7,0-11,0 dan menghasilkan protease ekstraseluler. Saat ini, sebagian besar enzim protease yang tersedia secara komersial berasal dari kelompok Bacillus sp. B. licheniformis, B. subtilis, B. amyoliquefasciens dan B. majovensis merupakan anggota dari kelompok Bacillus sp. yang paling potensial digunakan untuk memproduksi enzim protease secara komersial. Savinase, Esperase, Maxacal, dan Maxinase merupakan protease deterjen komersial yang diproduksi oleh Bacillus. (Zahidah dan Shovitri, 2013).

 

Menurut Mahajan dan Shamkant (2010) dalam Fathimah dan Wardani (2014), enzim protease merupakan enzim penting dan memiliki nilai ekonomi yang tinggi karena aplikasi-nya sangat luas. Sumber enzim protease yang telah diketahui berasal dari hewan, mikroba, dan tanaman. Tanaman merupakan sumber enzim protease terbesar (43.85%). Prosentase kedua yaitu pada mikroba yang diikuti oleh bakteri (18.09%), jamur (15.08%), alga (7.42%) dan virus (4.41%). Prosentase ketiga yaitu pada hewan (11.15%).

 

Publisher

Gery Purnomo Aji Sutrisno

Fpik Universitas Brawijaya Angkatan 2015

 

Daftar Pustaka

Abirami, V., S. A. Meenakshi, K. Kanthymathy, R. Bharathidasan, R. Mahalingam and A. Panneerselvam. 2011. Partial purification and characterization of an extracellular protease from penicillium janthinellum and neurosporacrassa. European Journal of Experimental Biology. 1(3) :114-123.

Arafat, M. Y., N. Abdulgani dan R. D. Devianto. 2015. Pengaruh penambahan enzim pada pakan ikan terhadap pertumbuhan ikan nila (Oreochromis niloticus). Jurnal Sains dan Seni ITS. 4(1): 2337-3520.

Fathimah, A. N dan A.K. Wardani.2014. Ekstraksi dan karakterisasi enzim protease dari daun kelor (Moringa oliefera Lamk). Jurnal Teknologi Pertanian. 15 (30):191-200.

Hardiany, N. S. 2013. Cathepsin dan Calpain: Enzim Pemecah Protein dalam Sel. eJKI. 1 (1): 75 – 81.

Kurniawan, R.F. 2014. Rahasia Terbaru Kedahsyatan Terapi Enzim. Healthy Books. 129hlm.

Marks, D. B., A.D.Marks dan C.M.Smith. 1996. Biokimia Kedokteran Dasar. Penerbit EGC:Jakarta. 770 hlm.

Mi Li, F. D. Maio, Dongwen Zhou, A. Gustchina, J. Lubkowski, Z. Dauter, D. Baker and  A. Wlodawer. 2011. Crystal structure of XMRV protease differs from the structures of other retropepsins. nature structural & molecular biology.18(2).

Pranata, A., Haryati, M. Y. Karim. 2014. Perkembangan aktivitas enzim pencernaan pada larva bawal bintang (Trachinotus blochii, Lacepede 1801). Jurnal Sains dan Teknologi. 14(3):199-208.

Rahayu, S. 2014. Isolasi dan karakterisasi protase dari bakteri sumber air panas Tamalintik Mamasa Sulawesi Barat. Skripsi.  Universitas Hassanudin.

Sato, H., M. Yokoyama and H.Toh. 2013. Genomics and Computational Science For Virus Research. Frontries on Microbiology.p 125.

Singh V. and H. S. Banyal. 2013. Study on fish species recorded from khajjiar lake of chamba district, himachal pradesh, india. International Journal of Science and Nature. 4(1): 96-99.

Zahidah, D dan M.Shovitri. 2013.  Isolasi, karakterisasi dan potensi bakteri aerob sebagai pendegradasi limbah organic. Jurnal Sains dan Semi Pomits. 2 (1) : 2337-3520.

Share :