AKTIVITAS ENZIM PROTEASE ISOLAT BAKTERI
TERMOFILIK DARI BEBERAPA SUMBER AIR PANAS DI
SUMATERA UTARA
TESIS
Oleh
KABUL WARSITO
117030046/BIO
PROGRAM PASCASARJANA BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
2013
PENGESAHAN TESIS
Judul Tesis :
EKSPLORASI DAN UJI AKTIVITAS ENZIM BAKTERI PROTEOLITIK TERMOFILIK DARI Nama Mahasiswa : KABUL WARSITO
N I M : 117030046
Program Studi : Magister Biologi
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Menyetujui Komisi Pembimbing
Pembimbing 1 Pembimbing 2
Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc
196404091994031003 1965110111991031002
Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc
Disetujui
Ketua Program Studi S2 Biologi FMIPA USU Dekan FMIPA USU
Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed
196602091992031003 196310261991031001
Dr. Sutarman, M.Sc
Tanggal Lulus: 28 Agustus 2013
AKTIVITAS ENZIM PROTEASE ISOLAT
BAKTERI TERMOFILIK DARIBEBERAPA
SUMBER AIR PANAS DI SUMATERA UTARA KABUL WARSITO
117030046 Magister Biologi
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
AKTIVITAS ENZIM PROTEASE ISOLAT BAKTERI
TERMOFILIK DARI BEBERAPA SUMBER AIR PANAS DI
SUMATERA UTARA
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Biologi pada Program Pascasarjana
Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara
Oleh
KABUL WARSITO
117030046/BIO
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2013
PERNYATAAN ORISINALITAS
AKTIVITAS ENZIM PROTEASE ISOLAT BAKTERI
TERMOFILIK DARI BEBERAPA SUMBER AIR PANAS DI
SUMATERA UTARA
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, Agustus 2013
KABUL WARSITO 117030046
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Kabul Warsito NIM : 117030046 Program Studi : Magister Biologi Jenis Karya Ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul:
AKTIVITAS ENZIM PROTEASE ISOLAT BAKTERI TERMOFILIK DARI BEBERAPA SUMBER AIR PANAS DI SUMATERA UTARA
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, Agustus 2013
Telah diuji pada
Tanggal: 28 Agustus 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc Anggota : 1. Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc
2. Dr. It Jamilah, M.Sc 3. Dr. Saleha Hanum, M.S
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama lengkap dan gelar : Kabul Warsito, S.Si Tempat dan Tanggal Lahir : Sei Rejo, 1 Agustus 1986
Alamat rumah : Desa Sei Rejo, Kecamatan Sei Rampah, Kabupaten Serdang Bedagai Provinsi Sumatera Utara .
Handphone : +6285296699600
E-mail : kabulwarsito@student.usu.ac.id kabulwarsito@yahoo.com
DATA PENDIDIKAN
SD : SDN 105410 Sei Rampah Tamat : 1998 SMP : SMP Teladan Sei Rampah Tamat : 2001 SMA : SMA Teladan Sei Rampah Tamat : 2005 Strata-1 : Departemen Biologi FMIPA USU Tamat : 2009
PERSEMBAHAN
“Hai orang-orang yang beriman, apabila dikatakan kepadamu,
‘Berlapang-lapanglah dalam majelis’, maka lapangkanlah, niscaya Allah akan memberi kelapangan
untukmu. Dan apabila dikatakan, ‘Berdirilah kamu’, maka berdirilah, niscaya Allah
akan meninggikan orang-orang yang beriman di antaramu dan orang-orang yang diberi
ilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan Allah Maha Mengetahui apa yang
kamu kerjakan.”. QS. Al-Mujadilah: 11.
Ku persembahkan untuk:
I
bunda Siti Qomariah
Seorang Ibu yang tegar dalam membesarkan dan membimbing buah hatinya dengan penuh ketegaran dalam balutan cinta dan kasih sayang. Lantunan doa yang tak pernah berhenti menjadi kekuatan tersendiri bagi penulis untuk tetap semangat dalam menggapai cita.
Ayahanda Wardan (Alm.)
Semangat perjuangan dan pengorbanan Ayah yang begitu luar biasa hingga hembusan nafas terakhirnya menjadi sumber inspirasi bagi penulis untuk tetap kuat dalam menjalani berbagai rintangan dan cobaan menuju puncak kesuksesan. Semoga Allah SWT. memberikan tempat yang mulia di sisi-Nya. Amin Ya RabbalAlamin.PENGHARGAAN
Alhamdulillahirabbil’alamin penulis ucapkan kepada Allah SWT karena rahmat dan karunia-Nya akhirnya penulis dapat menyelesaikan tesis sesuai dengan waktu yang diharapkan.Dalam penulisan tesis ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah banyak membantu baik secara langsung ataupun tidak langsung.
1. Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(CTM), Sp.A(K). atas kesempatan untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Magister.
2. Beasiswa Unggulan Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan yang telah memfasilitasi seluruh kegiatan akademik pendidikan Magister di Universitas Sumatera Utara.
3. Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M.Biomed selaku ketua Program Studi Magister Biologi FMIPA USU.
4. Prof.Dr. Dwi Suryanto, M.Sc dan Prof.Dr. Erman Munir, M.Sc selaku Pembimbing I dan pembimbing II dalam penyusunan tesis ini.
5. Ibu Dr. It Jamilah, M.Sc dan Ibu Dr. Saleha Hannum, M.Si selaku dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukannya demi kesempurnaan penulisan tesis ini.
6. Keluarga besar penulis, Kakak, Abang dan Adikku yang kucintai Agus Syahputra Wardana dan Purnama Dewi Putri Wardani serta seluruh keponakan yang telah mendukung penulis selama menempuh pendidikan, baik dukungan moril maupun materil sehingga penulis bisa menyelesaikan pendidikan sesuai dengan yang diharapkan.
7. Kepada Laboratorium Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit, Medan yang telah mengizinkan penulis untuk melakukan penelitian dari awal hingga selesai.
8. Sahabat yang juga telah menjadi keluarga penulis, Panji Wibowo Hasyim, S.Si., Suharsono, S.Kom. M.Kom. dan Eko Pramana Putra, S.Si. yang selalu bersama dalam perjuangan suka dan duka selama penulis menempuh pendidikan Magister.
9. Teman-teman di Kos yang telah bersama dan berbagi kepada penulis, Zainuddin Siregar, S.Kom., Basrah Nasution, S.Kom., M. Arisandy S.Kom. dan Suyono yang telah banyak membantu penulis.
10. Keluarga besar Madrasah Ulumul Qur’an, Langsa, Aceh, khususnya Santri Angkatan 29 dan 30 yang telah memberi kenangan indah bagi penulis selama menumpuh pendidikan Magister. Kepada adinda Zailul Zikriandi, Aufar Fadlul Hadi dan Sabrun Jamil terima kasih telah berbagi cerita indah dan semangat yang tinggi dalam menggapai cita-cita. Ananda yang paling spesial, Fauzul Kabir Anas yang telah menjadi inspirasi tersendiri bagi penulis dan terlebih dahulu mewujudkan impiannya menjadi seorang Hafiz Qur’an, semoga tetap istiqomah dan tetap semangat selama menuntut ilmu di Turki.
11. Kepada seluruh Pendiri, Pengurus dan Relawan Sahabat Beasiswa Untuk Negeri, Universitas Sumatera Utara yang telah banyak berjuang demi kemajuan dunia pendidikan. Tetaplah istiqomah untuk mengabdikan diri demi mewujudkan Generasi Berprestasi yang Mandiri dan Berjiwa Sosial Tinggi. 12. Kepada seluruh teman-teman Program Magister Biologi angkatan 2011, terima
kasih atas kebersamaan dan perjuangan selama mengikuti perkuliahan dan seluruh kegiatan akademik.
Akhirnya dengan penuh ketulusan dan kerendahan hati, penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari kesempurnaan.Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan tesis ini.Semoga tesis ini bermanfaat kepada pembaca dan semoga Allah SWT.membalas semua kebaikan kita semua dengan balasan yang setimpal. Amin Ya Rabbal Alamin.
AKTIVITAS ENZIM PROTEASE ISOLAT BAKTERI TERMOFILIK DARI BEBERAPA SUMBER AIR PANAS DI
SUMATERA UTARA
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian mengenai isolasi dan karakterisasi parsial dari protease kasarisolat bakteri termofil dari beberapa sumber air panas di Sumatera Utara.Sebanyak 20 isolat menunjukkan aktivitas proteolitik secara kualitatif pada media Skim Milk Agar.Tiga isolat dengan indeks proteolitik terbaik diuji aktivitas enzimnya. Pengujian aktivitas protease kasar secara kuantitatif menunjukkan bahwa isolat Bacillus sp. WR02 memiliki aktivitas sebesar 38,01 U/ml pada kondisi pH 6,5 dan suhu 53 oC diikuti oleh isolat Bacillus sp. SQ01 sebesar 13,51 U/ml pada pH 5 dan suhu 60 oC serta isolat Bacillus sp. KW05 sebesar 13,78 U/ml pada pH 7 dan suhu 53 oC.
PROTEASE ACTIVITY OF THERMOPHILIC BACTERIA ISOLATED FROM HOT SPRINGS IN SUMATERA UTARA
ABSTRACT
Isolation and partial characterization of crude protease of thermophilic bacteria from several hot springs in Sumatera Utara has been done. Twenty isolates showed proteolitic activity qualitatively in Skim Milk Agar medium. Three isolates with highest proteolitic index were tested their enzyme activity quantitatively. Result showed that Bacillus sp. WR02 has highest protease activity 38,01 U/ml at pH 6,5 and temperature 53 oC followed byBacillus sp. SQ01 13,51 U/ml at pH 5 and temperature 60 oC and Bacillus sp.KW05 13,78 U/ml at pH 7 and 53 oC.
DAFTAR ISI Halaman PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR i iii iv v vii viii BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 3 1.3 Tujuan 3 1.4 Manfaat 3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 4
2.1 Lingkungan Termofil 4
2.1 Bakteri Termofil 4
2.3 Enzim Protease 6
2.4 Pemanfaatan Enzim Protease 7 2.5 Mikroorganisme Penghasil Protease 9
BAB 3 BAHAN DAN METODE 11
3.1 Waktu dan Tempat 11
3.2 Bahan dan Alat 11
3.3 Pengambilan Sampel 11
3.4 Isolasi Bakteri Termofil 12 3.5 Uji Kemampuan Aktivitas Proteolitik Secara Kualitatif 12 3.6 Pembuatan Kurva Standar Bovin Serum Albumin 13 3.7 Produksi Protease Kasar 13 3.8 Pengukuran Kadar Protein 13 3.9 Pengujian Aktivitas Protease 14 3.10 Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Protease 14 3.11 Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Protease 15
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 16
4.1 Karakteristik Isolat Bakteri Proteolitik Termofil dari Beberapa Sumber Air Panas di Sumatera Utara
16 4.2 Uji Aktivitas Protease Isolat Bakteri Termofil Secara
Kualitatif
18
4.3 Produksi Protease 20
4.4 Pengaruh pH Terhadap Aktivitas Protease 21 4.5 Pengaruh Suhu Terhadap Aktivitas Protease 22
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 25
5.1 Kesimpulan 25
DAFTAR PUSTAKA 26
LAMPIRAN 31
Lampiran A. Alur Kerja Tahapan Penelitian
Lampiran B. Komposisi Media Pertumbuhan, Media Uji Dan Larutan Yang Digunakan Dalam Penelitian
Lampiran C. Lokasi Pengambilan Sampel Air Panas, Kondisi Suhu dan pH
Lampiran D. Indeks Proteolitik Isolat Bakteri Termofil dari Beberapa Sumber Air Panas di Sumatera Utara
Lampiran E. Kurva Standar Bovin Serum Albumin
Lampiran F. Aktivitas Enzim Pada Berbagai pH dan Suhu
31 32 33 35 36 37
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 4.1.1 Karakterisasi morfologi koloni dan sel isolat
bakteri termofil
16 Tabel 4.2.1 Indeks Proteolitik beberapa isolat bakteri termofil 18 Tabel 4.3.1 Aktivitas enzim protease kasar isolat terpilih
selama 3 hari masa inkubasi pada media SMB pada suhu 53o
20 C
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 4.1.1 Morfologi sel Bacillus sp. KW05 (A), Bacillus sp.
SQ01 (B), Bacillus sp. WR02 (C)
18 Gambar 4.2.1 Zona hidrolisis dari 3 isolat bakteri yang
mempunyai nilai IP tertinggi pada media SMA yang diinkubasi pada suhu 53o
19 C selama 48 jam. A:
Bacillus sp. KW05; B: Bacillus sp. SQ01; C: Bacillus sp. WR02.
Gambar 4.4.1 Aktivitas protease kasar isolat terpilih pada berbagai interval pH
21 Gambar 4.5.1 Pengaruh suhu terhadap aktivitas protease ketiga
isolat terpilih
