ANALISIS PROFIL PROTEIN DAUN YAKON (Smallanthus
sonchifolius) YANG TERLIBAT DALAM PENGATURAN
KADAR GULA DARAH MENGGUNAKAN SDS-PAGE DAN
BIOINFORMATIKA
YAKON LEAF PROTEIN PROFILE ANALYSIS (Smallanthus
sonchifolius) INVOLVED IN THE BLOOD SUGAR LEVEL
USING SDS-PAGE AND BIOINFORMATICS
SKRIPSIDiajukan untuk memenuhi sebagian dari syarat-syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan
Oleh:
ALEKSANDER BOLI WISNU PRASETYAJI LOLAN
12.70.0154
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA
SEMARANG
2017
ANALISIS PROFIL PROTEIN D
AUN YAKON (Smallanthus
sonchifolius) YANG TERLIBAT DALAM PENGATURAN
KADAR GULA DARAH MENGGUNAKAN SDS-PAGE DAN
BIOINFORMATIKA
YAKON LEAF PROTEIN PROFILE ANALYSIS (Smallanthus
sonchifolius) INVOLVED IN THE BLOOD SUGAR LEVEL
USING SDS-PAGE AND BIOINFORMATICS
Oleh:
Aleksander Boli Wisnu Prasetyaji Lolan
NIM : 12.70.0154
Program Studi : Teknologi Pangan
Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan
Di hadapan sidang penguji pada tanggal 7 juli 2017
Semarang, 20 Juli 2017
Fakultas Teknologi Pertanian
Universitas Katolik Soegijapranata
iii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi yang berjudul “ANALISIS PROFIL PROTEIN DAUN YAKON (Smallanthus sonchifolius) YANG TERLIBAT DALAM PENGATURAN KADAR GULA DARAH MENGGUNAKAN SDS-PAGE DAN BIOINFORMATIKA” ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila dikemudian hari ternyata terbukti bahwa skripsi ini sebagian atau seluruhnya merupakan hasil plagiasi, maka saya rela untuk dibatalkan dengan segala akibat hukumnya sesuai peraturan yang berlaku pada Universitas Katolik Soegijapranata dan/atau peraturan perundang-undangan yang berlaku.
iv
RINGKASAN
Tanaman yakon (Smallanthus sonchifolius) merupakan tanaman yang berperan dalam membantu sekresi hormon insulin pada tubuh. Bagian tanaman yakon yang sering dimanfaatkan terkait dengan sekresi hormon insulin ini adalah bagian daun. Daun yakon mengandung protein sebesar 15,97%. Dengan kandungan protein tersebut, daun pada yakon ini berkontribusi terhadap pengaturan hormon insulin pada tubuh. Atas dasar peran protein daun yakon tersebut, kemudian dilakukan penelitian mengenai profil protein daun yakon (Smallanthus sonchifolius) untuk mengetahui jenis protein dari daun yakon yang berperan dalam sekresi insulin dalam tubuh. Analisa protein dilakukan dengan SDS PAGE dan Bioinformatika. Sebelum dilakukan analisa terhadap profil protein, maka perlu dilakukan isolasi perotein untuk mendapatkan isolat protein yang murni dan bebas dari pengotor. Dalam penelitian ini daun yakon dikeringkan terlebih dahulu kemudian dihaluskan. Setelah itu dilakukan disrupsi sel dengan sonicator kemudian presipitasi protein. Presipitasi protein dilakukan dengan menggunakan 3 metode berbeda yaitu Phenol/chloroform, TCA/Aseton dan Salting Out. Kemudian dilakukan penghitungan konsentrasi protein dengan metode Bradford dan dilakukan analisa profil protein dengan menggunakan SDS-PAGE dan Bioinformatika. Dari analisa ini, kemudian dilakukan penghitungan berat molekul dan diperoleh 7 jenis protein yang terkandung di dalam daun yakon (Smallanthus sonchifolius) ini. Protein-protein ini berkontribusi terhadap sekresi insulin dalam tubuh.
v
SUMMARY
Yakon plant (Smallanthus sonchifolius) is a plant that plays a role in helping the secretion of the hormone insulin in the body. Part of the yakon plant that is often exploited associated with the secretion of this insulin hormone is the leaf part. Yakon leaves contain a protein of 15.97%. With these protein content, the leaves of this yakon contribute to the regulation of the hormone insulin in the body. On the basis of the role of leaf protein of yakon, then done research about protein profile of yakon leaves (Smallanthus sonchifolius) to know type of protein from yakon leaf that play role in insulin secretion in body. Protein analysis was performed with SDS PAGE and Bioinformatics. Prior to the analysis of protein profiles, it is necessary to isolate perotein to obtain a pure protein isolate and free from impurities. In this study the leaves of yakon are dried first and then smoothed. After that, disrupt the cell with a sonicator and then precipitate the protein. Protein precipitation was performed using 3 different methods of Phenol /
chloroform, TCA / Acetone and Salting Out. The protein concentration was calculated by
Bradford method and protein profile was analyzed using SDS-PAGE and Bioinformatics. From this analysis, then do the calculation of molecular weight and obtained 7 types of proteins contained in the leaves of yakon (Smallanthus sonchifolius) this. These proteins contribute to the secretion of insulin in the body.
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat karunia-Nya, Penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi dengan judul “ANALISIS PROFIL PROTEIN DAUN YAKON (Smallanthus sonchifolius) YANG TERLIBAT DALAM PENGATURAN KADAR GULA DARAH MENGGUNAKAN SDS-PAGE DAN BIOINFORMATIKA”. Laporan skripsi ini merupakan salah satu syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pangan di Universitas Katolik Soegijapranata Semarang.
Skripsi ini dapat terselesaikan oleh karena dukungan dari berbagai pihak, baik sebagai pengarah maupun penyemangat bagi penulis. Oleh karena itu, penulis hendak mengucapkan terima kasih kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus, yang memberikan hikmat dan penyertaan-Nya kepada penulis dalam penulisan skripsi.
2. Dr V. Kristina Ananingsih, ST, Msc selaku dekan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata yang telah memberikan dukungan dan pengarahan yang baik secara langsung maupun tidak langsung kepada penulis.
3. Dr. A. Rika Pratiwi, Msi selaku dosen pembimbing yang selalu membimbing, membantu, memotivasi, dan mendampingi penulis selama pelaksanaan penelitian skripsi hingga pembuatan laporan skripsi.
4. Ivone Fernandez, S.Si, M.Sc Selaku dosen Pembimbing yang selalu membimbing, Membantu, memotivasi dan mendampingi penulis selama penyusunan proposal hingga penelitian di Laboratorium.
4. Mbak Agatha, Mas Soleh, Mas Pri dan Mas Lilik yang telah banyak membantu penulis selama pelaksanaan penelitian skripsi di laboratorium.
5. Semua dosen dan karyawan FTP yang telah membantu dalam hal administrasi.
6. Keluarga penulis terutama Bapak, Mama, Indri dan Ian yang selalu memberikan semangat, dukungan, dan doa untuk penulis. Terima kasih untuk segala cinta dan perjuangannya.
7. Kakek, Nenek Om dan tante selaku keluarga penulis yang berada di Semarang yang selalu memberikan dukungan, semangat dan doa untuk penulis. Terima kasih untuk segala pendampingan dan perjuangannya.
vii
7. Ko Pito, Buddy, Daniel, Teo, Danny, Rafael, dan Tami selaku teman berbagi cerita selama penulis melakukan proses penelitian ini hingga selesai.
Penulis meminta maaf apabila terdapat kesalahan, kekurangan, maupun hal-hal yang kurang berkenan bagi pembaca. Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam laporan ini, sehingga dengan kerendahan hati maka penulis menerima kritik dan saran apabila terdapat kesalahan-kesalahan dalam laporan ini. Semoga laporan penelitian ini bermanfaat bagi penulis dan semuanya.
viii
DAFTAR ISI
halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... iii
RINGKASAN ... iv
SUMMARY ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
1. PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Tinjauan Pustaka ... 3
1.2.1. Tanaman Yakon (Smallanthus sonchifolius) ...3
1.2.2. Protein ... 4
1.2.3. Presipitasi Protein ... 5
1.2.3.1. Trichloroacetic Acid (TCA/Acetone) ... 5
1.2.3.2. Phenol-Chloroform ... 5
1.2.3.3. Salting Out ... 5
1.2.4. Elektroforesis ... 6
1.2.4.1. SDS (Sodium Dodecyl Sulphat) ... 7
1.2.4.2. Gel Poliakrilamid ... 8
1.2.5. Bioinformatika ... 8
1.3. Tujuan Penelitian ... 9
2. MATERI & METODE ... 10
2.1. Materi ... 10
2.2. Metode ... 11
2.2.1. Penelitian Pendahuluan ... 12
2.2.1.1. Pengeringan Daun Yakon ... 12
2.2.2. Penelitian Utama ... 12
2.2.2.1. Isolasi Protein ... 12
A. Preipitasi dengan metode TCA/Aseton ... 13
B. Metode Phenol/Chloroform ... 13
ix
2.2.2.2. Analisa Konsentrasi Protein Metode Bradford ...15
A. Pembuatan Kurva Standart BSA ...15
B. Pengujian Protein Metode Bradford ...16
2.2.2.3. Analisa Profil Protein ...16
3. HASIL PENELITIAN ...19
3.1. Efisiensi Isolat Protein dan Konsentrasi Daun Yakon ...19
3.2. Profil Protein Yakon ...19
3.3. Analisa Bioinformatika ...21
4. PEMBAHASAN ...30
4.1. Efisiensi Isolat Protein ...30
4.2. Konsentrasi Isolat Protein Daun Yakon (Smallanthus sonchifolius) ...32
4.3. Profil Protein Daun Yakon (Smallanthus sonchifolius) ...33
5. KESIMPULAN DAN SARAN ...42
5.1. Kesimpulan ...42
5.2. Saran ...42
6. DAFTAR PUSTAKA ...43
7. LAMPIRAN ...47
7.1. Efisiensi Isolat Protein ...47
7.2. Perhitungan Konsentrasi Isolat Protein ...48
7.3. Hasil Uji Beda Isolat Protein ...51
7.4. Perhitungan Berat Molekul ...53
7.5. Sekuens Asam Amino Penyusun Protein Hasil Analisa SDS-PAGE dan Bioinformatika ...56
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Komposisi pembuatan separating gel ... 16
Tabel 2. Komposisi pembuatan stacking gel ... 17
Tabel 3. Efisiensi Isolat dan konsentrasi protein daun yakon (Smallanthus sonchifolius) .... 19
Tabel 4. Berat Molekul profil protein daun yakon (Smallanthus sonchifolius) dengan 3 metode berbeda ... 20
Tabel 5. Profil Protein daun Yakon (Smallanthus sonchifolius) beserta berat molekul ... 21
Tabel 6. Peranan Protein pada daun yakon (Smallanthus sonchifolius) ... 22
Tabel 7. Hasil absorbansi standart BSA (Bovine Serum Albumin) ... 48
Tabel 8. Uji Beda Efisiensi Isolat protein ... 51
Tabel 9. Uji Beda konsentrasi isolat protein ... 52
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. (a) Daun Yakon (Smallanthus sonchifolius) ... 3
Gambar 1. (b) tanaman yakon (Smallanthus sonchifolius) yang dibudidayakan di Wonosobo, Jawa Tengah ... 3
Gambar 2. Skema pemisahan protein dengan elektroforesis ... 6
Gambar 3. Rancangan percobaan penelitian ... 11
Gambar 4. Daun Yakon setelah dikeringkan dengan STD (Solar Tunnel Dryer) ... 12
Gambar 5. Proses isolasi protein ... 12
Gambar 6. Proses presipitasi protein dengan menggunakan TCA/Aseton ... 13
Gambar 7. Proses presipitasi protein dengan menggunakan phenol/chloroform ... 14
Gambar 8. Proses presipitasi protein dengan menggunakan metode salting out ... 15
Gambar 9. Profil protein daun yakon (Smallanthus sonchifolius) ... 19
Gambar 10. Kurva standart BSA ... 48
Gambar 11. Kuva Rf pada perhitungan marker protein ... 53
Gambar 12. Sekuens asam amino penyusun RNA polymerase beta subunit ... 56
Gambar 13. Sekuens asam amino penyusun NAD(P)H-quinone oxidoreductase subunit I, chloroplastic ... 56
Gambar 14. Sekuens asam amino penyusun Putative 36.9 kDa movement protein ... 56
Gambar 15. Sekuens asam amino penyusun NADH dehydrogenase subunit 4 ... 57
Gambar 16. Sekuens asam amino penyusun ATP synthase subunit beta, chloroplastic .... 57
Gambar 17. Sekuens asam amino penyusun DNA-directed RNA polymerase subunit ... 58
Gambar 18. Sekuens asam amino penyusun NAD(P)H-quinone oxidoreductase subunit 5, chloroplastic ... 59
Gambar 19. Sekuens asam amino penyusun penyusun DNA-directed RNA polymerase subunit beta ...59
