Imobilisasi Protein atau Ligan dan Imobilsasi Sel A. Enzim Enzim adalah benda tak hidup yang diproduksi oleh sel hidup. Enzim menyusun sebagian besar total protein dalam sel. Suatu sel dapat memuat 2000 jenis molekul enzim. Enzim berfungsi sebagai biokatalisator yaitu mempercepat laju suatu reaksi kimia tanpa ikut terlibat dalam reaksi tersebut. Maksudnya, enzim tidak ikut berubah menjadi produk tetapi akan kembali ke bentuk asalnya setelah reaksi kimia selesai. Enzim mengubah molekul substrat menjadi hasil reaksi (produk) yang molekulnya berbeda dari substrat. Enzim merupakan katalisator (protein katalitik) untuk reaksi-reaksi kimia di dalam sistem biologi. Sebagai katalis, enzim memiliki ciri khas yaitu (1) bersifat tidak diubah oleh reaksi yang dikatalisnya, (2) enzim tidak mengubah kedudukan normal dari kesetimbangan kimia, meskipun enzim mempercepat reaksi. Sebagai molekul bebas terlarut air, enzim sulit dipisahkan dari substrat dan produknya. Immobilisasi enzim merupakan salah satu upaya untuk menjadikan enzim pada kondisi tak bergerak yang tidak larut. Immobilisasi enzim dapat dilakukan dengan (1) pengikatan enzim secara kovalen pada permukaan bahan yang tidak larut air, (2) pengikatan silang dengan bahan yang cocok untuk menghasilkan partikel yang baru, (3) penjebakan di dalam suatu matrik atau gel yang permeabel terhadap enzim, substrat, dan produk, (4) enkapsulasi, dan (5) dengan absorbsi pada zat pendukung. Keuntungan immobilisasi enzim adalah (1) Memungkinkan penggunaan kembali enzim yang sudah pernah digunakan, (2) Ideal untuk proses berkelanjutan (continous procces), (3) Memungkinkan kontrol yang lebih akurat pada proses katalisis, (4) Meningkatkan stabilitas enzim, dan (5) Memungkinkan pengambangan sistem reaksi multienzim. B. Penggunaan enzim dalam industri Saat ini, enzim banyak digunakan di bidang industri, terutama industri bioteknologi. Dalam bidang bioteknologi, baik konvensional maupun mutakhir, pengetahuan dan penggunaan enzim merupakan syarat mutlak. Dalam bioteknologi tradisional, seperti industri makanan tingkat rumah tangga, pengetahuan empiris tentang enzim diwariskan secara turuntemurun dan biasanya bercampur dengan pengetahuan empiris tentang penggunaan praktis mikroorganisme, yang secara umum disebut ragi. Selain industri bioteknologi, enzim juga dipakai secara luas dalam industri tekstil dan kertas. Dalam bidang teknologi lingkungan, enzim juga digunakan dalam pengolahan air limbah dan sampah, terutama sampah organik. Penggunaan enzim untuk diagnosis Enzim dapat digunakan pada teknik diagnosis, yaitu (1) enzim sebagai penanda/marka diagnosa, (2) enzim sebagai reagensia diagnosis, dan (3) enzim sebagai penanda pembantu reagen. C. Imobilisasi enzim Enzim adalah katalis biologis yang terdiri dari protein atau glikoprotein. Enzim telah dimanfaatkan dalam proses industri makanan, minuman, farmasi, tekstil dan deterjen. Meskipun demikian, dalam penggunaannya, enzim memiliki keterbatasan, seperti harganya yang mahal, terutama enzim yang tingkat kemurniannya tinggi, serta tingkat stabilitas enzim yang rendah. Pada umumnya, reaksi katalisis memerlukan enzim larut sehingga enzim tidak dapat digunakan kembali. Dengan demikian, dalam produksi berbagai senyawa dengan menggunakan katalis enzim, biaya yang diperlukan menjadi lebih tinggi. Untuk mengatasi masalah ini, kemampuan enzim dalam mengkatalisis suatu reaksi dapat dipertahankan dengan cara melakukan imobilisasi dalam matriks pendukung yang tidak larut dalam reaksi. Enzim amobil atau imobil adalah enzim yang melekat pada inert, bahan yang tidak larut seperti kalsium alginate (diproduksi dengan mereaksikan campuran larutan natrium alginat dan larutan enzim dengan kalsium klorida). Imobilisasi enzim dapat meningkatkan ketahanan enzim terhadap perubahan pH dan suhu. Imobilisasi juga bertujuan untuk mendapatkan enzim yang dapat dipisahkan dari produk dan dapat digunakan kembali setelah melalui proses reaksi katalisis. Keuntungan imobilisasi enzim adalah: 1. 2. 3. 4. Enzim dapat digunakan kembali. Mampu menghasilkan produksi yang berkelanjutan dan terkontrol dengan baik. Hasil dari enzim dapat dipisahkan dengan mudah. Dalam beberapa kasus, stabilitas enzim imobil dapat ditingkatkan, enzim imobil biasanya memiliki stabilitas termal dan operasional yang lebih jika dibandingkan enzim larut. 5. Dapat digunakan bersama-sama dengan enzim lain dalam suatu proses manufaktur yang kompleks. Kelemahan imobilisasi enzim adalah: 1. Biaya carrier/penyangga dan proses imobilisasi cukup besar. 2. Terjadi perubahan karakteristik enzim. 3. Pembatasan transfer massa (problem dengan kofaktor dan regenerasi, serta problem dengan sistem multienzim). 4. Aktivitas enzim hilang selama imobilisasi. Metode imobilisasi enzim yang sering digunakan, antara lain: a) b) c) d) Memperbaiki daya apung. Imobilisasi dengan ikatan kovalen. Menjerab enzim dalam matrik pendukung. Cross-linked, penahanan enzim dalam membran. Sumber: Susanti,R., Fibriana,F. (2017). Teknologi enzim. Jogjakarta: CV Andi Offset. Emas.ui.ac.id. (2021, 10 Maret). 8 Maret – 14 Maret 2021 : Imobilisasi protein atau ligan dan imobilisasi sel. Diakses pada10 Maret 2021. https://emas.ui.ac.id/course/view.php?id=12954#section-4
