Husna, Afifa and Dr. Chun-Yi Hu, - and Dr. Yo-Chia Chen, - and Dr. Agustin Krisna Wardani, - (2020) Characterization of a xylanase (XynA) from Clostridium acetobutylicum and its application in the production of xylooligosaccharides. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Clostridium acetobutylicum adalah bakteri yang dikenal memiliki kemampuan untuk mendegradasi dan memanfaatkan hemiselulosa sebagai substrat untuk pertumbuhannya. Bakteri ini memiliki endo-β-1,4-xilanase untuk memecah xilan dan enzim ini berguna menghasilkan berbagai macam turunan xilan, seperti xylooligosaccharide (XOS) dalam industri. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengkloning gen xilanase (xynA) C. acetobutylicum dan untuk mengevaluasi kemampuan xilanase yang diekspresikan untuk menguraikan berbagai sumber xilan. xynA diamplifikasi menggunakan PCR dan kloning menjadi vektor ekspresi pET21a(+), dan kemudian konstruknya adalah diubah menjadi Escherichia coli BL21 (DE3). Ekspresi protein XynA adalah diinduksi dengan penambahan 0,1 mM IPTG selama 16 jam. Hasil amplifikasi PCR menunjukkan bahwa gen xilanase rekombinan dari C. acetobutylicum memiliki 957 bp dan mengkodekan 318 asam amino protein. Protein rekombinan memiliki katalitik situs milik keluarga glikosil hidrolase 10 dan berat molekulnya adalah sekitar 37,5 kDa setelah mengalami SDS-PAGE dan Western blot. XynA menunjukkan aktivitas optimum pada suhu 60 °C dalam buffer asam sitrat pH 5,5 dan mampu mempertahankan lebih dari 75% aktivitasnya setelah disimpan pada suhu 25-55 °C. Selain itu, XynA sebagian besar stabil dalam buffer asam sitrat pH 5,0-7,5 dan itu stabil dalam konsentrasi aseton yang relatif tinggi dibandingkan dengan yang diuji lainnya pelarut. Dari hasil KLT, XynA menunjukkan kemampuannya dalam mendegradasi kayu beech xylan dan rye arabinoxylan untuk menghasilkan XOS, apalagi bisa terdegradasi xylotriose untuk menghasilkan terutama xylobiose dan sejumlah kecil xylose. Untuk lebih lanjut menyelidiki kemampuan XynA untuk menghasilkan XOS dari biomassa pra-perlakuan, the enzim rekombinan direaksikan dengan biomassa yang telah diberi perlakuan sebelumnya autohidrolisis dan larutan KOH. Hasil TLC mengungkapkan bahwa XynA menunjukkan kemampuan menghasilkan XOS dari sabut kelapa terautohidrolisis.
English Abstract
Clostridium acetobutylicum is a bacterium known to have the ability to degrade and utilize hemicellulose as a substrate for its growth. This bacterium possesses endo-β-1,4-xylanase to breakdown xylan and this enzyme is useful to produce many kinds of xylan derivatives, such as xylooligosaccharide (XOS) in industry. Therefore, the aim of this study is to clone the xylanase gene (xynA) of C. acetobutylicum and to evaluate the ability of the expressed xylanase to breakdown different sources of xylan. The xynA was amplified using PCR and cloned into an expression vector pET21a(+), and then the construct was transformed into Escherichia coli BL21 (DE3). XynA protein expression was induced by the addition of 0.1 mM IPTG for 16 hours. PCR amplification result showed that the recombinant xylanase gene from C. acetobutylicum has 957 bp and encodes 318 amino acids protein. The recombinant protein has catalytic site that belongs to glycosyl hydrolase family 10 and the molecular weight was approximately 37.5 kDa after being subjected to SDS-PAGE and Western blot. XynA showed optimum activity at 60 °C in citric acid buffer pH 5.5 and it was able to maintain more than 75% of its activity after being kept at 25-55 °C. Moreover, XynA was mostly stable in citric acid buffer pH 5.0-7.5 and it was stable in relatively high concentration of acetone compared with other tested solvents. From the TLC result, XynA showed its ability to degrade beechwood xylan and rye arabinoxylan to produce XOS, moreover it could degrade xylotriose to yield mainly xylobiose and a small amount of xylose. To further investigate the ability of XynA to produce XOS from pretreated biomass, the recombinant enzyme was reacted with biomass that had been pretreated with autohydrolysis and KOH solution. The TLC result revealed that XynA showed the ability to produced XOS form autohydrolyzed coconut husk.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | 0420100003 |
| Uncontrolled Keywords: | Clostridium acetobutylicum, xylanase, xylooligosaccharide |
| Subjects: | 300 Social sciences > 338 Production > 338.1 Agriculture |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian |
| Depositing User: | soegeng sugeng |
| Date Deposited: | 20 Jul 2022 06:55 |
| Last Modified: | 20 Jul 2022 06:55 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/192415 |
![[thumbnail of DALAM MASA EMBARGO]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text (DALAM MASA EMBARGO)
0420100003-Afifa Husna.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2023. Download (3MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |