Judul: Degradasi Enzimatis Lignoselulosa Oleh Aktinomiset Indigenous: Potensi Penggunaan Lytic Polysaccharide Monooxygenase dalam Pra Perlakuan Limbah Berlignoselulosa
Abstrak: Biomassa tumbuhan diproduksi rata-rata sejumlah 200 x 109 ton per tahun dengan kandungan lignoselulosa sebesar 90%, sehingga keberadaan lignoselulosa sebagai komponen utama penyusun dinding sel tumbuhan sangat berlimpah di alam. Selulosa sebagai komponen terbesar dari lignoselulosa, merupakan polimer yang mempunyai struktur linier homogen dari unit glukosil dengan ikatan β(1→4) yang membentuk mikrofibril berstruktur kristalin dan amorf. Ikatan ini diketahui mampu menghalangi aktivitas enzim-enzim hidrolitik pendegradasi lignoselulosa untuk bisa mencapai substratnya sehingga proses degradasi limbah berlignoselulosa biasanya diawali dengan tahap pra perlakuan, seperti misalnya melalui penambahan NaOH. Lytic polisaccharide monooxygenase (LPMO), diketahui mampu memecah polisakarida kristalin melalui aktivitas pemotongan secara oksidatif antara unit β(1→4) glukosil pada selulosa, glukan hemiselulosik dan selodekstrin. Kemampuan LPMO ini sangat mungkin untuk diaplikasikan dalam proses pra perlakuan limbah berlignoselulosa. LPMO memiliki beberapa karakter yakni bersifat Cu-dependent dan dalam aktivitasnya membutuhkan oksigen serta donor elektron yang dapat berasal dari asam askorbat. Kemampuan LPMO dalam meningkatkan aksesibilitas enzim pendegradasi lignoselulosa menimbulkan ide pengujian aktivitas LPMO berdasarkan produk gula pereduksi dengan indikator aktivitas xilanase. Xilanase merupakan enzim pendegradasi xilan (hemiselulosa) yang berperan dalam proses produksi xilitol, etanol, oligosakarida, dan banyak dimanfaatkan dalam industri makanan, pakan ternak, pengolahan pulp serta pemutihan kertas. Aktivitas LPMO juga dapat dideteksi secara kuantitatif berdasarkan analisis produksi hidrogen peroksida (H2O2) yang merupakan produk reaksi samping dari aktivitas LPMO jika tidak terdapat polisakarida. Pelepasan H2O2 dideteksi melalui konversi amplex red ke resorufin oleh horseradish peroxidase (HRP) melalui uji fluorometrik. Berdasarkan latar belakang di atas maka penelitian ini mempunyai tiga tujuan. Pertama, untuk mendapatkan kandidat aktinomiset yang mampu menghasilkan LPMO. Kedua, mendapatkan metode analisis penentuan keberadaan LPMO melalui peningkatan produk gula pereduksi. Ketiga, mengidentifikasi aktinomiset yang berpotensi menghasilkan LPMO. Penelitian ini dimulai dengan isolasi dan pemurnian aktinomiset asal perkebunan kelapa sawit dan Taman Nasional Bukit Dua Belas Jambi. Isolat yang diperoleh kemudiandiuji kemampuan tumbuhnya pada substrat avicel dan uji aktivitas xilanasenya sebagai langkah awal penapisan aktinomiset penghasil LPMO dengan indikator aktivitas xilanase. Isolat aktinomiset dengan kemampuan tumbuh pada avicel dan aktivitas xilanase tertinggi, dipilih untuk diuji kemampuannya dalam menghasilkan LPMO. Identifikasi isolat aktinomiset terpilih dilakukan berdasarkan karakter morfologi, biokimia dan molekuler. Pengaruh ion logam dan donor elektron terhadap aktivitas sinergis antara LPMO dan xilanase pada enzim ekstrak kasar, dieliminasi dengan pengujian pengaruh penambahan ion Cu2+ dan asam askorbat terhadap aktivitas xilanase aktinomiset terpilih. Pengujian aktivitas LPMO diawali dengan produksi LPMO pada media avicel 1% (b/v) selama 10 hari. Waktu inkubasi terbaik yang ditentukan berdasarkan aktivitas LPMO tertinggi dan digunakan sebagai acuan untuk produksi enzim LPMO. Uji aktivitas LPMO berdasarkan produk gula pereduksi dilakukan dengan menggunakan substrat xilan beechwood, carboxymethyl cellulose (CMC) dan avicel dengan penambahan ion Cu2+ dan asam askorbat. Karakter Cu-dependent dari LPMO danalisis dengan uji pengikatan logam melalui penambahan EDTA pada reaksi enzimatis. Pengujian aktivitas LPMO dilanjutkan dengan uji produksi H2O2 menggunakan amplex red fluorometric. Secara berturut-turut Bacillus thuringiensis ATCC 33679 dan Pichia pastoris KM71H penghasil xilanase digunakan sebagai kontrol positif dan kontrol negatif. Uji aktivitas LPMO dalam biodegradasi limbah berlignoselulosa dilakukan dengan menggunakan LPMO dalam proses pra perlakuan batang tembakau dengan perlakuan NaOH sebagai pembanding. Pada perlakuan tersebut juga dilakukan analisis terhadap soluble dan insoluble dietary
Keyword: lignoselulosa, pra perlakuan, LPMO, aktinomiset

Judul: Penapisan isolat pendegradasi xilan bagas serta pencirian xilanase
Abstrak: Xilanase merupakan enzim ekstraseluler yang dapat dihasilkan oleh mikroba. Enzim ini digunakan secara luas dalam aplikasi bioteknologi. Xilanase diproduksi menggunakan substrat xilan bagas. Penggunaan bagas sebagai biomassa tidak akan bersaing dengan ketahanan pangan. Hidrolisis xilan bagas tebu dapat menghasilkan produk xilooligosakarida. Xilan merupakan komponen hemiselulosa pada bagas. Xilanase dapat menjangkau xilan dan secara mudah mengkonversinya menjadi gula sederhana, oleh karena itu perlu dilakukan pretreatment dan ekstraksi. Selulosa secara alami diikat oleh hemiselulosa dan dilindungi oleh lignin, oleh karena itu disebut dengan lignoselulosa. Adanya senyawa pengikat lignin inilah yang menyebabkan bahan-bahan lignoselulosa sulit untuk dihidrolisa. Pretreatment akan merusak dinding sel tanaman dan akan mempermudah akses enzim pada polisakarida bagas. Pretreatment meliputi delignifikasi dan ekstraksi xilan. Ekstraksi xilan bertujuan untuk memisahkan komponen xilan dengan selulosa. Proses pretreatment bagas meliputi delignifikasi menggunakan sodium hipoklorit (NaOCl) 1% dan ekstraksi xilan menggunakan metode alkalin (NaOH 15%) sebagai pelarut. Terdapat tiga isolat bakteri xilanolitik yang berasal dari Taman Nasional Bukit Duabelas (TNBD) Jambi yaitu isolat XJ (Xilanolitik Jambi) no 17, 28 dan 30. Isolat tersebut kemudian diuji secara kualitatif dan kuantitatif pada substrat xilan bagas. Uji kualitatif menggunakan metode pewarnaan merah-kongo, sedangakan uji kuantitatif menggunakan metode DNS. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan penapisan xilanase dari 3 bakteri xilanolitik, mengkarakterisai xilanase isolat potensial dan menghidrolisis xilan bagas. Isolat potensial pendegradasi xilan bagas diidentifikasi dengan 16S rRNA. Produk hidrolisis dianalisis menggunakan KLT (Kromatografi Lapis Tipis). Hasil ekstraksi xilan dari bagas diperoleh 9,9% xilan dari bagas dan setelah pemurnian diperoleh 3,4 % xilan larut. Isolat yang dapat menggunakan substrat xilan bagas dalam uji kualitatif yaitu no XJ28 dan XJ30. Aktivitas xilanase tertinggi adalah isolat XJ28 pada xilan bagas diperoleh pada jam ke-96 masa inkubasi dengan aktivitas 11,3 ± 0,6 U/mL, sedangkan pada isolat XJ30 sebesar 0,3 ± 0,005 U/mL pada jam ke-3 masa inkubasi. Produk ekstraksi xilan bagas kemudian dibandingkan dengan produk komersial, xilanase XJ28 diproduksi dari substrat xilan beechwood komersial (Sigma) dan mendapatkan aktivitas enzim sebesar 11,5 ± 0,2 U/mL pada jam ke-48 masa inkubasi. Isolat XJ28 memiliki karakter xilanase optimum pada pH 7 dengan suhu 50 °C, stabil sampai inkubasi jam ke-72 pada suhu ruang maupun pada suhu 4 °C, dan bebas selulase. Berdasarkan hasil tersebut, hidrolisis xilan bagas 0,5 % oleh xilanase ekstrak kasar menghasilkan gula reduksi dengan BM yang sama dengan sukrosa. Berdasarkan identifikasi 16S rRNA, isolat potensial XJ28 memiliki tingkat kemiripan 99 % dengan Bacillus subtilis.
Keyword: xilanase, xilan bagas, hidrolisis, KLT, 16S rRNA

Judul: Metrik Einstein (Anti-) Self-Dual Berdimensi Empat dengan Metode Cartan
Abstrak: Gravitational field equation can be formulated in differential forms (differential geometry), which describes gravity as a manifestation of the curvature of space-time. Curvature of space-time is characterized by a metric that satisfies the gravitational field equation. With differential forms it can be formulated the (anti-) self-dual Einstein equation, which is a modification of the Cartan structure in (anti-) self-dual basis. Calculation of (anti-) self-dual metric with (anti-) self-dual Einstein equation is simpler than the calculation using Christoffel symbols.
Keyword: