Analisis Interaksi ?-Amilase Bacillus licheniformis (BLA) dan Mutannya (MTBLA) dengan Maltoheptaosa pada Suhu Tinggi menggunakan Metode In Silico: Interaction Analysis of ?-Amylase Bacillus licheniformis (BLA) and its Mutant (MTBLA) with Maltoheptaose at High Temperature using In Silico Method

Annisyaban Fatiha Azzahra (Program Studi Magister Bioteknologi, Fakultas Sekolah Pascasarjana, Universitas Padjadjaran, Bandung 40132, Indonesia)
Regaputra Satria Janitra (Program Studi Magister Bioteknologi, Fakultas Sekolah Pascasarjana, Universitas Padjadjaran, Bandung 40132, Indonesia)
Wahyu Widayat (Laboratorium Riset dan Pengembangan Farmaka Tropis, Fakultas Farmasi, Universitas Mulawarman, Samarinda 75119, Indonesia)
Farhan Azhwin Maulana (Departemen Life Sciences, National Central University, Taoyuan, Taiwan)
Safri Ishmayana (Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran, Sumedang 45363, Indonesia)
Muhammad Yusuf (Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran, Sumedang 45363, Indonesia & Pusat Riset Bioteknologi Molekuler dan Bioinformatika, Universitas Padjadjaran, Bandung 40132, Indonesia)

Jurnal Sains dan Kesehatan
Vol. 5 No. 6 (2023): J. Sains Kes.

?-Amylase is an enzyme that hydrolyzes starch into oligosaccharides used in the food and health industry sector. Hydrolysis products such as maltopentose can be a high-nutrition source for patients with kidney failure and calorie deficit. Therefore, increasing the thermostability of enzymes needs to be done to meet industrial criteria. In this study, we studied the effect of the Bacillus licheniformis ?-amylase (BLA) mutation on its activity at 298 and 373 K in silico through enzyme-substrate interaction analysis. Maltoheptaose was used as a model substrate. At 373 K, the Asn190Phe mutation plays a direct role in forming interactions with the substrate while the Gln264Ser mutation does not play a direct role. At 298 K the Asn265Tyr mutation plays a direct role in the enzyme-substrate interaction. In this study, we found a relationship between enzyme-substrate interaction and activity, the most determining factor being the interaction with the catalytic residue. At 298 K, the total interaction of the mutant BLA (MTBLA)-maltoheptaose was slightly stronger than that of BLA-maltoheptaose. However, the interaction of maltoheptaose with catalytic residues in BLA is stronger than in MTBLA. This is in agreement with the previous experiment at 298 K. A similar pattern is found at 373 K. Thereby, MTBLA activity at 373 K is also not more improved than BLA. Keywords:          ?-Amylase, activity, thermostability, Bacillus licheniformis, In silico   Abstrak ?-Amilase merupakan enzim yang menghidrolisis pati menjadi oligosakarida yang digunakan di sektor industri makanan dan kesehatan. Produk hidrolisis seperti maltopentosa dapat menjadi sumber makanan tinggi nutrisi untuk pasien gagal ginjal dan defisit kalori. Oleh sebab itu, peningkatan termostabilitas enzim perlu dilakukan untuk memenuhi kriteria industri. Pada penelitian ini kami mempelajari pengaruh mutasi ?-amilase Bacillus licheniformis (BLA) terhadap aktivitasnya pada suhu 298 dan 373 K secara in silico melalui analisis interaksi enzim-substrat. Maltoheptaosa digunakan sebagai model substrat. Pada suhu 373 K, mutasi Asn190Phe berperan langsung membentuk interaksi dengan substrat sedangkan mutasi Gln264Ser tidak berperan langsung. Pada suhu 298 K mutasi Asn265Tyr berperan langsung terhadap interaksi enzim-substrat. Pada penelitian ini, kami menemukan hubungan antara interaksi enzim-substrat terhadap aktivitas, faktor yang paling menentukan adalah interaksinya dengan residu katalitik. Pada suhu 298 K, total interaksi mutan BLA (MTBLA)-maltoheptaosa sedikit lebih kuat dibandingkan BLA-maltoheptaosa. Namun, interaksi maltoheptaosa dengan residu katalitik pada BLA lebih kuat daripada MTBLA. Hal ini bersesuaian dengan eksperimen sebelumnya pada suhu 298 K. Pola yang mirip terlihat pada 373 K, sehingga aktivitas MTBLA pada suhu 373 K juga tidak lebih baik daripada BLA. Kata Kunci:         ?-Amilase, aktivitas, termostabilitas, Bacillus licheniformis, In silico