IDENTIFIKASI PEPTIDA INHIBITOR ?-AMILASE DARI HIDROLISAT TRIPSIN KASEIN SUSU KAMBING

Nurwardian Aulyawati, Prof. Tri Joko Raharjo, S.Si., M.Si., Ph.D.;Prof. Dr. Chairil Anwar

2025 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Diabetes mellitus merupakan penyakit metabolik yang disebabkan oleh defisiensi insulin, baik secara absolut maupun relatif, yang mengakibatkan hiperglikemia berkepanjangan serta berkontribusi terhadap morbiditas dan mortalitas global. Peptida bioaktif telah diketahui mampu menghambat aktivitas ?-amilase, sehingga dapat menunda penyerapan glukosa dalam darah dan berpotensi menurunkan kadar glukosa darah. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi aktivitas penghambatan ?-amilase, mengidentifikasi peptida, serta menganalisis interaksi peptida hasil hidrolisis kasein susu kambing menggunakan enzim tripsin melalui metode penambatan molekul.

Pada penelitian ini, kasein dihidrolisis menggunakan tripsin dengan rasio massa enzim:protein 1:10, 1:20, dan 1:40. Hidrolisat dengan derajat hidrolisis (DH) tertinggi kemudian difraksinasi menggunakan kolom strong cation exchange dengan eluen gradien pH 3–9. Masing-masing fraksi diuji terhadap aktivitas penghambatan ?-amilase, dan fraksi dengan aktivitas penghambatan tertinggi dianalisis kinetikanya menggunakan persamaan Lineweaver-Burk serta diidentifikasi profil peptidanya menggunakan LC-HRMS. Peptida yang teridentifikasi selanjutnya dianalisis interaksinya dengan ?-amilase melalui penambatan molekul menggunakan perangkat lunak HADDOCK dan CABS-dock.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa fraksi dengan pH 5 memiliki aktivitas penghambatan ?-amilase tertinggi dengan total massa 1208,9 µg dan persentase pengambatan sebesar 76,88%. Peptida yang teridentifikasi sebagai agen penghambat ?-amilase meliputi EGIEELLTGTIR, SSPSKHQPPPIR, LRGGLGWESSLR, dan LLPRKAK. Analisis kinetika enzim serta hasil penambatan molekul menggunakan HADDOCK dan CABS-dock menunjukkan bahwa mekanisme penghambatan yang terjadi bersifat inhibisi unkompetitif, yang ditandai dengan penurunan nilai _{Km dan Vmaks s} serta interaksi peptida dengan situs selain sisi aktif enzim ?-amilase. Temuan ini mengindikasikan bahwa peptida bertindak sebagai inhibitor unkompetitif yang menstabilkan kompleks enzim-substrat, sehingga mencegah konversi substrat menjadi produk tanpa mengubah afinitas enzim terhadap substrat. 

Diabetes mellitus is a metabolic disorder caused by insulin deficiency, either absolute or relative, leading to prolonged hyperglycemia and contributing to global morbidity and mortality. Bioactive peptides have been shown to inhibit ?-amylase activity, thereby delaying glucose absorption into the bloodstream and potentially reducing blood glucose levels. This study aims to evaluate ?-amylase inhibition activity, identify peptides, and analyze the molecular docking interactions of peptides derived from goat milk casein hydrolyzed using trypsin.

In this study, casein was hydrolyzed using trypsin at enzyme-to-protein mass ratios of 1:10, 1:20, and 1:40. The hydrolysate with the highest degree of hydrolysis (DH) was fractionated using a strong cation exchange column with a pH gradient eluent of 3–9. Each fraction was tested for ?-amylase inhibition activity, and the fraction with the highest inhibition was analyzed for enzyme kinetics using the Lineweaver-Burk equation and peptide identification using LC-HRMS. The identified peptides were further analyzed for their interactions with ?-amylase using molecular docking via HADDOCK and CABS-dock.

The results showed that the fraction at pH 5 exhibited the highest ?-amylase inhibitory activity, with a total mass of 1208.9 µg and an inhibition percentage of 76.88%. The peptides identified as ?-amylase inhibitors include EGIEELLTGTIR, SSPSKHQPPPIR, LRGGLGWESSLR, and LLPRKAK. Enzyme kinetics analysis, along with molecular docking results using HADDOCK and CABS-dock, revealed that the inhibition mechanism is uncompetitive. This is characterized by a decrease in both Km and Vmax values, as well as peptide interactions with sites other than the active site of the ?-amylase enzyme. These findings indicate that the peptides act as uncompetitive inhibitors, stabilizing the enzyme-substrate complex and preventing the conversion of substrate to product without altering the enzyme's affinity for the substrate.

Kata Kunci : ?-amilase, casein, hidrolisis, peptida, susu kambing