Enzyme

Entri kali ni aku nak cerita mengenai Enzyme atau ejaan bahasa melayu Enzim.

Kenapa cerita pasal Enzim pula?

Sebab bidang kajian aku sebelum ni fokus kepada Enzim.

Hari2 mengadap enzim dalam makmal sebelum ni. 

Di bawah adalah gambar lab bench aku semasa buat eksperimen enzim di Imperial dulu.

My lab bench

Enzim adalah protein dan biocatalyst iaitu dalam bahasa melayu dipanggil pemangkin bagi memudahkan 'chemical reaction'. Contoh paling mudah adalah enzim amylase, dalam mulut manusia untuk menukarkan karbohidrat kepada glukosa. Karbohidrat mempunyai struktur yang complicated ditukar kepada glukosa yang lebih kecil strukturnya.

Terlalu banyak jenis enzim yang ada di muka bumi ini :)

Contohnya cellulase, lactase, amylase, beta-glucosidase, pectinase, protease dan banyak lagi.

Setiap enzim ini mempunyai fungsinya sendiri dalam kehidupan seharian kita.

Kajian yang aku jalankan sebelum ini adalah cellulase.

Apa itu cellulase?

Cellulase adalah enzim yang menukarkan cellulose kepada glukosa.

Cellulose ni apa pula?

Cellulose atau dikenali sebagai sellulosa, adalah bahan yang terdapat dalam semua tumbuhan di alam cakerawala ini :) 

Ia bertindak sebagai melindungi kandungan cell dalam tumbuhan tersebut.

Contoh paling mudah, kita ada buah rambutan, kulit rambutan tersebut mengandungi cellulose. 

Begitu juga daun yang kita lihat di semua pokok, daun juga mempunyai cellulose.

Kuantiti cellulose dalam setiap tumbuhan adalah berbeza.

Dari segi kimia pula, cellulose terdiri daripada carbon, hidrogen dan oksigen.

Adakah manusia mempunyai cellulose?

Jawapannya tidak.

Manusia makan sayuran yang ada cellulose dan manusia tidak mempunyai enzim untuk 'digest' cellulose tersebut, lalu jadilah dia sebagai agen bagi pembentukan faeces (Untuk yang tak pasti faeces ni apa, boleh google).

Berbalik kepada kajianku sebelum ni.

Cellulase ini digunakan sebagai enzim yang berperanan untuk hasilkan bioethanol dari tumbuhan.

Apa itu bioethanol?

Bioethanol adalah 'renewable energy' yang boleh digunakan di dalam kenderaan sebagai alternatif kepada petroleum.

Peranan cellulase adalah seperti di bawah:

Cellulose (dari tumbuhan) ------------> Glucose  ----------> Bioethanol

                                            (cellulase)

Cellulase adalah pemangkin kepada penukaran cellulose kepada glucose.

Dari glucose kepada bioethanol perlukan proses fermentation (penapaian).

Tugasku adalah melakukan eksperimen melihat keberkesanan cellulase di dalam sistem Ionic liquid.

Apa pula Ionic liquid? Haha

Aku akan cerita kemudian. Entri kali ni kita bagi basic idea je dulu.

Okay. Apa pula sumber cellulase?

Cellulase boleh diambil dari fungus (kulat) yang dijumpai di dalam tanah.

Ada sejarah cellulase ni sebenarnya.

Pada zaman perang dunia ke-2 (World War II), askar dari America, berkhemah di dalam hutan di Solomon Island. Kat sini mereka berasa pelik kenapa, khemah mereka yang dibuat dari cotton, koyak di sana sini. Apabila mereka check punya check, rupanya ada fungus dalam tanah berdekatan khemah mereka, mengeluarkan cecair enzim yang dikenali sebagai cellulase. Cellulase ni telah bertindakbalas dengan khemah mereka lalu terbentuklah  lubang pada khemah yang mereka gunakan.

Yeah.Kebanyakan penemuan sains adalah tidak disengajakan. 

Seorang saintis telah membuat kajian terhadap fungus ini dan berikan nama sebagai Trichoderma reesei (Kenapa diaorang tak letak nama lebih best sikit? Haha).

Sejak penemuan fungus ini, banyak manfaat yang telah mereka gunakan contohnya penghasilan kertas dari pokok tumbuhan, ekstrak jus dari sayur-sayuran dan juga penghasilan bioethanol tadi.

Macam ni lah chemical structure cellulase reaction. Retrieved from: http://www.bestdigestiveenzyme.com/cellulase-digestive-enzyme/

Di bawah adalah gambar-gambar yang di ambil ketika membuat kajian cellulase.

Alat untuk cek saiz cellulase diberi nama SDS electrophoresis.

Alat ni kita masukkan dalam electrophoresis di atas

Centrifuge untuk separate liquid dan solid. Biasanya guna untuk dapatkan glucose setelah berjaya diperolehi dari proses enzymatic saccharification.

One selfie in the lab :)

Sebenarnya ada lagi gambar berkenaan machine yang digunakan untuk proses kaji cellulase ini. Tapi entri kali ni kita bagi simple je dulu. Ya, gambar di atas di ambil sekitar tahun 2014-2015. Wow.dah 5 tahun rupanya.

InsyaAllah, ada masa kita cerita pula kajian cellulase-ionic liquids.