Perpustakaan Digital ITB

Likopen merupakan metabolit sekunder tetraterpena, kelompok pigmen karotenoid dengan sifat antioksidan yang kuat, anti kanker, anti inflamasi, dan anti-aging. Pemanfaatan likopen di berbagai sektor membuat permintaan di pasaran terus meningkat setiap tahunnya, sehingga dibutuhkan metode alternatif baru dalam produksi likopen. Biosintesis likopen dibantu oleh beberapa enzim, yaitu geranylgeranyl pyrophosphate (GGPP) synthase (crtE), phytoene synthase (crtB) dan phytoene desaturase (crtI) yang ditranskripsikan oleh klaster gen crt. Dari hasil studi sebelumnya yang dilakukan tim Marine Genome ITB telah diidentifikasi bahwa Planococcus plakortidis merupakan bakteri halofilik yang diisolasi dari perairan Selat Makassar dan diprediksi memiliki klaster gen biosintetik likopen di dalam genomnya. Namun informasi terkait klaster gen biosintetik likopen pada P. plakortidis belum banyak diketahui sehingga perlu dilakukan penelitian terkait karakterisasi klaster gen tersebut. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi klaster gen biosintetik likopen pada P. plakortidis dari Selat Makassar hasil whole genome sequencing oleh Tim Marine Genome ITB. Diketahui terdapat klaster gen biosintetik karotenoid dengan tingkat similarity confidence medium yang terdiri atas phytoene/squalene synthase family (crtM) dan phytoene desaturase family (crtI_1, crtI_2). Dilakukan prediksi jalur biosintesis karotenoid menggunakan KEGG Mapper dan dikonfirmasi keberadaan likopen menggunakan High Performance Liquid Chromatography (HPLC). Dikonfirmasi gen crt dengan isolasi gen menggunakan primer spesifik yang telah didesain sebelumnya, kemudian disekuensing. Selanjutnya dilakukan prediksi dan visualisasi klaster gen crt menggunakan FGENESB, BPROM, dan FindTerm, serta komparasi klaster gen crt P. plakortidis dengan bakteri lainnya. Dikarakterisasi sekuens protein gen crt secara in silico dengan mencari persentase kemiripan dan identitas menggunakan SIAS, identifikasi motif dan domain menggunakan MEME-Suites dan CD-Search, serta konstruksi pohon filogenetik mengggunakan MEGA11. Terakhir, dilakukan kloning untuk tiap gen crt. Didapatkan hasil prediksi yang menunjukan keberadaan jalur biosintesis karotenoid baik C30 maupun C40. Hasil HPLC menunjukan keberadaan likopen pada panjang gelombang 475 nm dengan waktu retensi 20.933 menit. Gen crtM, crtI_1, dan crtI_2 berhasil diisolasi dari P. plakortidis dengan ukuran masing-masing 831 bp, 1452 bp, dan 1506 bp. Ketiga gen berhasil disekuensing dengan hasil BLASTn menunjukan spesies Planococcus plakortidis strain DSM 2337. Hasil prediksi dan visualisasi klaster gen crt menunjukan adanya 2 operon dengan struktur klaster gen mirip dengan filum Bacillota. Hasil karakterisasi sekuens protein menunjukkan adanya kekerabatan evolusioner antara crtM dengan crtB, serta crtI_1 dan crtI_2 dengan crtN yang terlihat pada motif dan domain yang terkonservasi. Teridentifikasi motif squalene/phytoene synthase family kelompok domain ERG9 (cl43455 superfamily) pada crtM, serta motif FAD/NAD(P)-binding domain superfamily kelompok domain COG1233 (cl34198 superfamily) pada crtI_1 dan crtI_2. Gen crtM berhasil diligasi ke dalam plasmid pGEM-T dan ditransformasikan ke dalam E. coli DH5?, lalu dikonfirmasi keberadaan plasmid terinsersi tersebut dengan PCR koloni. Berdasarkan hasil penelitian ini , P. plakortidis terkonfirmasi memiliki klaster gen biosintetik likopen (crt) sehingga berpotensi digunakan sebagai alternatif produksi likopen secara sintetik. Tetapi dibutuhkan analisis kuantitatif lebih lanjut terkait efisiensi produksi serta penelitian lanjutan terkait produksi likopen secara sintetik menggunakan klaster gen crt dari P. plakortidis.