Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan akumulasi limbah polietilen tereftalat (PET) dapat menimbulkan masalah bagi lingkungan sehingga limbah ini perlu didegradasi. Salah satu cara degradasi PET yaitu dengan menggunakan enzim kutinase. Enzim ini mampu menghidrolisis ikatan ester pada PET menjadi etilen glikol dan asam tereftalat. Tim iGEM ITB 2014 telah mengembangkan sistem whole-cell biocatalyst pendegradasi PET menggunakan Lpp-OmpA-LC-kutinase yang terletak pada membran luar Escherichia coli. Dalam sistem tersebut diketahui terdapat aktivitas protein fusi di sitoplasma. Protein sitoplasmik ini tidak dapat digunakan dalam sistem degradasi PET sehingga hanya akan menjadi beban bagi sel. Kodon dari protein LCkutinase selanjutnya dioptimasi sehingga ekspresinya meningkat. Ekspresi protein yang meningkat dapat menyebabkan peningkatan gangguan homeostasis protein dan seringkali membentuk badan inklusi. Gangguan tersebut dapat mempengaruhi pertumbuhan sel inang karena bertambahnya beban metabolik. Akibatnya, efisiensi sistem whole-cell biocatalyst menurun karena kebugaran sel berkurang. Penelitian ini dilakukan untuk meningkatkan efisiensi sistem whole-cell biocatalyst dengan meningkatkan kebugaran sel melalui penambahan penanda degradasi. Penanda degradasi ssrA (small stable RNA A) disisipkan pada ujung C protein Lpp-OmpA-LC-Kutinase. SsrA yang ditambahkan akan dikenali dan didegradasi oleh protease sitoplasmik ClpXP dan ClpAP sehingga dapat mengurangi beban metabolik di dalam sel. Uji aktivitas LC-kutinase berpenanda ssrA dilakukan terhadap substrat pNPB (p-nitrofenil butirat) pada berbagai pH dan suhu. Hasilnya, pH dan suhu optimum protein ini yaitu pH 8 dan suhu 55ºC. Uji aktivitas lanjutan kemudian dilakukan pada pH dan suhu optimum. Sampel whole-cell biocatalyst diuji dengan tiga jenis perlakuan sampel, yaitu fraksi pelet non sonikasi (sel utuh), pelet sonikasi (protein membran), dan supernatan sonikasi (protein intraseluler). Hasil uji aktivitas mengindikasikan bahwa sebagian protein intraseluler berpenanda ssrA-AAV telah didegradasi oleh protease dengan penurunan aktivitas pada fraksi protein intraseluler dari 2,17 x 10-10 U/Cfu menjadi 1,58 x 10-10 U/Cfu. Sementara itu, pada fraksi sel utuh dan protein membran, tidak terlihat efek penghambatan aktivitas akibat penambahan sekuen ssrA. Efek dari penambahan penanda ssrA ini juga meningkatkan laju pertumbuhan sel, yaitu dari 2,04 x 105 sel/detik menjadi 7,04 x 105 sel/detik. Uji degradasi terhadap PET komersil menghasilkan persen degradasi yang tidak signifikan, yaitu 0,17-0,18%. Namun, hasil SEM menunjukkan adanya kerusakan berupa lubang-lubang mikroskopik pada sampel PET. Penambahan ssrA-AAV dapat meningkatkan kebugaran sel dengan laju pertumbuhan yang lebih tinggi, tetapi optimasi lebih lanjut masih diperlukan untuk meningkatkan aktivitas whole-cell biocatalyst dalam mendegradasi PET.