Perpustakaan Digital ITB

Provitamin A karotenoid (?- dan ?-karoten) merupakan senyawa penting yang dibutuhkan untuk berbagai fungsi tubuh. Tomat dan wortel merupakan contoh sayuran dengan kadungan provitamin A karotenoid (?-karoten) yang tinggi, namun kandungan makronutriennya cenderung rendah. Sebaliknya, pisang memiliki kandungan provitamin A karotenoid yang rendah, namun kaya akan makronutrien (karbohidrat dan protein). Hal ini membuat biofortifikasi provitamin A karotenoid pada pisang menjadi menarik karena pisang juga memiliki tingkat produksi dan konsumsi yang tinggi, terlebih di daerah Afrika dan Asia Tenggara. Namun demikian, penelitian mengenai gen dan protein pengkode enzim yang terlibat dalam proses desaturasi, yaitu fitoen desaturase (PDS) dan zeta karoten desaturase (ZDS), serta enzim yang terlibat dalam proses isomerasi, yaitu zeta karoten isomerase (ZISO) dan karotenoid isomerase (CRTISO) dalam biosintesis karotenoid pada tanaman tomat (Solanum lycopersicum), wortel (Daucus carota), dan pisang (Musa acuminata) belum banyak dilakukan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk (i) mengidentifikasi karakteristik struktur gen dan protein PDS, ZDS, ZISO, dan CRTISO pada tomat, wortel, dan pisang; (ii) serta melakukan pencarian kandidat protein PDS, ZDS, ZISO, dan CRTISO pada tomat dan wortel untuk biofortifikasi provitamin A karotenoid pada pisang. Sekuens gen acuan didapatkan dari KEGG kemudian dilakukan BLASTN pada Sol Genomics Network untuk tomat, NCBI untuk wortel, dan Banana Genome Hub untuk pisang. Karakterisasi struktur gen mencakup identifikasi keberadaan dan jumlah ekson-intron, panjang gen, analisis persentase kemiripan sekuens gen paralog dengan pairwise sequence alignment, dan analisis cis-acting regulatory elements (CAREs). Sekuens protein digunakan untuk melakukan identifikasi domain dan motif menggunakan CD-Search Tool, MEME-Suites, dan InterPro serta dilakukan multiple sequence alignment untuk membandingkan motif acuan dengan konsensus motif. Dilakukan juga prediksi struktur sekunder beta-strand pada protein PDS, ZDS, dan CRTISO. Analisis persentase kemiripan sekuens gen paralog ZDS wortel dan gen ZISO pisang secara berurutan yaitu 88.2% dan 83.9% identik. Karakteristik struktur keempat gen pada tiga spesies berbeda dari segi distribusi ekson dan intron namun dari segi jumlah ekson dan intron mayoritas sama antar sesama jenis gen. Struktur gen PDS dan ZDS pada pisang serta gen ZISO dan CRTISO pada tomat cenderung lebih panjang. Respon CAREs cahaya memiliki frekuensi tertinggi pada keempat gen di tiga spesies. Motif penting protein PDS, ZDS, dan CRTISO adalah dinucleotide binding motif, sedangkan motif penting protein ZISO adalah adanya domain NnrU. Ditemukan adanya struktur sekunder beta-strand tambahan pada N-terminal protein PDS dan CRTISO tomat yang dapat mempengaruhi aktivitas dinucleotide binding motif berikatan dengan kofaktornya namun tidak ditemukan pada wortel yang merupakan organisme tinggi karotenoid ?-karoten. Berdasarkan hal tersebut, dari ketiga organisme yang dibandingkan pada penelitian ini belum ditemukan kandidat protein potensial untuk biofortifikasi provitamin A karotenoid pada pisang.