Perpustakaan Digital ITB

Bakteri dapat mensintesis berbagai macam larutan kompatibel yang berfungsi sebagai osmoprotektan, salah satunya ektoin. Ektoin merupakan asam amino turunan aspartat dengan karakteristik kimiawi yang memiliki afinitas tinggi terhadap air, pelindung biomolekul, serta pelindung sinar UV. Ektoin juga bermanfaat dalam bidang industri seperti bahan kosmetik untuk menghidrasi kulit, dan bidang medis untuk melindungi epitel paru-paru dari inflamasi hingga berpotensi sebagai senyawa inhibitor amyloid pengobatan penyakit Alzheimer. Ektoin disintesis dengan bantuan enzim asam diaminobutirat asetiltransferase (EctA), diaminobutirat-2-oxoglutarat transaminase (EctB) dan ektoin sintase (EctC) yang ditranskripsikan oleh sebuah klaster gen. Karena kebermanfaatannya, ektoin digunakan dalam bioindustri dan dapat digunakan konsep biologi sintetik yaitu ekspresi heterolog dalam produksi ektoin. Bakteri halofilik moderat Virgibacillus salarius yang diisolasi dari koral laut memiliki klaster gen biosintetik ektoin di dalam genomnya, sehingga berpotensi memproduksi ektoin dengan mengisolasi klaster gen ektoin V. salarius. Namun, belum ada penelitian mengenai karakterisasi klaster gen ektoin pada V. salarius, serta komparasi klaster gen untuk melihat apakah klaster gen biosintetik ektoin bersifat lestari pada famili Bacillaceae. Maka dari itu, penelitian ini memiliki tujuan untuk karakterisasi dan isolasi klaster gen biosintetik ektoin V. salarius, serta komparasi klaster gen ektoin pada famili Bacillaceae. Sekuens genom hasil Whole Genome Sequencing (WGS) V. salarius dianotasi dan dilakukan prediksi klaster gen ektoin menggunakan AntiSMASH. Dilakukan karakterisasi dan visualisasi struktur klaster gen ectABC pada V. salarius meliputi panjang sekuens, letak promoter, terminator, dan faktor transkripsi dengan FGENESB, FindTerm, dan BPROM. Analisis komparasi dilakukan dengan mencari persentase kemiripan sekuens protein EctA, EctB, dan EctC V. salarius dengan 6 bakteri penghasil ektoin dari famili Bacillaceae dan bakteri Halomonas elongata sebagai outgroup berdasarkan sekuens yang diperoleh dari NCBI menggunakan ClustalX, identifikasi motif dan domain pada tiap protein putatif dengan MEME-Suites dan CD-Search, serta konstruksi pohon filogenetik Neighbor-Joining terhadap sekuens protein putatif EctA, EctB, dan EctC. Isolasi gen ectABC V. salarius dilakukan dengan meligasikan gen ke dalam plasmid kloning pGEMT yang ditransformasikan ke dalam bakteri E. coli DH?. Gen ectABC yang telah diisolasi kemudian disekuensing, dan sekuens di konfirmasi melalui Pairwise Sequence Alignment dengan sekuens hasil prediksi WGS. Diperoleh hasil analisis meliputi klaster gen ektoin terdiri dari gen ectA, ectB, dan ectC yang pada seluruh bakteri memiliki panjang ± 2200 base pair (bp), serta domain yang sama yaitu NAT_SF superfamily pada protein EctA, diaminobutyrate--2-oxoglutarate transaminase pada protein EctB, dan ectoine synthase pada protein EctC. Pohon filogenetik menunjukkan bahwa protein EctABC dari V. salarius berkerabat dekat dengan protein EctABC V. salexigens, dan Multiple Sequence Alignment menunjukkan bahwa protein EctABC bersifat lestari. Gen ectA, ectB, dan ectC yang berhasil diisolasi dari V. salarius berukuran masing-masing 480 bp, 1245 bp, dan 387 bp.