Perpustakaan Digital ITB

Indonesia merupakan negara dengan keanekaragaman mikroorganisme yang memiliki berbagai potensi dalam bidang industri. Salah satu contohnya yakni bakteri Virgibacillus salarius 19.PP.Sc1.6 yang ditemukan di Laut Jawa Selatan. Bakteri ini diketahui memiliki gen sqs yang mampu menghasilkan skualena, molekul yang banyak dimanfaatkan pada industri kosmetik. Nilai impor skualena Indonesia yang selalu meningkat setiap tahunnya mengindikasikan bahwa kebutuhan skualena yang tinggi belum dapat terpenuhi oleh produksi dalam negeri, sehingga diperlukan alternatif sumber skualena yang dapat diproduksi secara efisien dan berkelanjutan. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan produksi skualena secara heterolog pada bakteri E. coli BL21(DE3) dengan melakukan isolasi gen sqs dari V. salarius 19.PP.Sc1.6, konstruksi gen sqs pada vektor ekspresi dengan menggunakan variasi urutan ribosome binding site (RBS), serta mengoptimasi produksi skualena dengan variasi konsentrasi isopropyl ?- d-1-thiogalactopyranoside (IPTG). Gen sqs dari V. salarius 19.PP.Sc1.6 berhasil diisolasi dengan panjang basa nukleotida 822 pb serta memiliki urutan yang identik dengan gen sqs dari hasil whole genome sequencing V. salarius 19.PP.Sc1.6, memperlihatkan tidak adanya mutasi. Selanjutnya, dilakukan konstruksi vektor ekspresi BSqs dengan menggabungkan isolat gen sqs dan backbone plasmid B04-T7-AmpHigh menggunakan metode BASIC assembly melalui penggunaan RBS linker dan neutral linker. Metode BASIC assembly memungkinkan konstruksi plasmid secara modular dengan menggunakan biopart dan DNA linker yang dapat dikombinasikan dengan mudah. Pada penelitian ini diujikan kemampuan 3 RBS dengan sekuens berbeda yang kemudian menghasilkan 3 variasi plasmid; BSqs1, BSqs2, dan BSqs3. Setelah dirakit dan divalidasi dengan PCR, plasmid BSqs ditransformasi ke dalam bakteri E. coli BL21(DE3) yang sudah mengandung plasmid JBEI-3085. Plasmid JBEI-3085 berisikan gen-gen prekursor dalam jalur biosintesis skualena, sehingga penambahannya diharapkan dapat meningkatkan jumlah molekul prekursor untuk menghasilkan skualena. E. coli BL21(DE3) rekombinan tersebut lalu digunakan untuk produksi heterolog skualena yang dikuantifikasi kadarnya dengan menggunakan HPLC. Tahap pengujian efek variasi sekuens RBS menunjukkan bahwa perlakuan ini memiliki pengaruh signifikan (p < 0,05) terhadap produksi skualena. U3R3 menghasilkan skualena sebanyak 191,43 mg/L, sekitar 12,5% lebih banyak dibanding U2R2 dan 16,6% lebih banyak dibanding U1R1. Pengujian pengaruh variasi konsentrasi IPTG kemudian dilakukan pada kultur yang mengandung U3R3. Empat variasi konsentrasi IPTG yaitu 0; 0,05; 0,1, dan 0,2 mM, digunakan untuk mencari konsentrasi terbaik dalam memaksimalkan produksi skualena. Penambahan IPTG akan meregulasi produksi skualena dengan menginduksi ekspresi T7 RNA polimerase yang bertugas mentranskripsikan gen sqs di dalam plasmid BSqs yang dikontrol oleh promoter T7. Produksi skualena tertinggi dihasilkan oleh penggunaan IPTG 0,05 mM (142,08 mg/L), namun tidak terdapat perbedaan signifikan pada hasil produksi skualena pada setiap konsentrasi IPTG (p > 0,05). Penelitian ini berhasil mengembangkan produksi skualena secara heterolog pada bakteri E. coli BL21(DE3) dengan memanfaatkan gen sqs dari bakteri Laut Jawa Selatan Indonesia, V salarius 19.PP.Sc1.6. Penggunaan U3R3 dan IPTG sebesar 0,05 mM merupakan kombinasi perlakuan terbaik dalam menghasilkan skualena pada penelitian ini.