Perpustakaan Digital ITB

Genom pada setiap organisme mengandung semua informasi biologis yang diperlukan untuk membangun seluruh sel, mempertahankan hidup, dan mewariskan ke keturunan selanjutnya. Teknologi Next Generation Sequencing (NGS) telah menghasilkan throughput yang tinggi dalam pengumpulan data yang cepat untuk penentuan urutan genom, epigenom, transkriptom, maupun proteome. Analisis berbasis genomik telah berhasil mengungkapkan keseluruhan urutan gen yang terdapat pada berbagai mikroorganisme. Urutan nukleotida lengkap dari genom isolat AL17 telah berhasil ditentukan. Genom isolat AL17 berukuran 3.064.463 pb yang terdiri dari 2.833 gen, 2.775 Coding Sequence (CDS), 6 gen untuk rRNA, 48 gen tRNA dan 17 pseudogen. Kandungan GC genom isolat AL 72 %. Analisis bioinformatika berbasis urutan nukleotida genom, isolat AL17 berkerabat dekat dengan Pseudoxanthomonas taiwanensis. Detail analisis dari gen-gen yang ada pada genom AL17 menunjukkan adanya sejumlah gen potensial mengkode enzim-enzim komersial antara lain hidratase, transferase, dehidrogenase, eksopeptidase dan hidrolase. Analisis lebih lanjut pada gen-gen hidrolase menunjukkan bahwa genom isolat AL17 tidak mengandung gen pengkode true lipase tetapi mempunyai sejumlah gen-gen pengkode enzim lipolitik seperti lipase/esterase bermotif GDSL (gen ITBGDSL_1) dan lisofosfolipase bermotif GDSL (gen ITBLPL_1). Gen ITBGDSL_1 dan ITBLPL_1 telah berhasil di klon. Kloning dilakukan dengan pendekatan PCR dari total genom isolat AL17. Kedua gen telah diekspresikan dalam sel Escherichia coli BL21 (DE3) dengan menggunakan vektor pET30a(+). Ekstrak kasar dari kedua protein menunjukkan aktivitas lipolitik pada substrat para-nitrophenyl asetat (pNP-C2). Urutan gen ITBGDSL_1 atau urutan asam amino dari ITBGDSL_1 tidak menunjukkan homologi tinggi dengan gen-gen atau protein GDSL yang telah terklon atau terkarakterisasi sebelumnya. Homologi tertinggi ditunjukkan oleh GDSL dari Bacillus sp., K91 dengan homologi 30 %, walaupun homologi yang tingggi oleh gen putatif (belum terklon) GDSL esterase/lipase dari Pseudoxanthomonas taiwanensis. Ekspresi heterolog dari protein dilakukan dalam Escherichia coli BL21 (DE3) dengan ukuran ± 46 kDa setelah dianalisis dengan SDS-Poliakrilamid Gel Elektroforesis (PAGE). Ekstrak kasar enzim ini masih menunjukkan aktivitas hidrolisis pada substrat para-nitrophenil asetat (pNP_C2). Aktivitas ini meningkat 6,6 kali setelah dimurnikan melalui Imobilized Affinity Chromatography (IMAC) Ni-NTA. Karakterisasi lebih lanjut menunjukkan ITBGDSL_1 memiliki aktivitas optimum pada substrat analog pNP-C2, 55 o C dan pH 8. Hasil ini telah dikonfirmasi melalui analisis penambatan molekul (docking) yang menunjukkan aktivitas optimum pada pNP-C2. ITBGDSL_1 memiliki kestabilan termal sampai 60 jam setelah inkubasi pada 55 o C. ITBGDSL_1 menyukai pelarut polar dan aktivitasnya terpengaruh dengan keberadaan ion logam. Ion logam monovalen dapat menurunkan aktivitas ITBGDSL_1 sedangkan ion logam divalen dapat menaikan aktivitasnya. Penurunan aktivitas pada ion logam divalent telah dikonfirmasi melalui analisis penambatan molekul (docking). Aktivitas ITBGDSL_1 terinhibisi dengan keberadaan senyawa kimia EDTA, PMSF dan ?-merkaptoetanol. Urutan gen ITBLPL_1 dan asam amino ITLPL_1 juga tidak menunjukkan homologi tinggi dengan gen-gen atau protein lisofosfolipase yang telah terklon atau terkarakterisasi sebelumnya. Homologi tertinggi ditunjukkan oleh lisofosfolipase dari Streptomyces sp., NA684 dengan homologi kurang dari 30 %, walaupun homologi yang tingggi oleh gen putatif (belum terklon) lisofosfolipase dari Lisobacteraceae bacterium. Ekspresi heterolog dari protein dilakukan dalam Escherichia coli BL21 (DE3) dengan ukuran ± 27 kDa setelah dianalisis dengan SDSPoliakrilamid Gel Elektroforesis (PAGE). Ekstrak kasar enzim ini menunjukkan aktivitas hidrolisis pada substrat para-nitrophenil asetat (pNP_C2). Aktivitas ini meningkat 39,2 kali setelah dimurnikan melalui Imobilized Affinity Chromatography (IMAC) Ni-NTA. Karakterisasi lebih lanjut menunjukkan ITBLPL_1 memiliki aktivitas optimum pada substrat analog pNP-C2, 55 o C dan pH 7. Hasil ini telah dikonfirmasi melalui analisis penambatan molekul (docking) yang menunjukkan aktivitas optimum ITBLPL_1 pada substrat pNP-C2. ITBLPL_1 memiliki kestabilan termal sampai 12 jam setelah inkubasi pada 55 o C. ITBLPL_1 menunjukkan penurunan aktivitas pada pelarut polar dan non-polar serta aktivitasnya terpengaruh dengan keberadaan ion logam. Ion logam monovalen dan divalen dapat menurunkan aktivitas ITBLPL_1. Penurunan aktivitas pada ion logam divalent telah dikonfirmasi melalui analisis penambatan molekul (docking). Aktivitas ITBLPL_1 terinhibisi dengan keberadaan senyawa kimia EDTA, PMSF dan ?-merkaptoetanol. Dari hasil-hasil tersebut menyarankan bahwa ITBGDSL_1 dan ITBLPL_1 merupakan enzim novel yang berpotensi untuk diterapkan sebagai biokatalis.