Perpustakaan Digital ITB

Sejak era keemasan penemuan antimikroba (tahun 1940—1960-an), laju penemuan senyawa antimikroba baru semakin menurun. Eksplorasi produk alami dari mikroba menjadi salah satu pendekatan penting dalam penemuan antimikroba baru untuk mengatasi resistensi antimikroba. Danau Towuti merupakan danau purba air tawar yang memiliki kondisi lingkungan ultra-oligotrofik akibat pelapukan laterit di sekelilingnya. Kondisi ekstrem pada lingkungan tersebut berpotensi memicu biosintesis metabolit sekunder khusus, seperti senyawa antimikroba dan senyawa pengkelat logam, sebagai bentuk respons adaptif dan mekanisme pertahanan seluler mikroba. Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi dan mengidentifikasi isolat bakteri dari Danau Towuti yang memiliki kemampuan dalam menghasilkan antimikroba serta memprediksi potensi kebaruan antimikroba oleh isolat tersebut melalui analisis genome mining. Tahapan penelitian diawali dengan pemilihan isolat dengan karakter filamentous/rhizoid dari medium isolasi R2A (Reasoner’s 2 agar). Isolat bakteri R 4.120.0.3, R 5.120.0.2, R 6.120.0.3, dan R 6.120.0.5 dikarakterisasi morfologinya secara makroskopis dan pewarnaan Gram, kemudian dilanjutkan dengan uji aktivitas penghasil antimikroba secara in vitro menggunakan metode cross-streak plate assay dan spot-on-lawn agar. Aktivitas produksi antimikroba diuji terhadap Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, dan Candida albicans. Isolat dengan aktivitas zona hambat terbaik berdasarkan diameter zona hambat kemudian diidentifikasi melalui sekuensing 16S rRNA. Data hasil identifikasi 16S rRNA digunakan sebagai basis pencarian data whole genome sequence (WGS) pada database NCBI untuk dilakukan analisis genome mining dengan memprediksi klaster gen biosintetiknya menggunakan antiSMASH. Hasil pengujian in vitro cross-streak plate assay menunjukkan bahwa keempat isolat yang telah dikarakterisasi morfologinya memiliki aktivitas menghasilkan antimikroba terhadap Staphylococcus aureus dan Candida albicans berdasarkan pengamatan zona hambat yang dihasilkan. Uji lanjutan berupa spot-on-lawn agar menunjukkan isolat R 4.120.0.3 dan R 6.120.0.5 memiliki potensi kemampuan penghasil antimikroba terbaik terhadap Staphylococcus aureus dengan diameter zona hambat masing-masing 9 mm dan 9,8 mm. Berdasarkan sekuensing 16S rRNA, isolat R 4.120.0.3 teridentifikasi sebagai Bacillus paralicheniformis dan isolat R 6.120.0.5 sebagai Bacillus licheniformis. Hasil prediksi klaster gen biosintetik dan komparasi genom menunjukkan bahwa terdapat klaster gen biosintetik potensial mirip Amyloliquecidin GF610, yaitu peptida antimikroba dua-komponen yang termasuk dalam kelompok bakteriosin. Analisis perbandingan sekuens referensi dengan sekuens hasil prediksi mengindikasikan adanya perbedaan residu asam amino pada sekuens core peptide-nya dengan % identity 77.7% (komponen ????) dan 78.1% (komponen ?) dibandingkan referensi. Namun, tetap mempertahankan motif lestarinya, sehingga senyawa ini berpotensi sebagai senyawa antimikroba baru.