Perpustakaan Digital ITB

Limbah plastik polietilen tereftalat (PET) menjadi masalah lingkungan karena sulit terdegradasi secara alami. Metode daur ulang konvensional yang ada dinilai masih tergolong tidak efisien. Sementara itu, biodegradasi menggunakan mikroorganisme dan enzim seperti PETase memberikan alternatif yang lebih efektif dan ramah lingkungan. Namun, penelitian kandidat PETase baru di Indonesia masih didominasi oleh isolasi dan pengujian secara fenotipik, sedangkan eksplorasi di tingkat genom masih terbatas. Penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi dan memvalidasi gen kandidat penghasil enzim mirip PETase dari genom Agrobacterium pusense yang diisolasi dari TPA Bantargebang. Dalam penelitian ini, genom Agrobacterium pusense disekuensing menggunakan metode Whole Genome Sequencing (WGS) berbasis platform Illumina dan assembly secara de novo. Hasil assembly dianotasi kemudian dicari kandidat gen yang mengkode enzim mirip PETase menggunakan metode genom mining. Kandidat gen yang diperoleh diseleksi secara in silico melalui analisis kemiripan homolog terhadap database, prediksi domain dan motif, pemodelan protein, analisis kemiripan struktur dengan PETase referensi, serta molecular docking menggunakan ligan BHET. Kandidat gen terpilih selanjutnya dibuat dalam bentuk gen sintetik dengan kodon teroptimasi untuk Escherichia coli dan subkloning ke dalam plasmid ekspresi pET-22b(+). Ekspresi protein dilakukan pada E. coli BL21 (DE3) menggunakan induksi IPTG 0,5 mM pada suhu 37°C selama 4 jam. Protein hasil ekspresi dianalisis menggunakan SDS-PAGE dan diuji aktivitasnya menggunakan substrat p-NPB pada suhu 25°C, 37°C, dan 40°C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa genom A. pusense memiliki ukuran 4,8 Mbp dengan 4.558 protein coding sequence. Analisis genome mining menghasilkan dua kandidat gen pengkode enzim mirip PETase, yaitu CT11_1 (CT11_03686) dan CT11_2 (CT11_00115). Analisis in silico menunjukkan bahwa CT11_1 merupakan kandidat potensial karena memiliki domain PETase-like, kemiripan sekuens sebesar 23,13% terhadap PET plastic hydrolase, serta kemiripan struktur dengan PETase referensi memiliki nilai RMSD hingga 1.735 Å. Hasil molecular docking juga menunjukkan afinitas terhadap BHET sebesar ?6,036 kcal/mol. Selain itu, ekspresi gen CT11_1 berhasil memperoleh protein berukuran ~40 kDa dengan adanya aktivitas degradasi pada substrat p-NPB untuk sampel yang diinduksi di suhu 25°C. Penelitian ini berhasil mengidentifikasi enzim CT11_1 dari Agrobacterium pusense dengan karakteristik struktur dan aktivitas mirip PETase. Penelitian lanjutan diperlukan untuk optimasi ekspresi dan validasi aktivitas menggunakan substrat PET.