Perpustakaan Digital ITB

Spidroin merupakan protein penyusun serat sutra laba-laba dengan karakteristik yang potensial sebagai biomaterial. Karakteristik mekanik spidroin diketahui bersifat elastis melebihi serat sutra Bombyx mori dan kuat melebihi baja dengan struktur yang lebih ringan dari rambut manusia. Selain itu, sifat biodegradabilitas dan bioaktivitas yang nonimunogenik menjadikan spidroin aman digunakan pada berbagai aplikasi bidang medis. Spidroin sebagai biomaterial scaffold komposit dan penutup luka berbasis hidrogel menunjukkan biokompabilitasnya yang baik dalam menunjang diferensiasi dan pemulihan sel. Namun, terdapat limitasi dalam penggunaan spidroin pada bidang medis yaitu ketersediaannya yang terbatas. Hal ini disebabkan oleh laba-laba termasuk makhluk teritorial yang hidup secara soliter dan menghasilkan serat sutra dalam jumlah yang sedikit. Oleh karena itu, tujuan penelitian ini adalah untuk mengembangkan spidroin rekombinan pada E. coli BL21 (DE3) sebagai permulaan untuk memenuhi kebutuhan bidang medis akan biomaterial yang berkelanjutan. Pada penelitian ini, spidroin rekombinan yang terdiri atas fragmen gen AcSp1 dari Argiope trisfasciata dan MiSp dari Araneus ventricosus dikonstruksi secara in silico menggunakan vektor plasmid pET-22b(+) pada perangkat lunak SnapGene, serta dilakukan prediksi lokalisasi dan solubilitas dengan perangkat lunak SignalP 6.0, PSORTb, dan FASTA. Plasmid disintesis dan ditransformasikan pada E. coli BL21 (DE3) sebagai inang ekspresi. Transformasi dikonfirmasi melalui penggunaan medium selektif ampisilin dan PCR koloni. Ekspresi spidroin rekombinan diinduksi oleh isopropyl ?-d-1-thiogalactopyranoside (IPTG) dan dioptimasi dengan variasi konsentrasi (0.25; 0.5; dan 1 mM). Ekspresi spidroin rekombinan divisualisasi melalui SDS-PAGE pada tiga fraksi protein yaitu ekstraseluler, intraseluler terlarut dan tidak terlarut. Identifikasi dan intensitas pita SDS-PAGE dianalisis menggunakan perangkat lunak Phoretix 1D, kemudian dilakukan uji Two-way ANOVA untuk penentuan perlakuan optimal. Spidroin rekombinan dengan ekspresi yang optimal dipurifikasi menggunakan kromatografi afinitas Ni-NTA dan dialisis, lalu dikonfirmasi melalui SDS-PAGE dan western blot. Hasil penelitian ini menunjukkan plasmid dengan gen spidroin berhasil dikonstruksi dan secara teoritis akan mengekspresikan spidroin rekombinan berukuran ~ 44.34 kDa pada beberapa lokasi selular dengan solubilitas moderat. Plasmid telah ditransformasikan dengan efisiensi transformasi 392 CFU/?g dan dikonfirmasi oleh keberadaan pita berukuran ~ 787 bp pada elektroforesis gel dari PCR koloni. SDS-PAGE menunjukkan ekspresi spidroin rekombinan ditemukan pada fraksi ekstraseluler dan intraseluler terlarut dengan ukuran pita sesuai teoritis desain, serta diperoleh konsentrasi IPTG optimal senilai 1 mM (p-value < 0.002). Konfirmasi lebih lanjut melalui western blot menyatakan terdapat pita spesifik dengan ukuran protein yang identik dengan hasil SDS-PAGE. Penemuan ini mengindikasikan spidroin rekombinan telah berhasil dikembangkan dan diekspresikan pada E. coli BL21 (DE3). Karakterisasi fungsionalitas spidroin rekombinan diperlukan untuk validasi kelayakan penggunaannya sebagai biomaterial.