Isolasi, Kloning dan Karakterisasi Gen Penyandi Enzim Invertase dari Berbagai Varietas Tanaman Tebu.

Abstract

Tanaman tebu (Saccharum officinarum L.) merupakan salah satu sumber bahan baku industri gula, karena mampu mengakumulasi hingga lebih dari 25% (w/w) sukrosa dari berat basah. Pada tanaman tebu, enzim invertase telah banyak dilaporkan sebagai kunci regulasi dari akumulasi sukrosa pada batang tebu. Untuk itu, mengontrol aktivitas enzim invertase merupakan aspek yang sangat penting dalam meningkatkan kandungan sukrosa dalam batang tebu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui korelasi aktivitas enzim dengan kandungan sukrosa pada batang, mengisolasi serta mendapatkan plasmid rekombinan penyandi enzim invertase dari berbagai varietas tebu yang berbeda dan memprediksi struktur protein 3D enzim invertase dengan pendekatan bioinformatika. Tahapan penelitian dimulai dari pengambilan sampel tanaman tebu dari PT. PG. Rajawali II dan PT. Jatitujuh, dilanjutkan dengan isolasi total RNA dan inisiasi kalus serta penanaman bibit tebu di lahan percobaan. Kalus dan tanaman tebu yang berumur 6-8 bulan digunakan untuk analisis aktivitas enzim SAI (soluble acid invertase) serta isolasi total RNA dan sintesis cDNA. cDNA digunakan sebagai template amplifikasi gen invertase dengan teknik PCR (Polymerase chain reaction), dilanjutkan dengan ligasi ke dalam vektor pTA2 dan transformasi ke Escherichia coli DH5α. Koloni positif dikonfirmasi dengan teknik PCR colony. Analisis sekuen gen penyandi invertase dengan teknik bioinformatika untuk memprediksi sisi aktif pada struktur protein 3D. Persentase pembentukan kalus tertinggi terjadi pada varietas KK (94.70%), diikuti oleh PS 862 (80.33%) dan BL (65.25%). Data hasil uji korelasi menunjukkan nilai R (-0.826), diketahui bahwa aktivitas enzim soluble acid invertase dengan rendemen tebu berhubungan negatif mendekati sempurna. Artinya semakin tinggi aktivitas enzim maka nilai rendemen tebu yang dihasilkan akan semakin rendah. Produk PCR gen Invertase berukuran 1800 bp yang menyandikan residu asam amino berjumlah 574 telah berhasil diperoleh. Hasil analisis sekuen asam amino dari gen invertase yang diperoleh memiliki nilai Identity 99% dengan asam amino penyusun cell wall invertase dari Saccharum hybrid cultivar FN-41 clone INV12. Hasil analisis motif gene pada sekuen asam amino menggunakan perangkat lunak Genious R 10, menunjukkan terdapat motif asam amino lestari pada residu asam amino ke Asn76(asparagin), Asp77(asam aspartat), Pro78(prolin), Gly80(Glysin), dan Arg165(arginin)