Isolasi, Karakterisasi, dan Pengklonan Gen Inhibitor Invertase (sininh) dari Berbagai Varietas Tebu di Indonesia

Abstract

Fragmen gen inhibitor invertase telah diisolasi dari berbagai tanaman yang dibudidayakan, salah satunya adalah tebu. Laporan hasil penelitian ini akan mengulas struktur gen inhibitor invertase (sininh) sepanjang 650 bp dari beberapa varietas tebu di Indonesia diantaranya varietas PS 881, PS 882, PSJT 941, PS 862, BL (Bulu Lawang), dan KK (Kidang Kencana). Selain itu, struktur primer, sifat fisikokimia, struktur sekunder, struktur 3D, dan lokalisasi subseluler dari protein Sininh diprediksi menggunakan bioinformatic tools. Informasi ini bermanfaat untuk penelitian di masa depan, terutama untuk mengontrol akumulasi sukrosa pada tingkat pasca-translasi pada tanaman tebu. Prediksi protein Sininh yang terdiri dari 124 - 145 residu memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Potein Sininh yang diprediksi dari varietas PS 882 dan BL memiliki potensi translokasi karena ditemukan sinyal peptida pada urutan sekuens nya. Selain itu, ditemukan beberapa residu Cys (sistein) pada urutan prediksi protein Sininh kedua varietas tersebut yang terkait dengan pembentukan ikatan disulfida untuk stabilitas struktur protein. Domain lestari tanaman yaitu invertase/pektin methylesterase inhibitor yang ditemukan dalam prediksi protein Sininh varietas BL/Bulu Lawang berperan menghambat aktivitas pectin methylesterase (PMEs) invertase dengan pembentukan suatu kompleks. Adapun motif N-glycosylation juga ditemukan dalam protein Sininh varietas PS 881, PSJT 941, PS 862, BL (Bulu Lawang), dan KK (Kidang Kencana), yang terkait dengan potensi stabilitas dan interaksi dengan protein lainnya. Selain itu, pada penelitian ini berhasil dilakukan pengklonan gen inhibitor invertase (sininh) dari tebu varietas PS 862 pada bakteri Eschericia coli DH5α. Studi ini membangun dasar untuk mempelajari aspek struktural dan mekanisme inaktivasi invertase melalui protein penghambat (Sininh) pada tingkat molekuler.

Invertase inhibitor gene fragments have been isolated from various cultivated plants, one of which is sugarcane. This report will review the structure of the invertase inhibitor gene (sininh) at the 650 bp from multiple sugarcane varieties in Indonesia (PS 881, PS 882, PSJT 941, PS 862, BL/Bulu Lawang, KK/Kidang Kencana). Moreover, the primary structure, physicochemical properties, the secondary structure, 3D structure, and subcellular localization of Sininh protein were predicted utilizing bioinformatics tools. This information is beneficial for future research, especially to control sucrose accumulation at the post-translation level in sugarcane plants. The prediction of the Sininh protein consisting of 124 - 145 residues have different characteristics. The predicted Sininh protein sequences from PS 882 and BL varieties have the potency for translocation due to peptide signals. In addition, there are some Cys residues in both varieties associated with the formation of disulfide bonds for protein structure stability. Sustainable, functional conserved domain plant invertase/pectin methylesterase inhibitors found in the Sininh protein variety BL/Bulu Lawang where they inhibit the activity of pectin methylesterase (PMEs) invertase with a complex formation. N-glycosylation motifs are also found in the protein Sininh varieties PS 881, PSJT 941, PS 862, BL (Bulu Lawang), KK (Kidang Kencana), which is related to potential stability and interaction with other proteins. Moreover, this study was successfully cloned sininh gene from PS 862 variety in Eschericia coli DH5α. These studies build the foundation for studying the structural aspects and the mechanism of the inactivation of invertase via its inhibitory proteins (Sininh) at the molecular level.