Perbandingan Mutan Laktat Dehidrogenase dan Asetolaktat Sintase Inaktif pada Klebsiella pneumoniae TWO untuk Produksi 1,3-Propanadiol

Abstract

Gliserol merupakan produk samping utama dari industri biodisel yang dapat dimanfaatkan menjadi 1,3-propanadiol (1,3-PDO). 1,3-PDO adalah bahan baku industri yang berguna untuk berbagai aplikasi, dari polimer menjadi kosmetik, pelumas, makanan, dan obat-obatan. Berbagai cara dipelajari untuk meningkatkan produksi 1,3-PDO dari agen mikrobiologi, khususnya Klebsiella pneumoniae. Rekayasa metabolik muncul sebagai cara yang efektif dalam meningkatkan produksi 1,3-PDO dengan berbagai strategi. Selain produksi 1,3-PDO, K. pneumoniae juga menghasilkan beberapa produk samping. Laktat dan 2,3- butanadiol (2,3-BDO) menjadi produk samping utama yang berkompetisi dengan 1,3-PDO dalam menggunakan NADH. Kompetisi ini mengakibatkan penurunan produksi 1,3-PDO. Laktat dehidrogenase (disandikan oleh gen ldh) dan asetolaktat sintase (disandikan oleh gen budB) menjadi enzim kunci dalam biosintesis laktat dan 2,3-BDO. Beberapa studi secara terpisah telah melakukan inaktivasi pada gen ldh dan budB, serta menginaktivasi kedua jalur tersebut sekaligus (mutasi ganda). Namun, informasi mengenai perbedaan karakteristik dari mutan gen ldh dan budB inaktif dalam metabolisme gliserol belum tersedia. Pada penelitian ini, inaktivasi gen ldh dan budB berhasil dilakukan dengan memasukkan marker resistensi antibiotik spektinomisin-streptomisin pada K. pneumoniae TWO. Semua strain diinkubasi dengan medium 20 g/l gliserol murni selama 30 jam. Selanjutnya, peningkatan konsentrasi akhir dari 1,3-PDO berhasil diperoleh dengan melakukan inaktivasi gen budB. Inaktivasi terhadap gen ldh menurunkan produksi 1,3-PDO dan beralih meningkatkan konsentrasi etanol. Hasil ini menunjukkan bahwa strategi yang efektif untuk meningkatkan produksi 1,3- PDO adalah inaktivasi gen budB, sehingga mutasi ganda dapat dihindari dalam rekayasa metabolik ini.