Ekspresi Heterolog Lipase Asal Bakteri pada Cereibacter sphaeroides 2.4.1
Date
2024Author
Ariyanto, Yogy Satria
Suwanto, Antonius
Meryandini, Anja
Metadata
Show full item recordAbstract
Penentuan sistem inang merupakan salah satu faktor yang penting untuk mengekspresikan protein rekombinan. Cereibacter sphaeroides 2.4.1 merupakan bakteri ungu non-sulfur yang memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai sistem inang karena kemampuan metabolismenya yang sangat beragam. Bakteri ini dapat hidup pada kondisi aerobik maupun anaerobik sebagai organisme fototropik, kemotropik, autotropik, dan heterotropik. Kultivasi fotoheterotrof anaerobik adalah potensi dari bakteri ini karena dapat memanfaatkan energi cahaya tanpa perlunya penambahan oksigen kedalam kultur. Kondisi tumbuh ini menjadi penting untuk meningkatkan keberlanjutan pada industri bioteknologi. Penelitian bertujuan menguji C. sphaeroides 2.4.1 sebagai sistem inang untuk ekspresi heterolog lipase G. stearothermophilus T1.2RQ dan M. luteus EMP-48D.
Gen lipase T1.2RQ dan EMP-48D diklon ke vektor ekspresi pRK415. Plasmid pRK415-T1.2RQ dan pRK415-EMP-48D kemudian ditransformasikan ke E. coli S17-1λpir. Koloni positif E. coli yang telah membawa plasmid rekombinan kemudian dikonjugasi dengan C. sphaeroides 2.4.1 menggunakan metode diparental mating. C. sphaeroides 2.4.1 yang telah membawa plasmid rekombinan kemudian digunakan untuk produksi lipase secara aerobik heterotrof dan anaerobik fotoheterotrof. Aktivitas lipase hanya terdeteksi pada C. sphaeroides 2.4.1 yang membawa lipase T1.2RQ. Lipase T1.2RQ diekspresikan secara intraseluler pada sistem inang C. sphaeroides 2.4.1. Aktivitas spesifik lipase T1.2RQ dari kultur aerobik heterotrof adalah 1,09±0,08 U/mg dan pada kondisi kultur anaerobik fotoheterotrof adalah 0,42±0,08 U/mg, sedangkan aktivitas spesifik pada kontrol E. coli BL21 bernilai 3,06±0,17 U/mg. Hasil ini menunjukkan aktivitas lipase T1.2RQ pada kondisi tumbuh aerobik 2,5 kali lebih tinggi dibandingkan anaerobik fotoheterotrof.
Lipase T1.2RQ yang dihasilkan C. sphaeroides optimum pada suhu 65 ℃ namun hanya stabil hingga suhu 50℃ setelah inkubasi selama 180 menit. Suhu optimum yang diperoleh mengalami perbedaan dengan aktivitas lipase T1.2RQ yang diekspresikan pada G. stearothermophilus T1.2RQ dan E. coli. Lipase T1.2RQ optimum pada pH 10 dan stabil pada rentang pH 5-10, perubahan pH optimum juga terjadi pada lipase yang diekspresikan oleh C. sphaeroides 2.4.1. Lipase T1.2RQ diujikan pada beberapa substrat p-NP ester dan menunjukkan hasil tertinggi pada p-NP butirat, semakin pendek rantai asam lemak semakin tinggi aktivitas T1.2RQ. Ion Ca2+, Mn2+, dan Zn2+ mampu meningkatkan aktivitas lipase T1.2RQ yang dihasilkan C. sphaeroides. Lipase T1.2RQ dari C. sphaeroides memiliki ketahanan yang baik pada pelarut organik metanol, n-heksana, dan n-heptana. Penelitian awal ini menunjukkan bahwa ekspresi lipase rekombinan di C. sphaeroides 2.4.1 dapat dilakukan. Sistem ekspresi C. sphaeroides sebagai sistem inang perlu dikembangkan untuk meningkatkan hasil lipase rekombinan sehingga dapat diaplikasikan pada industri bioteknologi secara berkelanjutan.