Screening dan Karakterisasi Bakteri .Laut Penghasil Inhibitor Protease pada Sponge dari Kepulauan Seribu, Jakarta

Abstract

Dalam dasawarsa terakhir ini, perhatian terhadap protease sebagai target senyawa obat bagi penyakit asal bakteri, virus, malaria serta kanker, bahkan penyakit degeneratif seperti Alzeimer meningkat pesat, karena semakin jelas keterlibatan enzim ini dalam mekanisme molekuler penyakit-penyakit tersebut. Sponge merupakan sumber yang paling produktif menghasilkan komponen bioaktif dari berbagai jenis organisme yang hidup di laut, diantaranya cytotoxic, antifungul, antitumor, antiviral, anr&fouling dan aktivitas penghambatan enzim. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan screening Ian karakterisasi isolat bakteri laut penghasil inhibitor protease yang bersimbiosis dengan sponge dari Kepulauan Seribu, Jakarta. Pada akhimya, isolasi komponen bioaktif dari bakteri yang bersimbiosis dengan sponge diharapkan dapat mengatasi keterbatasan produksi menggunakan sponge, sehingga mengurmgi kebutuhan untuk mer~gambil sponge secara langsung dari habitat alamnya. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bioteh.ologi Hewan dan Biomedis serta Laboratorium Mikrobiologi dan Biokimia, Pusat Penelitian Bioteknologi, Institut Pertanian Bogor dari Bulan Februari sampai Desember 2003. Penelitian dilakukan melalui lima tahap, meliputi: 1) isolasi dan pemumian bakteri laut yang bersimbiosis dengan sponge, 2) screening bakteri patogen penghasil protease dan bakteri laut penghasil inhibitor protease, 3) penentuan waktu propagasi bakteri patogen dan bakteri laut, 4) produksi protease kasar dan optimasi waktu produksi inhibitor serta 5) karakterisasi isolat bakteri laut penghasil inhibitor protease. Analisa parameter yang dilakukan meliputi uji aktivitas protease, uji persentase penghambetan ir-hihitor proteese, analisa konsentresi protein protease kasar dan inhibitor, pewarnaan gram, uji motilitas, uji katalase serta uji fisiologis dan biokimia menggunakan Microbact 24E. Hasil isolasi dan pemumian bakteri laut yang bersimbiosis dengan 10 jenis sponge yang dikoleksi dari perairan Pulau Panggang, wilayah Kepulauan Seribu, diperoleh 96 isolat tunggal dalam media MA. Isolat terbanyak terdapat pada sponge jenis Reniochalina stalagmitis (20 isolat) yang diambil pada kedalaman 10 meter, sedangkan jenis Xetospongia exigua yang diambil pada kedalaman 4 meter merupakan jenis sponge dengan jumlah isolat bakteri yang paling sedikit berhasil diisolasi (2 isolat). Pengukuran IP terhadap 6 isolat bakteri patogen menunjukkan bahwa nilai IP terbesar terdapat pada isolat bakteri Pseudomonas aeruginosa (2.5), kemudian bakteri Escherichia coli (2.2) dark Staphylococcus aureus (2.0). Screening terhadap 96 isolat bakteri laut yang dicobakan terhadap masing-masing bakteri proteolitik P. aeruginosa, E. coli dan S. aureus; dipilih isolat 3A3.2 dan 3A6.2 yang menuiijukkan penghambatan terhadap aktivitas proteolitik P. aeruginosa, isolat 3A6.2 yang menunjukkan penghambatan terhadap aktivitas proteolitik E. coli dan isolat 1 A3 yang menunjukkan penghambatan terhadap aktivitas proteolitik S. aureus. Pengukuran persentase penghambatan inhibitor protease isolat 3A3.2 terhadap protease P. aeruginosa menunjukkan penghambatan terbesar pada waktu fermentasi jam ke-32 sebesar 85.29% dengan kadar protein 0.058 mglml dan pH 8.65. Puncak penghambatan kedua terjadi pada waktu fermentasi jam ke-44 dengan persentase penghambatan sebesar 70% dengan kadar protein 0.0806 mglml dan pH 8.9. Adanya dua puncak aktivitas ini diperkirakan karena adanya kerja inhibitor yang berbeda. Berdasarkan kurva pengukuran absorbansi isolat 3A3.2 pada media fermentasi diketahui bahwa inhibitor pertama diproduksi pada fase stasioner sedangkan inhibitor kedua diproduksi pada fase penurunan jumlah sel bakteri. Pengukuran persentase penghambatan inhibitor protease isolat 3A6.2 terhadap protease P. aeruginosa menunjukkan penghambatan pertama pada waktu inokulum dipindahkan pada media fermentasi yaitu sebesar 91.56% dengan kadar protein 0.0962 mdml dan pH 6.73. Puncak penghambatan kedua terjadi pada waktu fermentasi jan~ ke-8 dengan persentase penghambatan sebesar 95.78% dengan kadar protein 0.1257 mg/ml dan pH 7.12. Berdasarkan kurva pengukuran absorbansi isolat 3A6.2 pada media fermentasi terlihat bahwa inhibitor tersebut dihasilkan pada fase logaritmik. Pengukuran persentase penghambatan inhibitor protease isolat 3A6.2 terhadap protease E. coli menunjukkan penghambatan tertinggi pada waktu fermentasi jam ke- 8 sebesar 91.3% dengan kadar protein 0.1257 mg/ml dan pH 7.12. Puncak penghambatan kedua terjadi pada waktu fermentasi jam ke-32 dengan persentase pengharnbatan yang sama dengan kadar protein 0.0927 mg/ml dan pH 8.59. Adanya , . dua puncak aktivitas ini diperkirakan karena adanya kerja inhibitor yang berbeda. Inhibitor pertama yang diproduksi pada fase logaritmik memperlihatkan kemampuan menghaiiilbat protease P, aeruginosa dan E. coli sementara inhibitor kedua yang diproduksi pada fase stasioner hanya menghambat protease E.coli Pengukuran persentase penghambatan inhibitor protease isolat 1A3 terhadap protease S. aureus menunjukkan penghambatan maksimum pada waktu fer~nentasi jam ke-4 sebesar 80.19% dengan kadar protein 0.055 mg/ml dan pH 6.73. Berdasarkan kuma pengukuran absorbansi terhadap isolat tersebut terlihat bahwa inhibitor tersebut dihasilkan pada fase adaptasi. Karakterisasi lebih lanjut terhadap ketiga isolat bakteri laut tersebut menunjukkan bahwz semua isolat merupakan bakteri gram positif dan bersifat non motil. Isolat 3A3.2 berbentuk bulat coccus, sedangkan isolat 3A6.2 dan 1A3 berbentuk batang. Uji katalase menunjukkan hasil yang positif pada isolat 3A6.2 dan . . hasil yang negaiif untuk isolat yang lain.