Pemilahan dan karakterisasi inhibitor protease dari bakteri yang berasosiasi dengan spons asal perairan Pulau Panggang, Kepulauan Seribu

Abstract

Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Listeria sp., dan Pseudomonas aeruginosa merupakan bakteri patogen yang penting sebagai penyebab foodborne disease. Bakteri ini menghasilkan protease yang terlibat dalam mekanisme molekular penyebab penyakit. Oleh karena itu, saat ini protease menjadi mendapat perhatian penting sebagai target pengobatan penyakit yang disebabkan oleh bakteri. Berbagai spons telah dilaporkan menghasilkan inhibitor protease yang dihasilkan oleh bakteri patogen. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa bakteri yang berasosiasi dengan spons dapat menghasilkan komponen bioaktif yang mirip dengan inangnya. Oleh karena itu, diduga bakteri yang berasosiasi dengan spons juga menghasilkan inhibitor protease. Tujuan penelitian ini adalah memilah bakteri yang berasosiasi dengan spons sebagai penghasil inhibitor protease yang potensial, mengoptimasi kondisi produksi inhibitor protease, memurnikan inhbitor protease asal bakteri yang terpilih, serta mempelajari karakteristik inhibitor protease. Diantara isolat yang positif menghasilkan inhibitor protease berdasarkan hasil pemilahan, Chromohalobacter sp. 6A3 merupakan bakteri yang paling potensial sebagai penghasil inhibitor protease. Isolat tersebut diidentifikasi melalui karakteristik biokimiawi dan sekuens gen yang mengkodekan 16S rRNA. Medium yang optimum untuk menghasilkan inhibitor protease terdiri atas special peptone 0,5 % (w/v), yeast extract 0,1 % (w/v), trace element 0,2 % (v/v), NaCl 2 % (w/v), glukosa 0,05 % (w/v), dan inkubasi dilakukan pada suhu 30 oC selama 12 jam pada kecepatan 150 rpm. Protein tersebut diekstrak menggunakan aseton 30 % (v/v), dimurnikan dengan filtrasi gel (Sephadex G-75), dan terakhir dimurnikan menggunakan penukar ion (Sephadex A-50). Berat molekul inhibitor protease setelah dimurnikan dengan filtrasi gel, yaitu 21,31 kDa dan 17,05 kDa, namun setelah dimurnikan dengan penukar ion, sekitar 21,31 kDa. Suhu dan pH optimum inhibitor protease adalah 30 oC dan 5. Inhibitor protease stabil pada inkubasi 40 oC selama 10 menit (ekstrak kasar dan hasil pengendapan aseton), dan 30 oC selama 10 menit (murni). Inhibitor protease yang diikubasi pada kondisi optimum (suhu 30 oC, pH 5) masih stabil selama 8 jam (ekstrak kasar), 6 jam (hasil pengendapan aseton), dan 3 jam (murni). Inhibitor murni masih aktif ketika diinkubasi pada pH 5-6 selama 1 jam. Substrat yang paling cocok untuk inhibitor protease tersebut adalah protease dari Pseudomonas aeruginosa. Inhibitor protease dihambat oleh ion-ion logam kecuali Na+ 1 mM, ditingkatkan aktivitasnya oleh SDS hinga 2 kali lipat. IC50 inhibitor protease adalah 24,2 nM (ekstrak kasar) dan 3,48 mM (murni). Pola penghambatan inhibitor tersebut adalah uncompetitive.

The important causing foodborne disease are Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Listeria spp. and Pseudomonas aeruginosa. Protease produced by these bacteria are involved in the molecular mechanisms of the disease. Therefore, there has been rapidly increase concern on proteases as medical target for bacterium diseases. Various sponges has been reported to produce protease inhibitor which could inhibit protease activity of pathogenic bacteria.