Whole-genome Analysis dan Karakteristik Pediococcus acidilactici WSP-AZM23 sebagai Kandidat Probiotik

Abstract

Probiotik merupakan kelompok mikroorganisme yang dikonsumsi dalam jumlah cukup akan memberikan manfaat kesehatan. Efek menguntungkan dari bakteri asam laktat sebagai probiotik telah diketahui bermanfaat bagi kesehatan inangnya. Mayoritas strain dari genus Pediococcus dalam industri makanan digunakan sebagai starter kultur probiotik. Pediococcus acidilactici merupakan salah satu spesies dari genus Pediococcus, memiliki beberapa sifat menarik yang berkaitan dengan kemampuannya sebagai probiotik. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis keseluruhan genom dan mengevaluasi karakteristik P. acidilactici WSP-AZM23 yang diisolasi dari susu kambing etawa sebagai kandidat probiotik. Metode yang digunakan adalah dengan mengidentifikasi isolat secara morfologi dan identifikasi 16s rRNA. Assembly dan annotation genom dari hasil sekuensing menggunakan MinION Nanopore sequencer meliputi quality control menggunakan Quast, assembly flye, polishing MEDAKA, serta annotation terkait probiotik menggunakan beberapa webserver. Selanjutnya, karakteristik sifat probiotik secara in vitro seperti kemampuan terhadap pH rendah (1,5; 3; 5; dan 7), garam empedu (konsentrasi 0,15%; 0,3%; dan 0,45%), salinitas tinggi (konsentrasi 1-7%), kepekaan terhadap antibiotik, auto-aggregation, kemampuan menghasilkan enzim protease, evaluasi sifat hemolisis, serta beberapa bioaktivitas seperti antioksidan, anntiinflamasi, dan antibiofilm terhadap bakteri patogen Staphylococcus aureus ATCC 25923 dan Escherichia coli ATCC 25922. Hasil penelitian menunjukan bahwa P. acidilactici WSP-AZM23 memiliki kesamaan genetik berdasarkan 16S rRNA dengan P. acidilactici NGRI 0510Q. Potensi P. acidilactici WSP-AZM23 sebagai kandidat probiotik dikaitkan dengan kehadiran gen dan karakteristik in vitro. Genom P. acidilactici WSP-AZM23 berukuran sekitar 2.009.249 bp (~2 Mbp) dengan 2.324 CDS, mengandung kluster gen penyandi senyawa antimikrob mutacin dan colicin V, terdapat small multidrug resistance antibiotic efflux pump dan vanT (cluster gen vanG, glycopeptide resistenace gen) namun tidak terikat dengan faktor virulensi dan patogenisitas dengan skor prediksi sebesar 0,036. P. acidilactici WSP-AZM23 memiliki gen CRISPR/Cas class II (csn2, cas1, cas2, cas9). Selain itu, P. acidilactici WSP-AZM23 toleran terhadap pH rendah berturut-turut sebesar 20%, 130%, 220%, dan 110%, ketahanan garam empedu 195%, 98%, dan 92%, mampu hidup pada salinitas tinggi, rentan terhadap antibiotik (tetracycline, amoxicillin, penicillin G, dan chloramphenicol), tidak menunjukkan aktivitas hemolisis, memiliki kemampuan auto-aggregation, menghasilkan enzim protease, memiliki potensi antioksidan dengan nilai penghambatan DPPH sebesar 79,64%, anti inflamasi 50,95% ± 1,50 serta antibiofilm terhadap bakteri patogen S. aureus ATCC 25923 17,47% ± 0,004 dan E. coli ATCC 25922 11,99% ± 0,066.