Identifikasi Enzim Dengan Aktivitas Karbon-Sulfur Liase Pada Bifidobacterium Longum

Abstract

Bifidobakteria merupakan bakteri anaerob Gram positif yang hidup dalam usus besar manusia sejak bayi. Pertumbuhan bakteri ini terbukti mendukung kesehatan manusia. Informasi mengenai interaksi bifidobakteria dengan usus besar manusia masih terbatas terutama mengenai metabolisme asam amino yang mengandung sulfur sebagai bagian terpenting dari bakteri usus. Rendahnya efisiensi transformasi dan lambatnya pertumbuhan bakteri inilah yang menyebabkan perkembangan informasi metabolismenya terhambat. Bifidobacterium longum 105-A memiliki efisiensi transformasi tertinggi dibandingkan bifidobakteria lainnya, sekitar 104 sampai 106 transforman untuk setiap μg DNA. B. longum 105-A juga memiliki pertumbuhan yang cukup cepat, OD600nm 1 setelah 12 jam. Kunci dari metabolisme asam amino sulfur adalah jalur transsulfurasi, dengan enzim karbon-sulfur (C-S) liase yang berperan untuk menentukan arah jalur ini, sehingga analisa terhadap C-S liase dilakukan. Target enzim C-S liase dipilih dengan metode BLAST. BL105A_1451 dan BL105A_1761 terpilih sebagai target. Pengambilan gen target dilakukan dengan metode PCR menggunakan primer spesifik. Gen target disisipkan kedalam pET- 15b dan ditransformasikan kedalam E. coli DH5α sebagai vektor kloning dan E. coli BL21 sebagai vektor ekspresi. Transformasi dan ekspresi kedua protein pada E. coli berhasil dilakukan yang dibuktikan pada elektroforesis gel agarose dan gel poliakrilamid sodium dodecyl sulfat (SDS-PAGE). Aktivitas C-S liase yang terukur dengan metode 5,5-dithio-bis-(2- nitrobenzoic acid) (DTNB) pada substrat sistationin, menunjukkan hanya ekstrak bebas sel dari E. coli BL21/pET-15b/BL105A_1451 yang beraktivitas sebagai C-S liase. Aktivitas enzim ini sangat tinggi, melebihi aktivitas ekstrak bebas sel E. coli BL21/pET-15b dan E. coli BL21/pET-15b/BL105A_1761. Aktivitas enzim yang tinggi juga ditunjukkan pada substrat L-sistin. Hasil ini menunjukkan BL105A_1451 yang mengekspresikan putative aminotransferase mengenali gugus L-sisteina pada substrat sistationin dan L-sistin, sehingga enzim ini juga dapat bekerja sebagai sisteina desulfidrase. Enzim putative aminotransferase bekerja sebagai sistationin β-liase pada substrat sistationin, sehingga kemungkinan terekspresi pada kodisi L-sisteina sebagai sumber sulfur tunggal. Untuk membuktikan ekspresi C-S liase, dilakukan kultivasi pada B. longum 105-A di bifidobacterial minimal media (BMM) tanpa L-sisteina dan BMM dengan L-sisteina. Hasilnya menunjukkan B. longum 105-A tidak mampu tumbuh tanpa Lsisteina, namun tumbuh baik dengan L-sisteina sebagai sumber sulfurnya. Ekstrak bebas sel dari B. longum 105-A yang ditumbuhkan pada media BMM dengan Lsisteina menunjukkan aktivitas C-S liase terhadap sistationin. Hal ini membuktikan kesamaan aktivitas antara ekstrak bebas sel E. coli BL21/pET-15b/BL105A_1451 dengan B. longum 105-A. Hasil-hasil ini membuktikan bahwa C-S liase diekspresikan dalam kondisi L-sisteina sebagai sumber sulfur pada B. longum 105- A