Karakterisasi Enzim Pendegradasi AHL dari Bacillus cereus INT1c dan Bacillus sp. NTT3a

Abstract

Beberapa bakteri melakukan sistem quorum sensing (QS) untuk mengekspresikan gen tertentu seperti faktor virulensi, luminesensi, pembentukan biofilm, dan transfer plasmid ketika jumlah sel dalam populasinya telah mencapai quorum. Quorum sensing pada kelompok bakteri Gram-negatif diperantarai oleh molekul sinyal N-acyl homoserine lactone (AHL). Molekul AHL juga diketahui sebagai sinyal quorum sensing pada beberapa bakteri patogen untuk mengaktifkan ekspresi gen virulensi. Respon quorum sensing tersebut dapat dihambat dengan proses quorum quenching, salah satunya dengan menghambat akumulasi AHL secara enzimatik menggunakan AHL-laktonase yang memotong cincin lakton pada molekul AHL. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui katakteristik aktivitas AHL-laktonase yang dihasilkan oleh Bacillus cereus INT1c dan Bacillus sp. NTT3a pada berbagai rentang pH dan suhu dalam menghambat quorum sensing pada bakteri bioindikator Chromobacterium violaceum. Penelitian ini terdiri atas tiga tahap utama yaitu penyiapan biakan kerja (working culture) dan verifikasi aktivitas AHL-laktonasenya, produksi dan pemekatan dan dialisis enzim, serta karakterisasi aktivitas AHL-laktonase berdasarkan pH dan suhu. Aktivitas quorum quenching ditemukan pada ekstrak enzim ekstraseluler (dari media kutur cair) dan intraseluler (sitoplasma). Hasil pengendapan AHL-laktonase dari Bacillus cereus INT1c dan Bacillus sp NTT3a menggunakan amonium sulfat menunjukkan bahwa kadar protein tertinggi diperoleh pada pengendapan dengan saturasi 70% sedangkan aktivitas quorum quenching tertinggi diperoleh pada saturasi 80%. Proses dialisis pada enzim hasil pengendapan dapat menghilangkan sisa garam amonium sulfat dan meningkatkan aktivitas AHL-laktonase. Aktivitas spesifik AHL-laktonase ekstraseluler Bacillus cereus INT1c meningkat dari 74.09 mg-1 menjadi 371.12 mg-1 setelah didialisis, sedangkan aktivitas AHL-laktonase ekstraseluler Bacillus sp. NTT3a meningkat dari 50.92 mg-1 menjadi 70.49 mg-1 setelah didialisis. Aktivits spesifik enzim ekstraseluler dari kedua bakteri jauh lebih tinggi dari enzim intraseluler. AHL-laktonase Bacillus cereus INT1c dan Bacillus sp. NTT3a hasil pengendapan dan dialisis memiliki aktivitas pada rentang pH yang luas namun menunjukkan aktivitas yang lebih baik pada pH asam hingga netral. Preinkubasi enzim hasil pengendapan dan dialisis selama 10 menit pada suhu 20-90 oC menunjukkan bahwa AHL-laktonase dari kedua bakteri tidak tahan terhadap pemanasan pada suhu tinggi dan memiliki aktivitas tertinggi pada kisaran suhu 30-40 oC. Hasil penelitian ini memberikan informasi mengenai potensi AHLlaktonase Bacillus cereus INT1c dan Bacillus sp. NTT3a untuk dapat dikembangkan sebagai anti-quorum sensing terutama untuk mencegah virulensi yang berbasis quorum sensing pada bakteri patogen.