Kloning dan Ekspresi Gen araA dari Bifidobacterium longum pada E. coli BL21(DE3) dan E. coli BL21(DE3)pLysS.

Abstract

Tagatosa merupakan rare sugar atau gula langka, suatu gula monosakarida yang keberadaannya sangat sedikit di alam. Senyawa ini memiliki karakteristik yang khas sebagai pemanis fungsional, dan merupakan isomer dari galaktosa. Larutan tagatosa 10% dapat menghasilkan tingkat kemanisan 92% serupa dengan sukrosa. Selain itu nilai kalori yang dihasilkan hanya sebesar 1.5 kkal/g. Tagatosa tidak menyebabkan adanya peningkatan gula darah dan ditetapkan sebagai bahan pemanis tambahan yang bersifat aman bagi penderita diabetes dan orang yang memiliki status obesitas. Dua metode yang dapat digunakan dalam proses memproduksi tagatosa, yaitu metode kimiawi dan biologis. Produksi tagatosa dengan metode kimiawi dilakukan dengan menghidrolisis laktosa dilanjutkan dengan proses isomerisasi dengan bantuan katalis kalsium. Namun metode ini memiliki kompleksitas tinggi pada proses purifikasi produk akhirnya, sehingga hal tersebut menyebabkan tingginya biaya produksi. Saat ini produksi tagatosa diarahkan dengan menggunakan metode lain yaitu secara biologis dengan mencari sumber gen araA yang menyandikan enzim L-arabinose isomerase (EC 5.3.1.4). Gen araA yang bersumber dari bakteri termofilik memerlukan ion Co2+ dan Mn2+ sebagai kofaktor kerja enzim untuk mengoptimalkan aktivitas enzim L-arabinose isomerase. Keberadaan ion metal pada produk akhir tagatosa dapat membahayakan kesehatan konsumen. Oleh karenanya, diperlukan gen araA yang bersumber dari bakteri mesofilik seperti Bifidobacterium longum yang dapat aktif pada suhu rendah yang aktif tanpa memerlukan bantuan ion metal. Proses kloning gen araA telah berhasil dilakukan dengan mengamplifikasi gen araA sebesar 1518 pb (pasang basa) yang bersumber dari B. longum BB536 menggunakan primer yang telah didesain sebelumnya dan meligasikannya pada vektor kloning pGEM-T Easy. Protein L-AI dengan ukuran 56 kDa telah berhasil terekspresi dengan baik pada sel E. coli BL21(DE3) menggunakan bantuan vektor ekspresi pET-21b. Akan tetapi, protein L-AI tersebut membentuk aggregat atau inclusion body. Berbagai upaya telah dilakukan untuk mengatasi permasalahan inclusion body tersebut yaitu melakukan solubilisasi dengan menggunakan urea, menurunkan penggunaan konsentrasi IPTG, menurunkan suhu inkubasi, mengubah metode pemecahan sel secara fisik dan mengganti sistem ekspresi sel inang pada E. coli BL21(DE3)pLysS, namun berbagai upaya yang telah dilakukan belum membuahkan hasil yang diinginkan.