Isolat Bakteri Sheptococcus

IDENTINKASI
ENZtrW PROTEASE PADA BAKTERI STREPTOKOIruS GRT}P B
(streptococc us agalactiile) PADA SIIBSTRAT MUSIN.
Oleh : Mulammad Amrullah Pagalsl)
ABSTRACT
Group B Steptococci (GBS) produce extracellular enzymes which are know to be involved in
virulence mechanism. One of the enzlmes is protease which has an ability to degradate mucin. Mucin has an
important role to defend mucooal membrane from invasion of bacteria. The purpose of this rcsearch was to
identific protease charactcristics of GBS on the mucin substrat as a model for studying fie role of proteases in
pathogenesis of GBS infections. Their molecular weights were determind by using zymogram technique
were estinated to be approximately 29 KDa of GBS which can degradate mucin.
Key words : protease, mucin, enzlm characterization, Zimogrrm
PENDAHULUANT
Bakteri Steptocrccus agaluctiae
atau biasa dikenal dengan bakteri
Streptokokus Grup B (SCB) telah diketahui
dapat menyebabkan beberapa pcmyakit pada
manusia dan hewan, {Wilkinson,l{.W., dkk,
1973 dalam Putranto,2004). Bakteri parogeil
ini menghasilkan bertagai enzim yang pada
dasarnya bersifat tidak tsksik tetapi berpcran
penting dalam proses infeksi seperti eltzinr
protease dan hyaluronidasg yang
mendegradasi komponen matriks
permukaalr sel inang, dengan hancurnyn
lapisan mrsin akan memudahkan bakteri
rnencapai dan menginfeksi scl inang
(lludiarti dan Suhartono, 1999).
Mekanisme palogsnesis protea$c
baktcri ini pada jaringan mukosa belulrr
pernah dilaportan. Olch karena itu
penelitinn
ini bertujuan molakukan
identifiknsi proteas€
Strepttrcu.cut
agahtctiue pada substrat musin secara irr
vitro sobagni gambaran awal mekanisrnc
infeksi bakteri ini pada jaringan mukosa.
ekstraseluler sehingga dapat merusak struktur
jaringan inang. Enzim hidrelitik
ini
digunakan oleh bakteri untuk memperoleh
sumber karbon
dan energi dengan
menghancurkan polimer inang menjadi gula
sederhana dan asam amino (Salyers dan
whitt,200l).
Dari penelitian sebelumnya bakteri
SGB ini mensekresikan enzim proteolitik
ekstraseluler, enzim prote4se yang
dihasilkannya dilaporkan berkorelasi dengan
mekanisme infeksi dan invasi bakteri tersebut
(Rao e/ al2AA2')
Wel$u, tempet dan brhrn penelitien
Penelitian dilaksanakan dari Mei
2003 sampai dengan Mei 2004 di
Laboratorium Mikrobiologi dan Biokimia
dan Laboratorium Bioteknologi Hewan dan
Biomedis. Pusat Penelitian Bioteknologi IpB.
Bahan Penelitian diperoleh dari koleksi
Rumah Sakit Marinir Cilandak
Jakana
selatan
Dalam menginfeksi sel inang bakteri
ini mula-mula melakukan perlekatan (adhesi)
kemudian berkolonisasi dan melakukan
invasi pada jaringan mukosa inang dengan
cara mensekresikan enzim protease untuk
mendegradasi musin yang terdapat pada
) Staf Pengajar pofu Pragram Studi llmu
METODE PENEL TIAN
nAf"i f
Selekri Isolet SGB penghesil protease.
Isolat Bakteri
Sheptococcus
agalactine ditumbuhkan pada media Tod
.
26
27
Hewitt Broth (THB) agar yang
telatr
disuplementasi dengan substrat kasein
(l%)
dan diinkubasi pada suhu
3fC
selama
semalam. Isolat bakteri yang memperlihatkan
adanya zona bening menunjukkan bakteri
tersebut berpotensi menghasilkan enzim
protease.
Uji Proteolitik Bakteri penghasil Protesse.
Uji
proteolitik bakteri patogen
penghasil protease dilakukan dengan dengan
menggunakan media THB agar yang telah
ditambahkan substrat musin I %. Isolat dari
bakteri ditusukkan dalam media" Lalu
diinkubasi selama 24 jam pada suhu 370C.
Aktivitas proteolitik dari bakteri patogen
dalam media THB yang telah ditambahkan
substrat musin l% ditunjukkan dengan
terlihatnya zona bening yang muncul di
sekitar koloni yang terbentuk
kopolimerisasi (modifi kasi Garnelli-Piperno
& Reich, 1987 dalam Baihaqi, 2004). Gel
polimerisasi dibuat dengan mensubstitusi
komponen air dengan larutan subshat musin.
Kopolimerisasi dilakukan pada gel pemisah.
Setelah gel terbentuk dilakukan elektrofrrresis
pada voltage 100 V dan anrs 50 mA. Setelah
itu diinkubasi dengan Triton-X lffi sclama I
jam dan diinkubasi dalam buffer Tris-HCL
l0 mM pH 7 selama 24 jarn.
HASIL DAI\[ PEMBAHASAI\
Hasil Seleksi SGB Penghasil Protease.
beberapa isolat SGB yang
ditumbuhkan pada media seleksi diperoleh
semua isolat SGB memperlihatkan mna
bening yang menunjukkan adanya aldivitas
enzim protease. Zona bening yang terjadi
Dari
mengindikasikan terjadinya
Uji Aktivitas
Protease Terhadap Musin
dengan Zimogram.
Produksi enzim dilakukan dengan
menumbuhkan bakteri pada 50 ml media Tod
Hewitt Broth (THB), diinkubasi pada suhu
37"C selama kurang lebih 5 jam (OD626n. :
0,0800, sckitar I x 108 sel ml'r) selanjutnya
diinokulasikan kemhali kedalam 100 ml
media serupa yang mcngandvng},2To musin)
diinkubasi semalam pada suhu ruang. llnzim
dipisahkan dari sel menggunakan sentrilirgasi
dengan kecepatan 5000 rpm, 30 menit pada
4'C (Bradford,
1976), dan
diuji
aktivitas
protease dalam mendegradasi substrat musin
dengan teknik zimogram. Zimogran yang
digunakan menggunakan
Gambar
proses
penguraian subsfiat kasein oleh bakteri SGB
menjadi asam amino
dan
karbon.
Sebagaimana yang dikemukakan oleh Salyers
dan Whitt (2001) bahwa Enzim hidrolitik ini
digunakan oleh bakteri untuk mempcroleh
dan
sumber karbon
energi tlcngan
menghancurkan polimer inang menjatli gula
sederhana dan asam amino.
Kemudian dipilih isolar SGB
dengan aktivitas tertinggi. Selarrjuhya isolat
terpilih diambil urrluk dilakuktn uji
proteolitik..
Uji Pnrteolitik Bekterl pengharil Protcrse.
Hasil uji prorcolitik isolar blkteri
S{;l} disajikan pada gambar I berikur.
metode
l. Hasil Uji Protmlitik balctcri St eptoc
dan casein l% (A) dan TIIB dan Musin I 7o. @).
AGRIPLUS, Voluae 17 Namoe (2 Mei ZU?, ISSN Og*hng
28
Dari hasil uji proteolitik diperoleh
hasil semua isolat bakteri baik SGB yang
ditumbuhkan dalam medium campuran THB
dan substrat musin I .7o memperlihatkan
aktivitas protease. Hal ini ditunjuk'kan
dengan terdapatnya zona bening disekitar
koloni masing-masing isolat. Fenomena
secara in vitro ini cukup menjelaskan
mekanisme patogenitas bakteri SGB yang
terjadi pada jaringan mukosa sebagai
jaringan pertahanan saluran dalam tubuh
mahluk hidup sebagaimana dijelaskan oleh
Budiarti dan Suhartono (1999) bahwa dalam
menginfeksi sel inang bakteri ini mula-rnula
musin yang terdegradasi oleh enzim proteasc
yang dikeluarkan oleh isolat balfteri tersebut.
Hal ini b€rarti bakteri
Streptocrccus
agalactiae (SGB positif )mempunyri
kemampuan untuk mendagradasi musin,
Teknik Zimogram ymg
menggunakan metode
digunakan
kopolimerisari
(modifikasi Garnelli-Piperno & Reich, 1987)
merupakan metode yang efektif hingga saat
ini dalam mengidentifi kasi degradasi substrut
oleh enzimenzim hidrolitik baik secaru
kualitatif maupun secara kuantitatil.
termasuk cnzim proteaso yang disckresiknn
oleh bokteri SGB ini.
melakukan perlekatan (adhesi) kemudian
berkolonisasi dan melakukan invasi pada
jaringan mukosa inang dengan
cara
mensekresikan enzim protease untuk
mendegradasi musin yang terdapat pada
permukaan sel inang, dengan hancurnya
lapisan musin akan memudahkan bakteri
mencapai dan menginfeksi sel inang.
Uji Aktivitas Protease Terhadap Musin
dengan Zimogram.
Hasil Zimogram pada pemurnian
Ekstraksi protease kasar dapat dilihat pada
gambar berikut ini.
KESIIVIPULAI\
dan
Bakteri Stneptokokus Grup B (SGB)
Aeromonas Hydrophila memiliki
kemampuan untuk mensekresikan enzim
protease Dari hasil zimogram diperoleh I
pita protein enzim dengan berat molekul 29
kDa pada bakteri, pita protein mampu
mendegradasi subsnat musin yang terdapat
dalarn jaringan mukosa inang
200
DAFTAR PUSTAI(A
116
A, 200/.. Identifikasi Bakteri-Bakteri
Penghasil Enzim hotease di Kepulauan
Seribu. Thesis. IPB. Bogor.
Baihaqi,
66
45
Bergmeyer HV, Grassl
M,
Walter
HF.
1984.
Methods of Enzymatic Analysis. Verlag
Chemie. lVeinheim. Volume IV: 45-49.
3l
2l
A rapid and sensitivc
for the quantitation of
Bradford MM. 1976.
methode
microgram quantities of protein utilising
thr principle of protein dye binding. Anal.
Gambar 2. Zimogram Protease SGB.
Broad.2) SGB;
l)
Biochem. 72: 248 - 254.
Marker
Dari hasil zimogram diperoleh pita
29 kD pada bakteri
Streptokokus Grup B (SGB). Pita warna
putih yang terlihat menunjukkan protein
dengan berat molekul
AGRIPLUS, Yolume 77 Nomor
MT. 1999. Peranan
Protease pada bakt€ri patog€Nr. Makalatr
Budiarti S,, dan Suhartono
dipreseitasikan pada PIT PERMI.
Padang,3 -4 Agustus 199.
E.A. 1991.
Mikrobiologi Untuk Profesi Kesehaan.
Jawetz E., Melnick J.L., and Adelberg
EGC Penerbit Buku Kedokteran. Jakarta.
02
Mci m(n,
ISSN
08*0nB
29
WS. 2004. Karakterisasi Enzim
Hyaluronidase pada Bakteri
Putranto
Strerptococcus agalactiae. Thesis. IPB.
Bogor
Rao, M.M., AM Tanksale., MS Gatge, W.
Desphande. 2W2. Molecular and
Biotechnological aspects of microbial
proteas€s. Microbiol. And Mol. Biol.
Rev.62(3): 597-635.
Salyers,A.A and Whitt, D.D. 2001. Bacterial
Pathogenesis, a molecular approach.
Depart€ment of Microbiolory. University
of lllionis. ASM Press. Washingon l)C.
AGRIPLA|Yolume 17 Nomor 02Mei 2007 ISSN085,T0US