Penapisan dan identifikasi bakteri yang berasosiasi
advertisement
TINJAUAN PUSTAKA Simbiosis Mikroorganisme dengan Spons Spons merupakan invertebrata multiseluler sederhana yang melekat di habitat bentik pada substrat padat. Semua spons merupakan organisme filter feeder dimana banyak pori yang tipis pada permukaan tubuhnya sehingga air dapat masuk dan bersirkulasi melalui kanal atau saluran dimana mikroorganisme dan partikel organik dapat disaring dan dimakan (Wilkinson 1978). Spons merupakan sumber produk alami berupa senyawa bioaktif. Sumber senyawa bioaktif tersebut dapat berupa inhibitor enzim, inhibitor pembelahan sel, antivirus, antifungi, antimikroba, anti-imflamantori, antitumor, atau sitotoksik (Munro et al. 1999). Salah satu contoh spons yang menghasilkan senyawa bioaktif yaitu Achantella sp. penghasil senyawa kalibinol-A yang berfungsi sebagai antibiotik. Selain itu, Jaspis jhonstoni diketahui mampu menghasilkan senyawa jasplakinolide yang bersifat sitotoksik (Lee et al. 2001). Banyak sekali mikroorganisme yang diketahui bersimbiosis dengan spons diantaranya dari kelompok arkaea, bakteri heterotrofik, sianobakteria, alga hijau, alga merah, kriptofita, dinoflagellata dan diatom. Simbion dapat bersifat spesifik maupun non-spesifik terhadap spons sebagai inangnya. Wilkinson (1978) menemukan simbiosis mikroorganisme yang spesifik pada spesies spons tunggal. Hal ini terlihat pada simbion antara spesies d-proteobacteria (Aeromonas sp.) dan spons Theonella swinhoei yang menunjukkan asosiasi spesifik. Simbiosis terjadi secara intraseluler dan ekstraseluler, dan pada tiap-tiap simbiosis mikroorganisme terlihat memiliki habitat yang spesifik pada spons inang. Simbiosis ekstraseluler terjadi pada lapisan luar spons sebagai eksosimbion atau pada mesohyl sebagai endosimbion. Simbion intraseluler atau intranukleus secara permanen berada dalam sel inang atau inti. Pada spons Theonella swinhoei semua populasi bakteri yang bersimbiosis bertempat pada ekstraseluler (Bewley et al. 1996). Webster dan Hill (2001) meyakini bahwa beberapa kemungkinan simbiosisnya yaitu; secara selektif inang menyerap simbion spesifik; simbion spesifik tumbuh lebih cepat dari pada kebanyakan simbiosis mikroorganisme Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 5 lain; atau inang memperoleh simbion spesifik melalui transmisi vertikal dari induk spons ke larva. Spons terlihat memperoleh simbiosis mikroorganisme melalui mekanisme fagositosis, mikroorganisme ini dapat hidup pada jaringan spons. Inhibitor Protease Inhibitor protease adalah suatu senyawa yang memblok situs aktif protease untuk mencegah substrat berikatan dengan situs aktif enzim tersebut (Barret et al. 2003). Inhibitor protease adalah kelas dari suatu jenis obat yang digunakan untuk menangani atau mencegah infeksi oleh virus, termasuk HIV dan Hepatitis C (Bisswanger 2002). Inhibitor protease mencegah replikasi virus dengan mencegah aktivitas HIV-1 protease, enzim yang digunakan oleh virus untuk membelah protein menjadi kumpulan virion. Inhibitor protease banyak dihasilkan oleh berbagai macam mikroorganisme diantaranya yaitu, Serratia marcescens menghasilkan protein inhibitor protease logam yang dikenal dengan nama SmaPI. Inhibitor tersebut dihasilkan dalam jumlah kecil yang menunjukkan penghambatan terhadap protease logam S. marcescens yang memiliki bobot molekul 50 kDa. Protein tersebut berlokasi di bagian periplasma sel dalam suhu pertumbuhan 25oC (Kim et al. 1995). Inhibitor protease juga dihasilkan oleh Gliocladium sp. yang disebut dengan inhibitor proteinase sistein, TMC-52A-D. Berdasarkan hasil analisa dengan spektrofotometer dan degradasi kimia menunjukkan bahwa TMC-52A-D merupakan peptida epoksisuksinil. Inhibitor tersebut kuat menghambat protease sistein (Isshiki et al. 1998). Inhibitor protease juga telah ditemukan dari mikroba asal laut yang telah dilaporkan oleh Imada et al. (1985a,b,c). Pencarian inhibitor asal mikroba laut diawali dengan proses penapisan bakteri penghasil inhibitor protease menggunakan lapisan ganda kasein. Seluruh galur penghasil inhibitor tersebut bersifat aerob, berflagella, gram negatif, mengandung G+C yang rendah pada DNA-nya. Mikroba tersebut membutuhkan NaCl untuk pertumbuhannya dan mampu menghidrolisis kasein, DNA, gelatin, dan pati. Berdasarkan hasil identifikasi mikroba tersebut adalah Alteromonas sp. Inhibitor yang dihasilkan oleh Alteromonas sp. B-10-31 tersebut adalah marinostatin. Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) Produksi 6 maksimumnya dihasilkan pada pH 6 dalam air laut, suhu 20oC dan digoyang 2433 jam. Jenis inhibitor lain yang dihasilkan oleh Alteromonas sp. adalah monastatin yang mempunyai bobot molekul tinggi yaitu 20.000 dalton. Inhibitor tersebut termasuk glikoprotein, stabil pada suhu sampai 100oC selama inkubasi 30 menit (Imada et al. 1985a). Selain itu, Alteromonas sp. juga menghasilkan jenis inhibitor leupeptin yang memiliki aktivitas inhibitor pada protease thiol dan protease serin (Kobayashi et al. 2003). Ketiga jenis inhibitor protease yang dihasilkan oleh Alteromonas sp. ini memiliki aktivitas dalam penghambatan yang berbeda. Untuk marinostatin memiliki aktivitas inhibitor terhadap protease serin seperti subtilisin. Monastatin yang termasuk kedalam protease thiol memiliki aktivitas inhibitor terhadap protease yang dihasilkan oleh bakteri patogen terhadap ikan (Kobayashi et al. 2003). Pseudomonas aeruginosa juga diketahui menghasilkan serralisin (inhibitor protease alkalin) yang memiliki afinitas tinggi terhadap zink protease yang dihasilkan oleh beberapa bakteri gram negatif. Inhibitor tersebut memiliki bobot molekul 11,5 kDa. Fungsi dari inhibitor ini adalah untuk melindungi bakteri dari proteolisis selama sekresi serralisin. Senyawa ini diproduksi sebagai prekursor dengan 125 asam amino dengan urutan signal N-terminal (Feltzer et al. 2003). Anthony et al. (2002) berhasil mengisolasi dysinosin A dari spons famili Dysideidae yang ditemukan dekat pulau Lizard Queensland utara Australia. Dysinosin A merupakan inhibitor yang berpotensi dalam faktor koagulasi darah dan merupakan inhibitor pada trombin serin protease. Jenis-jenis Inhibitor Protease Inhibitor protease diklasifikasikan berdasarkan jenis protease yang dihambat yaitu inhibitor protease sistein, inhibitor protease serin (serpin), inhibitor protease treonin, inhibitor protease aspartat, inhibitor metalloprotease, inhibitor protease asam glutamat. Inhibitor protease serin dicirikan dengan adanya serin nukleolifilik yaitu residu dari siklus katalitiknya contohnya trombin dan tripsin. Inhibitor protease sistein umumnya terdapat pada buah-buahan seperti pepaya, anggur, dan kiwi. Contoh dari protease sistein adalah aktinidain, bromelain, dan papain. Protease aspartat dicirikan dengan penggunaan residu aspartat untuk katalitiknya dan memiliki aktivitas pada pH asam. Jenis protease aspartat antara lain pepsin, Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 7 katepsin, dan renin. Jenis metaloprotease memiliki mekanisme katalitik metal seperti seng dan cobalt (Barret et al. 2003). Inhibitor protease sistein dibagi dalam tiga famili sistasin yaitu berdasarkan berat molekul, jumlah ikatan disulpidril, dan struktur primernya. Famili tersebut adalah stefin, sistasin, dan kininogen (Isshihara et al. 1999). Inhibitor tersebut memiliki fungsi biologis pada pengaturan protease endogenous seperti kelompok katepsin dan perlindungan pada protease luar. Beberapa inhibitor protease sistein dari mikroba telah diisolasi dan dikarakterisasi senyawa kimianya (Murao et al. 1985), inhibitor tersebut memiliki berat molekul rendah. Telah dilaporkan oleh Tsushima et al. (1992) inhibitor protease sistein dari Candida albicans memiliki berat molekul 15 kDa. Subtilisin Subtilisin adalah protease serin pada prokariot. Subtilisin tidak berhubungan secara evolusi terhadap kimotripsin, tetapi mekanisme katalitiknya sama menggunakan triad katalitik, untuk menciptakan serin nukleofilik. Protease serin dihambat oleh kelompok yang berbeda pada inhibitor, termasuk inhibitor kimia sintetik untuk penelitian atau terapetik, dan juga inhibitor protein alami. Satu keluarga pada inhibitor alami dinamakan serpin (turunan dari inhibitor protease serin) yang dapat membentuk ikatan kovalen dengan protease serin, dan dapat menghambat fungsinya. Subtilisin diperoleh dari B. licheniformis yang memiliki pH optimumnya 6,5 sampai 7,5 (Marangoni 2003). Proteinase K Proteinase K memiliki spesifisitas substrat dengan kisaran yang luas. Proteinase K diisolasi dari fungi Engiyodontium album yang mampu tumbuh pada keratin. Proteinase K juga memiliki kemampuan dalam menghancurkan keratin asli (rambut). Selain itu juga memiliki kemampuan dalam memotong ikatan peptida yang berdampingan dengan kelompok karboksil pada asam amino alifatik dan aromatik. Berat molekul proteinase K sebesar 28.930 dalton, kisaran pHnya dari 7,5 sampai 12,0. Aktivitas maksimum proteinase K adalah pada suhu 37oC, dan jika nilai aktivitasnya lebih besar dari 80% yaitu pada suhu 20oC sampai 60oC. Proteinase K dihambat oleh PMSF (Phenylmetanesulfonyl Fluoride) tapi tidak dihambat oleh EDTA (Ebeling 1974). Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)