isolasi dan karakterisasi bakteri penghasil ahl

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Quorum sensing (QS) adalah komunikasi
antar sel bakteri yang dimediasi oleh
autoinduser (AI) pada quorum populasi
tertentu untuk mengatur ekspresi gen-gen
tertentu (Rukayadi & Hwang 2009). AI adalah
senyawa berbobot molekul rendah yang
disekresikan bakteri dan diakumulasikan
sehingga AI dikenali sel bakteri lainnya
kemudian diserap kembali. AI bakteri Gram
negatif berbeda dengan Gram positif. Gram
negatif menggunakan N-acyl homoserine
lactone (AHL), sedangkan Gram positif
menggunakan
senyawa
peptida
yang
dihasilkan melalui jalur ATP Binding Cassette
(ABC) (Rukayadi & Hwang 2009). Sistem QS
bekerja pada gen-gen yang berhubungan
dengan perilaku populasi bakteri seperti
pembentukan biofilm, virulensi pada inang,
bioluminescence, dan pembentukan antibiotik
(Gera & Srivastava 2006).
Anti-quorum sensing (anti-QS) merupakan
salah satu alternatif pengendalian penyakit
tanpa mematikan bakteri patogen. Senyawa
anti-QS dapat memblok atau mengacau proses
QS. Senyawa anti-QS dapat dikelompokkan
menjadi tiga jenis, yaitu: (1) senyawa
pendegradasi (degradator) yaitu senyawa yang
dapat mendegradasi AI atau komponen
pengatur QS lainnya dan senyawa ini biasanya
berupa enzim, (2) senyawa antagonis, dan (3)
senyawa kompetitor yaitu senyawa yang dapat
berkompetisi
dengan
AI
membentuk
kompleks dengan protein reseptor (Rukayadi
& Hwang 2009). Proses QS juga dapat
dicegah oleh reaksi laktonolisis (terbukanya
cincin lakton) akibat peningkatan pH >7 di
sekitar sel target. Namun ketika pH kembali
turun (asam) cincin lakton kembali terbentuk
(Rasmussen & Givskov 2006). Degradasi
enzimatik molekul AHL merupakan cara yang
efektif dalam mengcegah proses QS. Ada dua
jenis enzim pendegradasi AHL, yaitu AHL–
acylase dan AHL-laktonase.
AHL-acylase adalah enzim penghidrolisis
ikatan peptida pada rantai acyl molekul AHL
dan menghasilkan asam lemak bebas serta
homoserine lacton. Produk degradasi tersebut
digunakan kembali untuk proses metabolisme
bakteri yaitu sebagai sumber energi, nitrogen,
dan karbon. Beberapa gen yang menyandikan
AHL-acylase telah ditemukan yaitu aiiD dari
Ralstonia eutropha, PvdQ dan QuiP dari
Pseudomonas, AhlM dari Streptomyces sp.,
dan aiiC dari Anabaena sp. PCC7120
(Czajkowski & Jafra 2009).
AHL-laktonase merusak proses QS
melalui hidrolisis enzimatis cincin lakton
molekul AHL. Salah satu gen penyandi AHLlaktonase adalah gen aiiA. Gen aiiA pertama
kali ditemukan pada Bacillus sp. strain 240B1
(Dong et al. 2000). AHL-laktonase terdiri dari
dua klaster yaitu klaster aiiA pada genus
Bacillus dan Attm pada Agrobacterium
tumefaciens, Arthrobacter sp., dan Klebsiella
pneumonia (Dong & Zhang 2005). Homologi
aiiA kemudian ditemukan pada beberapa
spesies Bacillus lainnya yaitu B. subtilis, B.
cereus, B. mycoides dan beberapa strain dari
B. thuringiensis (Dong et al. 2002).
Kemampuan
suatu
bakteri
dalam
mendegradasi AHL dapat diuji dengan
menggunakan Chromobacterium violaceum
sebagai
bioindikator.
Chromobacterium
violaceum menggunakan proses QS untuk
mengatur ekspresi gen Vio yang menyandikan
pigmen berwarna ungu yang disebut violacein
(August et al. 2000).
Penelitian mengenai QS memiliki potensi
dan manfaat yang sangat besar karena dapat
dijadikan alternatif pengendalian bakteri
patogen yang ramah lingkungan dan tidak
memicu resistensi. Isolasi dan karakterisasi
bakteri penghasil AHL-laktonase dari lahan
pertanian dapat dijadikan sebagai langkah
awal memanfaatkan mekanisme anti-QS
untuk mengendalikan bakteri patogen
terutama pada tanaman.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi
dan mengkarakterisasi bakteri penghasil
AHL-laktonase asal lahan pertanian di luar
Pulau Jawa.
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan
November 2010 sampai Mei 2011 di
Laboratorium Mikrobiologi, Departemen
Biologi, FMIPA, IPB.
BAHAN DAN METODE
Pengambilan Contoh Tanah
Contoh tanah diambil dari lahan pertanian
di Nusa Tenggara Timur, Lampung, Papua
Barat, Sumatera Barat, Bali, dan Bangka
Belitung (Tabel 1).