Kemampuan pertumbuhan dan profil protein bakteri pendegradasi kafein pada medium metilxantin.” sepenuhnya hasil karya saya sendiri, kecuali kutipan yang saya berikan sebagai sumber, belum pernah dikirimkan ke institusi manapun dan tidak merupakan plagiat. Kemampuan pertumbuhan dan profil protein bakteri pendegradasi kafein pada medium metilxantin; oleh Alfian Rizqi; Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember. Salah satu cara untuk mengatasi pencemaran akibat adanya senyawa methylxanthine di lingkungan adalah dengan masuknya agen hayati berupa bakteri pendegradasi kafein.
Paracoccus denitrificans KAFS 16, Pseudomonas plecoglossicida KAFS 34, dan Acinetobacter gerneri KAFS 47 belum diketahui kemampuan tumbuhnya, profil pertumbuhannya, dan profil proteinnya pada media metilxantin, sehingga diperlukan penelitian ini. Metode yang digunakan dalam penelitian ini melibatkan peremajaan isolat bakteri untuk mentransfer kultur bakteri ke media baru. Paracoccus denitrificans KAFS 16 dan Acinetobacter gerneri KAFS 47 dapat tumbuh pada media minimal M9 dengan sumber karbon dan nitrogen dari kafein, teobromin dan teofilin.
Sedangkan Pseudomonas plecoglossicida KAFS 34 hanya dapat tumbuh pada media M9 minimal yang mengandung kafein dan teobromin. Hasil pola pertumbuhan menunjukkan bahwa Paracoccus denitrificans KAFS 16, Acinetobacter generi KAFS 47 dan Pseudomonas plecoglossicida KAFS 34 memiliki pertumbuhan sel yang lebih tinggi bila ditumbuhkan pada media theobromine. Pita protein bakteri Paracoccus denitrificans KAFS 16 dengan berat molekul 14 kDa merupakan pita protein yang diekspresikan pada media metilxantin, sehingga diyakini merupakan protein induksi yang digunakan untuk mendegradasi senyawa metilxantin.
Kepada para laboran dan seluruh rekan-rekan Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Jember yang telah membantu dalam perkuliahan dan penelitian.
PENDAHULUAN
- Latar Belakang
- Rumusan Masalah
- Tujuan
- Manfaat
Jalur N-demetilasi dan oksidasi digunakan oleh bakteri untuk mendegradasi kafein menjadi CO2 dan amonia sebagai produk akhir metabolisme kafein oleh bakteri (Summers et al., 2015). Dalam studi yang dilakukan Hakil et al., (1998), jamur dari genera Aspergillus dan Penicillium mampu tumbuh pada kafein dan menghasilkan produk degradasi awal berupa teofilin. Sementara itu, sejauh ini belum dilaporkan bahwa teofilin merupakan produk awal degradasi kafein oleh bakteri.
Namun pada penelitian Summers (2011), bakteri Pseudomonas putida CBB5 mampu mendegradasi teofilin melalui jalur N-demetilasi. Dalam hal ini, tampak bakteri mempunyai kemampuan untuk memecah teofilin, meskipun senyawa tersebut tidak diproduksi sebagai produk pertama pemecahan kafein. Pada penelitian Arimurti dkk (2019a), ditemukan tiga isolat bakteri pendegradasi kafein, antara lain Paracoccus denitrificans KAFS 16, Pseudomonas plecoglossicida KAFS 34, dan Acinetobacter gerneri KAFS 47.
Ketiga bakteri tersebut diisolasi dari fermentasi alami kulit kopi Coffea arabica di kawasan Sempol, Bondowoso. Sejauh ini belum diketahui kemampuan pertumbuhan, profil pertumbuhan, dan profil protein ketiga bakteri tersebut pada saat bakteri tersebut ditumbuhkan pada media metilxantin. Profil protein dapat digunakan untuk menentukan berat molekul protein, karena berat molekul berperan penting dalam identifikasi jalur degradasi kafein oleh bakteri.
Rumusan masalah dalam penelitian ini meliputi kemampuan pertumbuhan, profil pertumbuhan dan profil protein bakteri pendegradasi kafein pada media metilxantin. Bakteri pendegradasi kafein yang digunakan adalah Paracoccus denitrificans KAFS 16, Pseudomonas plecoglossicida KAFS 34 dan Acinetobacter gerneri KAFS 47. Metode yang digunakan untuk membuat profil pertumbuhan ketiga bakteri pendegradasi kafein pada media metilxantin menggunakan perhitungan sel (C count/ml) .
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kemampuan pertumbuhan, profil pertumbuhan dan profil protein bakteri pendegradasi kafein pada media metilxantin. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi dasar penelitian lebih lanjut mengenai identifikasi enzim pendegradasi kafein. Selain itu, ketiga isolat bakteri tersebut dapat digunakan sebagai agen biodegradasi senyawa metilxantin yang mencemari lingkungan.
TINJAUAN PUSTAKA
- Metillxantin
- Bakteri Pendegradasi Kafein
- Kurva Pertumbuhan Bakteri Pendegradasi Kafein
- Profil Protein Bakteri Pendegradasi Kafein
Sedangkan teofilin atau 1,3-dimetilxantin memiliki dua gugus metil yang terletak pada posisi 1 dan 3 dan secara struktural mirip dengan kafein dan teobromin (Gambar 2.1c). Bakteri pendegradasi kafein merupakan bakteri yang mampu memanfaatkan kafein sebagai sumber karbon dan nitrogen (Dash dan Gummadi, 2006). Beberapa genera bakteri yang dilaporkan mampu mendegradasi kafein melalui jalur N-demetilasi adalah Pseudomonas dan Serratia.
Bakteri dapat mendegradasi kafein melalui dua jalur katabolik yaitu N-demetilasi dan oksidasi (Dash dan Gummadi, 2006). Sementara itu, bakteri menguraikan kafein menjadi asam 1,3,7-trimetilurat melalui jalur oksidasi, kemudian asam 1,3,7-trimetilurat terurai menjadi 3,6,8-trimetil alantoin dan selanjutnya didegradasi oleh katabolisme purin untuk menghasilkan produk. metabolisme kafein dalam bentuk CO2 dan amonia (Gambar 2.3) (Gokulakrisnan et al., 2005). Dalam penelitian Arimurti dkk. (2019a) juga melaporkan bakteri lain yang memiliki kemampuan mendegradasi kafein.
2019a), ketiga bakteri ini memiliki aktivitas degradasi kafein lebih dari 95% pada media M9 + 1 g/L kafein dengan masa inkubasi 3 hari. Kurva pertumbuhan bakteri dapat diklasifikasikan menjadi empat fase, antara lain fase retardasi atau adaptasi, fase eksponensial, fase stasioner, dan fase kematian (Rolfe et al., 2012). Fase lag merupakan fase paling awal atau adaptasi aktivitas mikroba pada lingkungan barunya. Tidak terjadi peningkatan massa atau peningkatan jumlah sel, sehingga kurva pertumbuhan pada tahap ini umumnya datar.
Fase eksponensial merupakan fase peningkatan aktivitas perubahan bentuk dan peningkatan besaran hingga mencapai kecepatan maksimum, sehingga kurva berbentuk eksponensial (Rolfe et al., 2012). Fase kematian merupakan fase dimana aktivitas mulai terhenti dan terjadi kematian koloni mikroba (Nurhajati et al., 2016). Oleh karena itu, penentuan kandungan protein total berperan penting dalam klasifikasi, identifikasi dan perbandingan dalam studi bakteri (Kustos et al., 1998).
Pseudomonas putida CBB5 kemudian ditumbuhkan pada M9 + 0,4% natrium klorida + 0,25% kafein menunjukkan degradasi kafein melalui jalur N-demetilasi. Pita protein dengan ukuran tersebut merupakan enzim demetilase yang berperan dalam degradasi kafein melalui jalur N-demetilasi (Gambar 2.5) (Summers et al., 2012). Pita protein dengan ukuran ini merupakan enzim kafein oksidase yang digunakan untuk memecah kafein melalui jalur oksidasi.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Alat dan Bahan
- Alat
- Bahan
Prosedur Penelitian
- Peremajaan Isolat Bakteri
- Analisis Kemampuan Tumbuh pada Media
- Pembuatan Kurva Pertumbuhan Bakteri
- Profil Protein Bakteri
Tiga bakteri yaitu Paracoccus denitrificans KAFS 16, Pseudomonas plecoglossicida KAFS 34 dan Acinetobacter gerneri KAFS 47 ditumbuhkan dalam media cair M9 + kafein 0,25% dengan volume 50 ml dalam Erlenmeyer 100 ml. Jumlah sel Pseudomonas plecoglossicida KAFS 34 dan Acinetobacter gerneri KAFS 47 adalah 108 sedangkan Paracoccus denitrificans KAFS 16 adalah 107. Bakteri yang digunakan dalam pengambilan sel dan ekstraksi enzim intraseluler adalah Paracoccus KAFS16.
Berdasarkan hasil pola pertumbuhan, hanya dipilih satu dari tiga bakteri yang dapat tumbuh pada medium metilxantin, yaitu Paracoccus denitrificans KAFS 16. Pelet yang dihasilkan dibuang, dan supernatan yang mengandung enzim intraseluler disimpan dalam wadah. lemari es. pada -20 °C untuk digunakan dalam metode SDS.-PAGE (Gagne, 2014). Selain itu, 40 μl ekstraksi enzim intraseluler dengan 2,5 μl 5% β-mercaptoetanol dan 10 μl buffer pemuatan ditambahkan untuk menyiapkan buffer sampel, kemudian dipanaskan pada 100 ° C selama 3 menit dan dimasukkan ke dalam sumur Protein Seimbang. 40 mcg gel.
Bakteri pendegradasi kafein Paracoccus denitrificans KAFS 16 dan Acinetobacter gerneri KAFS 47 mempunyai kemampuan untuk tumbuh pada media kafein, teobromin, dan teofilin. Pertumbuhan sel ketiga isolat bakteri lebih tinggi bila ditumbuhkan pada media teobromin dibandingkan dengan media kafein dan teofilin. Perubahan kandungan dan aktivitas biosintetik kafein dan trigonellin selama pertumbuhan dan pemasakan buah Coffea arabica dan Coffea canephora.
Degradation of caffeine and related methylxanthines by Serratia marcescens isolated from soil during coffee cultivation. Metabolic pathways in Paracoccus denitrificans and closely related bacteria in relation to the phylogeny of prokaryotes.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kemampuan Tumbuh Bakteri Pendegradasi Kafein pada
Kurva Pertumbuhan Bakteri Pendegradasi Kafein pada
Kepadatan bakteri diukur dengan mengukur nilai serapan dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 600 nm, setiap 6 jam dari jam ke-0 sampai jam ke-72 (Arimurti dkk., 2018).
Profil Protein Bakteri Pendegradasi Kafein
PENUTUP
Kesimpulan
Saran
United States: Doctor of Philosophy degree in Chemical and Biotechnical Engineering at the Graduate College of the University of Lowa.
