Screening dan Karakterisasi Bakteri .Laut Penghasil Inhibitor Protease pada Sponge dari Kepulauan Seribu, Jakarta
SCREENING DAN KARAKTERISASI BAKTERI LAUT
PENGHASIL INHIBITOR PROTEASE PADA SPONGE
DARl KEPULAUAN SERIBU, JAKARTA
Oleh:
ADY SABANA
C03499015
DEPARTEMEN TEKNOLOGI WSDL PERTXANAN
FAKULTAS PERMANAN DAN E M U KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAK ROGOR
2004
SCREENING DAN KARAKTERISASI BAKTERl LAUT
PENGHASIL INHIBITOR PROTEASE PADA SPONGE
DARl KEPULAUAN SERISU, JAKARTA
ADY SABANA
C03499015
Skripsi
Sebagai Srlah Satu Syarat untuk
Memperoleh Gelhr Sarjana
pada Fakultas Perikannn dan Ilmu Kelautan
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN
FAKULTAS PERLKANAN DAN ILMU KELAUTAN
PJETITUTPEEiTANLA_NE9GOR
2004
ADY SABANA (C03499015). Screerting dan Karakterisasi Bakteri .Laut
Penghasil Inhibitor Protease pada Sponge dari Kepulauan Seribu, Jakarta.
Dibimbing oleh TAT1 NURHAYATI dan DESNIAR.
Dalam dasawarsa terakhir ini, perhatian terhadap protease sebagai target
senyawa obat bagipenyakit asal bakteri, virus, malaria serta kanker, babkan penyakit
degeneratif seperti Alzeimer meningkat pesat, karena semakin jelas keterlibatan
enzim ini dalam mekanisme molekuler penyakit-penyakit tersebut.
Sponge
merupakan snmber yang paling produktif menghasilkan komponen bioaktif dari
berbagai jenis organisme yang hidup di laut, diantaranya cytotoxic, antifungul,
antitumor, antiviral, anr&foulingdan aktivitas penghambatan enzim.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan screening Ian karakterisasi isolat
bakteri laut penghasil inhibitor protease yang bersimbiosis dengan sponge dari
Kepulauan Seribu, Jakarta. Pada akhimya, isolasi komponen bioaktif dari bakteri
yang bersimbiosis dengan sponge diharapkan dapat mengatasi keterbatasan produksi
menggunakan sponge, sehingga mengurmgi kebutuhan untuk mer~gambilsponge
secara langsung dari habitat alamnya.
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bioteh.ologi Hewan dan Biomedis
serta Laboratorium Mikrobiologi dan Biokimia, Pusat Penelitian Bioteknologi,
Institut
Pertanian
Bogor
dari
Bulan
Februari
sampai
Desember
2003.
Penelitian dilakukan melalui lima tahap, meliputi: 1) isolasi dan pemumian bakteri
laut yang bersimbiosis dengan sponge, 2) screening bakteri patogen penghasil
protease dan bakteri laut penghasil inhibitor protease, 3) penentuan waktu propagasi
bakteri patogen dan bakteri laut, 4) produksi protease kasar dan optimasi waktu
produksi inhibitor serta 5) karakterisasi isolat bakteri laut penghasil inhibitor
protease.
Analisa parameter yang dilakukan meliputi uji aktivitas protease, uji
persentase penghambetan ir-hihitor proteese, analisa konsentresi protein protease
kasar dan inhibitor, pewarnaan gram, uji motilitas, uji katalase serta uji fisiologis dan
biokimia menggunakan Microbact 24E.
Hasil isolasi dan pemumian bakteri laut yang bersimbiosis dengan 10 jenis
sponge yang dikoleksi dari perairan Pulau Panggang, wilayah Kepulauan Seribu,
diperoleh 96 isolat tunggal dalam media MA. Isolat terbanyak terdapat pada sponge
jenis Reniochalina stalagmitis (20 isolat) yang diambil pada kedalaman 10 meter,
sedangkan jenis Xetospongia exigua yang diambil pada kedalaman 4 meter
merupakan jenis sponge dengan jumlah isolat bakteri yang paling sedikit berhasil
diisolasi (2 isolat). Pengukuran IP terhadap 6 isolat bakteri patogen menunjukkan
bahwa nilai IP terbesar terdapat pada isolat bakteri Pseudomonas aeruginosa (2.5),
kemudian bakteri Escherichia coli (2.2) dark Staphylococcus aureus (2.0). Screening
terhadap 96 isolat bakteri laut yang dicobakan terhadap masing-masing bakteri
proteolitik P. aeruginosa, E. coli dan S. aureus; dipilih isolat 3A3.2 dan 3A6.2 yang
menuiijukkan penghambatan terhadap aktivitas proteolitik P. aeruginosa, isolat
3A6.2 yang menunjukkan penghambatan terhadap aktivitas proteolitik E. coli dan
isolat 1A3 yang menunjukkan penghambatan terhadap aktivitas proteolitik S. aureus.
Pengukuran persentase penghambatan inhibitor protease isolat 3A3.2 terhadap
protease P. aeruginosa menunjukkan penghambatan terbesar pada waktu fermentasi
jam ke-32 sebesar 85.29% dengan kadar protein 0.058 mglml dan pH 8.65. Puncak
penghambatan kedua terjadi pada waktu fermentasi jam ke-44 dengan persentase
penghambatan sebesar 70% dengan kadar protein 0.0806 mglml dan pH 8.9. Adanya
dua puncak aktivitas ini diperkirakan karena adanya kerja inhibitor yang berbeda.
Berdasarkan kurva pengukuran absorbansi isolat 3A3.2 pada media fermentasi
diketahui bahwa inhibitor pertama diproduksi pada fase stasioner sedangkan inhibitor
kedua diproduksi pada fase penurunan jumlah sel bakteri.
Pengukuran persentase penghambatan inhibitor protease isolat 3A6.2 terhadap
protease P. aeruginosa menunjukkan penghambatan pertama pada waktu inokulum
dipindahkan pada media fermentasi yaitu sebesar 91.56% dengan kadar protein
0.0962 mdml dan pH 6.73.
Puncak penghambatan kedua terjadi pada waktu
fermentasi jan~ke-8 dengan persentase penghambatan sebesar 95.78% dengan kadar
protein 0.1257 mg/ml dan pH 7.12. Berdasarkan kurva pengukuran absorbansi isolat
3A6.2 pada media fermentasi terlihat bahwa inhibitor tersebut dihasilkan pada fase
logaritmik.
Pengukuran persentase penghambatan inhibitor protease isolat 3A6.2 terhadap
protease E. coli menunjukkan penghambatan tertinggi pada waktu fermentasi jam ke-
8
sebesar 91.3% dengan kadar protein 0.1257 mg/ml dan pH 7.12.
Puncak
penghambatan kedua terjadi pada waktu fermentasi jam ke-32 dengan persentase
pengharnbatan yang sama dengan kadar protein 0.0927 mg/ml dan pH 8.59. Adanya
,
.
dua puncak aktivitas ini diperkirakan karena adanya kerja inhibitor yang berbeda.
Inhibitor pertama yang diproduksi pada fase logaritmik memperlihatkan kemampuan
menghaiiilbat protease
P, aeruginosa dan E. coli sementara inhibitor kedua yang
diproduksi pada fase stasioner hanya menghambat protease E.coli
Pengukuran persentase penghambatan inhibitor protease isolat 1A3 terhadap
protease S. aureus menunjukkan penghambatan maksimum pada waktu fer~nentasi
jam ke-4 sebesar 80.19% dengan kadar protein 0.055 mg/ml dan pH 6.73.
Berdasarkan kuma pengukuran absorbansi terhadap isolat tersebut terlihat bahwa
inhibitor tersebut dihasilkan pada fase adaptasi.
Karakterisasi lebih lanjut terhadap ketiga isolat bakteri laut tersebut
menunjukkan bahwz semua isolat merupakan bakteri gram positif dan bersifat non
motil.
Isolat 3A3.2 berbentuk bulat coccus, sedangkan isolat 3A6.2 dan 1A3
berbentuk
batang. Uji katalase menunjukkan hasil yang positif pada isolat 3A6.2 dan
..
hasil yang negaiif untuk isolat yang lain.
PENGHASIL INHIBITOR PROTEASE PADA SPONGE
DARl KEPULAUAN SERIBU, JAKARTA
Oleh:
ADY SABANA
C03499015
DEPARTEMEN TEKNOLOGI WSDL PERTXANAN
FAKULTAS PERMANAN DAN E M U KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAK ROGOR
2004
SCREENING DAN KARAKTERISASI BAKTERl LAUT
PENGHASIL INHIBITOR PROTEASE PADA SPONGE
DARl KEPULAUAN SERISU, JAKARTA
ADY SABANA
C03499015
Skripsi
Sebagai Srlah Satu Syarat untuk
Memperoleh Gelhr Sarjana
pada Fakultas Perikannn dan Ilmu Kelautan
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN
FAKULTAS PERLKANAN DAN ILMU KELAUTAN
PJETITUTPEEiTANLA_NE9GOR
2004
ADY SABANA (C03499015). Screerting dan Karakterisasi Bakteri .Laut
Penghasil Inhibitor Protease pada Sponge dari Kepulauan Seribu, Jakarta.
Dibimbing oleh TAT1 NURHAYATI dan DESNIAR.
Dalam dasawarsa terakhir ini, perhatian terhadap protease sebagai target
senyawa obat bagipenyakit asal bakteri, virus, malaria serta kanker, babkan penyakit
degeneratif seperti Alzeimer meningkat pesat, karena semakin jelas keterlibatan
enzim ini dalam mekanisme molekuler penyakit-penyakit tersebut.
Sponge
merupakan snmber yang paling produktif menghasilkan komponen bioaktif dari
berbagai jenis organisme yang hidup di laut, diantaranya cytotoxic, antifungul,
antitumor, antiviral, anr&foulingdan aktivitas penghambatan enzim.
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan screening Ian karakterisasi isolat
bakteri laut penghasil inhibitor protease yang bersimbiosis dengan sponge dari
Kepulauan Seribu, Jakarta. Pada akhimya, isolasi komponen bioaktif dari bakteri
yang bersimbiosis dengan sponge diharapkan dapat mengatasi keterbatasan produksi
menggunakan sponge, sehingga mengurmgi kebutuhan untuk mer~gambilsponge
secara langsung dari habitat alamnya.
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bioteh.ologi Hewan dan Biomedis
serta Laboratorium Mikrobiologi dan Biokimia, Pusat Penelitian Bioteknologi,
Institut
Pertanian
Bogor
dari
Bulan
Februari
sampai
Desember
2003.
Penelitian dilakukan melalui lima tahap, meliputi: 1) isolasi dan pemumian bakteri
laut yang bersimbiosis dengan sponge, 2) screening bakteri patogen penghasil
protease dan bakteri laut penghasil inhibitor protease, 3) penentuan waktu propagasi
bakteri patogen dan bakteri laut, 4) produksi protease kasar dan optimasi waktu
produksi inhibitor serta 5) karakterisasi isolat bakteri laut penghasil inhibitor
protease.
Analisa parameter yang dilakukan meliputi uji aktivitas protease, uji
persentase penghambetan ir-hihitor proteese, analisa konsentresi protein protease
kasar dan inhibitor, pewarnaan gram, uji motilitas, uji katalase serta uji fisiologis dan
biokimia menggunakan Microbact 24E.
Hasil isolasi dan pemumian bakteri laut yang bersimbiosis dengan 10 jenis
sponge yang dikoleksi dari perairan Pulau Panggang, wilayah Kepulauan Seribu,
diperoleh 96 isolat tunggal dalam media MA. Isolat terbanyak terdapat pada sponge
jenis Reniochalina stalagmitis (20 isolat) yang diambil pada kedalaman 10 meter,
sedangkan jenis Xetospongia exigua yang diambil pada kedalaman 4 meter
merupakan jenis sponge dengan jumlah isolat bakteri yang paling sedikit berhasil
diisolasi (2 isolat). Pengukuran IP terhadap 6 isolat bakteri patogen menunjukkan
bahwa nilai IP terbesar terdapat pada isolat bakteri Pseudomonas aeruginosa (2.5),
kemudian bakteri Escherichia coli (2.2) dark Staphylococcus aureus (2.0). Screening
terhadap 96 isolat bakteri laut yang dicobakan terhadap masing-masing bakteri
proteolitik P. aeruginosa, E. coli dan S. aureus; dipilih isolat 3A3.2 dan 3A6.2 yang
menuiijukkan penghambatan terhadap aktivitas proteolitik P. aeruginosa, isolat
3A6.2 yang menunjukkan penghambatan terhadap aktivitas proteolitik E. coli dan
isolat 1A3 yang menunjukkan penghambatan terhadap aktivitas proteolitik S. aureus.
Pengukuran persentase penghambatan inhibitor protease isolat 3A3.2 terhadap
protease P. aeruginosa menunjukkan penghambatan terbesar pada waktu fermentasi
jam ke-32 sebesar 85.29% dengan kadar protein 0.058 mglml dan pH 8.65. Puncak
penghambatan kedua terjadi pada waktu fermentasi jam ke-44 dengan persentase
penghambatan sebesar 70% dengan kadar protein 0.0806 mglml dan pH 8.9. Adanya
dua puncak aktivitas ini diperkirakan karena adanya kerja inhibitor yang berbeda.
Berdasarkan kurva pengukuran absorbansi isolat 3A3.2 pada media fermentasi
diketahui bahwa inhibitor pertama diproduksi pada fase stasioner sedangkan inhibitor
kedua diproduksi pada fase penurunan jumlah sel bakteri.
Pengukuran persentase penghambatan inhibitor protease isolat 3A6.2 terhadap
protease P. aeruginosa menunjukkan penghambatan pertama pada waktu inokulum
dipindahkan pada media fermentasi yaitu sebesar 91.56% dengan kadar protein
0.0962 mdml dan pH 6.73.
Puncak penghambatan kedua terjadi pada waktu
fermentasi jan~ke-8 dengan persentase penghambatan sebesar 95.78% dengan kadar
protein 0.1257 mg/ml dan pH 7.12. Berdasarkan kurva pengukuran absorbansi isolat
3A6.2 pada media fermentasi terlihat bahwa inhibitor tersebut dihasilkan pada fase
logaritmik.
Pengukuran persentase penghambatan inhibitor protease isolat 3A6.2 terhadap
protease E. coli menunjukkan penghambatan tertinggi pada waktu fermentasi jam ke-
8
sebesar 91.3% dengan kadar protein 0.1257 mg/ml dan pH 7.12.
Puncak
penghambatan kedua terjadi pada waktu fermentasi jam ke-32 dengan persentase
pengharnbatan yang sama dengan kadar protein 0.0927 mg/ml dan pH 8.59. Adanya
,
.
dua puncak aktivitas ini diperkirakan karena adanya kerja inhibitor yang berbeda.
Inhibitor pertama yang diproduksi pada fase logaritmik memperlihatkan kemampuan
menghaiiilbat protease
P, aeruginosa dan E. coli sementara inhibitor kedua yang
diproduksi pada fase stasioner hanya menghambat protease E.coli
Pengukuran persentase penghambatan inhibitor protease isolat 1A3 terhadap
protease S. aureus menunjukkan penghambatan maksimum pada waktu fer~nentasi
jam ke-4 sebesar 80.19% dengan kadar protein 0.055 mg/ml dan pH 6.73.
Berdasarkan kuma pengukuran absorbansi terhadap isolat tersebut terlihat bahwa
inhibitor tersebut dihasilkan pada fase adaptasi.
Karakterisasi lebih lanjut terhadap ketiga isolat bakteri laut tersebut
menunjukkan bahwz semua isolat merupakan bakteri gram positif dan bersifat non
motil.
Isolat 3A3.2 berbentuk bulat coccus, sedangkan isolat 3A6.2 dan 1A3
berbentuk
batang. Uji katalase menunjukkan hasil yang positif pada isolat 3A6.2 dan
..
hasil yang negaiif untuk isolat yang lain.