Bt menggunakan siklus TCA dengan bantuan dua enzim, isositrat liase dan malat sintase, dimana transformasi isositrat menjadi malat melalui jalur asam glyoxylic.
Polimer asam β-hidroksibutirat adalah komponen utama granul lemak bakteri. Keberadaan polimer ini dibentuk dengan adanya glukosa. Polimer ini
dibentuk selama tahap pertumbuhan dan mencapai jumlah maksimum pada saat sel-sel memasuki fase stasioner, dan menurun dengan pembentukan spora. Ada
indikasi bahwa polimer ini dimanfaatkan oleh sel selama pembentukan spora.
2.2 Kristal Protein δ-endotoksin
Kriteria yang membedakan Bt dengan spesies Bacillus yang lain adalah adanya kristal protein yang dapat dilihat dengan mudah di bawah mikroskop
elektron. Sinonim dari kristal protein adalah badan paraspora, inklusi paraspora dan δ-endotoksin. Menurut Tokcaer 2003, bentuk struktur protein kristalnya
menyeb abkan kristal ini dsebut sebagai protein kristal Cry atau δ-endotoksin.
Gen yang mengkode kristal ini adalah cry gen, dimana gen ini diekspresikan selama fase stasionernya. Protein kristal terakumulasi di dalam sel induk dan
dilepaskan setelah masa sporulasi selesai. Selain cry gen, protein sitolitik yaitu sitolsin cyt juga ditemukan pada galur ini. Kebanyakan galur B. thuringiensis
memproduksi lebih dari satu protein kristal dan mempunyai sifat toksisitas dalam kombinasinya. Tabel 1 menunjukkan empat subspesies utama dan jenis serangga
target Federici et al. 2010 .
Delta-endotoksin merupakan senyawa yang mengandung unit-unit glikoprotein yang berbentuk batang atau halter. Kristal protein tidak mengandung
asam nukleat, tidak larut di dalam air tetapi dapat larut dalam larutan alkalin. Bulla et al. 1979 di dalam Rivera 1998. Untuk mengetahui berat molekul dan
komposisi asam aminonya, kristal protein dapat diuraikan melalui elektroforesis gel poliakrilamid.
Tabel 1 Subspesies Bt yang digunakan sebagai insektisida
Subspesies Subunit protein
Insektisidal pada kurstaki
Cry1Aa 133, Cry1Ab 131, Cry1Ac 133, Cry2Aa 72 Lepidoptera
aizawai Cry1Aa 133, Cry1Ab 131, Cry1Ca 135, Cry1Da 133
Lepidoptera morrisoni
Cry3Aa , Cry3Bb 73 Coleoptera
israelensis Cry4Aa 134, Cry4Ab 128, Cry11Aa 72, Cyt1Aa 27
Diptera Federici et al. 2010
Morfologi, ukuran dan jumlah kristal protein sangat bervariasi dalam setiap galur Bt. Ada empat jenis morfologi kristal protein yang berbeda : kristal
bipiramid berhubungan dengan protein Cry1; kristal kubus berhubungan dengan protein Cry2 ; bentuk kristal protein yang amorfus berhubungan dengan protein
Cry4 dan Cyt; kristal segiempat merupakan tipe protein Cry3 sedangkan bentuk bar berhubungan dengan protein Cry4D Lopez-Meza dan Ibarra 1996; Schnepf
1998 di dalam Apaydin 2004. Ada hubungan nyata antara bentuk kristal dengan kisaran daya bunuhnya. Misal pada Bt HD1 Gambar 2 menunjukan dua bentuk
kristal, dalam kristal bipiramid terdapat protein Cry1Aa, Cry1Ab, dan Cry1Ac, sedangkan Cry2Aa terdapat pada kristal protein berbentuk kubus. Galur ini
memiliki daya bunuh terhadap serangga ordo Lepidoptera. B. thuringiensis subsp. israelensi
memiliki kristal protein berbentuk bulat bersifat toksik pada golongan Diptera. Kristal protein dari subspesies ini mengandung empat protein utama,
Cry4Aa, Cry4Ba, Cry11Aa dan Cyt1Aa Frederici et al. 2010.
a b
Gambar 2 Profil kristal protein murni dari isolat HD1 B. thuringiensis subsp. Kurstaki a dan badan paraspora B.thuringiensis subsp. israelensis
b
Frederici et al. 2010
2 .3 Mekanisme Patogenesis
Protein kristal yang termakan oleh ulat akan larut dalam lingkungan basa pada usus organisme sasaran yang memiliki nilai pH antara 9,0 dan 10,5,
sedangkan spora akan mengalami germinasi pada pH tersebu Hofman et al. 1988; Frederici et al. 2010. Pada serangga target, protein tersebut akan
teraktifkan melalui pemisahan proteolitik oleh enzim protease. Berat molekul protein menurun dari 130 kDa menjadi 65 kDa. Protein yang teraktifkan akan
menempel pada protein receptor yang berada pada langit-langit sel epitel usus serangga. Masuknya toksin kedalam membran sel usus terjadi dalam dua tahap
ikatan, yaitu ikatan yang bersifat reversible dan irreversibel. Ikatan reversible sangat penting pada aktivitas racun selanjutnya, karena hilangnya ikatan akan
menurunkan toksisitas racun, sebaliknya jika afinitas meningkat maka daya toksisitas racun pun meningkat Schnepf et al. 1998 di dalam Apaydin 2004.
Setelah insersi ke dalam membran dan terbentuk pori terjadi influk air yang mengandung ion yang menyebabkan sel menjadi swelling dan akhirnya menjadi
lisis Knowles and Ellar 1987. Pada akhirnya serangga akan mengalami gangguan pencernaan dengan berhentinya makan yang menyebabkan kematian
larva. Tiga faktor yang mempengaruhi potensi delta-endotoksin adalah Jaquet et
al. 1987:
Galur B. thuringiensis yang digunakan berhubungan dengan asal toksin. Derajat kelarutan toksin dalam usus serangga sasaran, dan
Faktor intrinsik dari serangga sasaran yang berpengaruh terhadap toksin
2.4 Limbah Industri Tahu
