Judul: Characterization of West Papua Sea Cucumbers and Prediction of their Antimicrobial Peptides
Abstrak: Teripang ditemukan di perairan Indonesia, salah satunya di Perairan Papua Barat. Di Papua, beberapa spesies teripang dijual dalam bentuk kering dengan nilai tambah yang relatif kecil. Antimicrobial Peptides (AMPs) merupakan peptida dengan bobot molekul rendah yang diproduksi oleh sel-sel dan jaringan dalam tubuh makhluk hidup yang berperan dalam sistem pertahanan tubuh. Pemanfaatan hidrolisat teripang yang mempunyai AMPs diharapkan memberikan nilai tambah produk. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi teripang (segar, rebus, dan asap) dari perairan Papua Barat, menentukan karakteristik kimianya, karakteristik hidrolisat dan aktivitas antimikrobanya, serta memprediksi dan mengkarakterisasi senyawa AMPs dalam hidrolisat teripang. Identifikasi spesies teripang dilakukan berdasarkan karakteristik morfologi. Sampel teripang segar disiapkan dengan membuang isi perutnya. Teripang rebus diolah dengan merebus teripang segar di dalam air laut selama 15 menit. Teripang asap yang diperoleh dari nelayan merupakan teripang segar yang telah direbus dalam air laut selama 1,5 – 2 jam, diasap selama 8 jam dan dikeringkan di bawah sinar matahari selama 8 jam. Hidrolisis teripang segar, rebus, dan asap dilakukan dengan menggunakan enzim bromelin 5% dan papain 5%. Analisis derajat hidrolisis hidrolisat teripang dilakukan dengan metode soluble nitrogen-TCA, sementara kadar protein dengan metode Bradford. Uji aktivitas antimikroba hidrolisat teripang pada Staphylocoocus aureus, Bacillus cereus, dan Escherichia coli dilakukan dengan menggunakan metode difusi cakram. Penentuan bobot molekul peptida dalam hidrolisat dilakukan dengan metode SDS-PAGE. Peptida dengan potensi antimikroba (<5 kDa) disekuens dengan metode LC-MS/MS dilanjutkan dengan analisis secara bioinformatik menggunakan Mascot, BLASTp, CAMPR4, APD3, PepDraw, dan PEP-FOLD. Hasil identifikasi spesies menunjukkan bahwa teripang segar dan rebus yang diperoleh dari perairan Papua Barat adalah Holothuria atra, sementara teripang asap sulit diidentifikasi. Teripang segar memiliki kadar air, protein, dan lemak yang lebih tinggi, tetapi kadar abu yang lebih rendah dibandingkan dengan teripang rebus dan asap. Teripang segar yang dihidrolisis dengan bromelin selama 4 jam memiliki derajat hidrolisis, kadar protein, dan aktivitas antimikroba yang paling baik terhadap bakteri patogen uji. Hidrolisat teripang memiliki aktivitas antimikroba lebih baik terhadap bakteri Gram positif (S. aureus dan B. cereus) dibandingkan Gram negatif (E. coli). Analisis bioinformatik dengan Mascot terhadap peptida dalam hidrolisat teripang segar oleh enzim bromelin yang diduga memiliki sifat antimikroba menghasilkan 94 sekuen. Analisis lanjutan dengan BLASTp menunjukkan 21 dari 94 sekuen memiliki homologi dengan Holothuria atra. Dari 21 sekuen tersebut sebanyak empat sekuen diprediksi memiliki potensi peptida antimikroba dengan skor 0,5 – 0,8 menggunakan CAMPR4. Sekuen LALGIPLPQLK, IGLFGGAGVGK, INLTLK, dan LSLPFK merupakan sekuen AMPs yang baru ditemukan dari teripang. Sekuen tersebut mempunyai karakteristik panjang sekuen 6 - 11 asam amino, bobot molekul kurang dari 5 kDa (0,70 - 1,16 kDa), struktur heliks, net charge +1, serta kaya akan asam amino hidrofobik dengan hydrophobicity sebesar +7,09 sampai dengan +12,41 kkal/mol dan pI 10,14 – 10,15., Sea cucumbers are found in several Indonesian waters, one of which is in West Papua. In Papua, some species of sea cucumber are dried with relatively low economic value. Antimicrobial Peptides (AMPs) are low molecular weight compounds of proteins or bioactive short peptides produced by cells and living things that play a role in the body's defense system. The utilization of sea cucumber hydrolysates as AMPs is expected to increase
Keyword: antimicrobial peptides, hydrolysate, peptide characterization, sea cucumber, West Papua