Judul: Molecular Characteristics of Fibrinolytic Enzyme from Bacillus subtilis Originated Moromi through Bioinformatics Studies
Abstrak: Penyakit kardiovaskuler seperti stroke dan jantung merupakan salah satu penyebab kematian di dunia, termasuk Indonesia. Menurut WHO 2017, pada tahun 2016 sekitar 17.9 juta orang meninggal (sebesar 31% dari tingkat kematian di dunia) karena penyakit kardiovaskular, serta dari jumlah ini sebanyak 85% disebabkan oleh serangan jantung dan stroke. Salah satu dasar patofisiologi dari stroke adalah atero-tromboembolik (trombosis), yaitu suatu keadaan dimana bekuan-bekuan darah melekat dan beragregasi pada pembuluh darah yang terluka sehingga menyebabkan penyumbatan aliran darah. Enzim fibrinolitik dari mikroba pangan telah menarik minat ahli medis untuk dikembangkan sebagai agen trombolitik. Di antara bakteri, sebagian besar dari anggota genus Bacillus telah dipelajari mengenai enzim fibrinolitik dan sifat-sifatnya. Genus Bacillus dari berbagai pangan fermentasi yang ditemukan mampu menghasilkan aktivitas protease fibrinolitik yang kuat, antara lain Bacillus natto dari natto, Bacillus amyloliquefaciens DC-4 dari douchi; Bacillus amyloliquefaciens MJ5-41 dari meju; Bacillus licheniformis, Bacillus cereus, Brevibacillus laterosporus, dan Bacillus pumilus dari oncom merah dan tempe gembus; serta Bacillus coagulans dari terasi. Penelitian di Indonesia mengenai enzim fibrinolitik dari pangan fermentasi masih terbatas, padahal Indonesia dikenal sebagai negara yang kaya produk pangan fermentasi seperti tempe, tauco, tempe gembus, oncom merah, tempoyak, jambal roti, dan tuak. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan kajian terhadap enzim fibrinolitik mikroba dari produk fermentasi moromi. Dalam mencari informasi dasar dan molekuler enzim fibrinolitik, temuan mikroba fibrinolitik lokal adalah tahap awal yang perlu diikuti oleh tahap berikutnya yaitu mencari informasi mengenai gen penyandi enzim fibrinolitik dan karakterisasinya, serta mencari informasi melalui kajian bioinformatika terkait interaksi yang terjadi antara enzim fibrinolitik dengan substratnya yaitu fibrin dan fibrinogen. Pemanfaatan tools pada bioinformatika dapat memberikan berbagai informasi penting, khususnya dalam studi ini terkait karakteristik molekuler enzim yang diisolasi dari Bacillus subtilis K2 asal pangan fermentasi moromi. Penelitian ini berhasil mengisolasi bakteri penghasil protease fibrinolitik dari pangan fermentasi Indonesia, moromi. Sebanyak tiga isolat menunjukkan aktivitas proteolitik pada media skim milk agar dan juga menunjukkan aktivitas fibrinolitik yang kuat berdasarkan pada uji fibrin plate. Ketiga isolat (K1, K2, dan K3) diidentifikasi menggunakan kit API 50 CHB dan identifikasi molekuler melalui analisis sekuen gen 16S rRNA. Hasil uji biokimia menggunakan kit API 50 CHB menunjukkan bahwa isolat K1 diidentifikasi sebagai Bacillus cereus 1 (99.8%), K2 sebagai Bacillus subtilis (97%), dan K3 sebagai Bacillus cereus (99%). Identifikasi molekuler berdasarkan gen 16S rRNA menunjukkan bahwa K1 dikonfirmasi sebagai Bacillus cereus 1 (100%), K2 sebagai Bacillus subtilis (99.86%), dan K3 sebagai Bacillus cereus (97.56%). Urutan nukleotida didepositkan pada GenBank dengan accession number MK045762 untuk K1, MK652831 untuk K2, dan MK530096 untuk K3. Isolat K2 (Bacillus subtilis K2) yang difermentasi selama 1 hari memiliki aktivitas fibrinolitik yang hampir mirip dengan enzim fibrinolitik komersial, lumbrokinase yang diisolasi dari cacing tanah. Berdasarkan analisis morfologi, biokimia, dan gen penyandi 16S rRNA, satu isolat yang memiliki aktivitas proteolitik dan fibrinolitik tertinggi diidentifikasi sebagai Bacillus subtilis K2. Analisis BLASTn dari sekuens nukleotida menunjukkan homologi sebesar 73.6% dengan gen penyandi enzim pendegradasi fibrin Nattokinase dari Bacillus subtilis subsp. natto yang diisolasi dari kedelai fermentasi di Jepang. Analisis sekuens asam amino putatif melalui Prosite mengindikasikan bahwa Subtilisin K2 tergolong enzim protease serin dengan asam amino aspartat, histidin dan serin yang
Keyword: Bacillus, Bioinformatic, Fibrinolytic, Molecular Docking, Moromi