Judul: Pengklonan Gen Penyandi Peptida Sinyal Pln A Dan Ekspresi Pln E Dan Pln F Ekstraseluler Pada Lactococcus Lactis Nz3900.
Abstrak: Lactobacillus plantarum S34 dan S31 yang diisolasi dari Bekasam (fermentasi daging sapi) mampu menghasilkan bakteriosin jenis plantarisin. Plantarisin tersebut memiliki aktivitas penghambatan terhadap beberapa bakteri patogen. Plantarisin disandikan oleh gen pln dan tersebar pada beberapa operon yang masing-masing memiliki fungsi tersendiri dalam sistem biosintesis plantarisin. Terdapat lima operon yang terdiri dari plnABCD, plnEFI, plnJKLR, plnMNOP dan plnGHSTUVW. Operon plnABCD, plnEFI, plnJKLR menyandikan protein yang berperan sebagai regulator dan senyawa antimikroba. Plantarisin EF adalah bakteriosin dua peptida yang termasuk dalam kelas IIa dan kebanyakan diaplikasikan pada pengawetan pangan. Sedangkan pln A merupakan peptida feromon yang memiliki peran sebagai induser dalam sintesis plantarisin. Penelitian ini bertujuan untuk mengklon gen penyandi peptida sinyal pln A (SPplnA) dan mengkonstruksi vektor ekspresi untuk fusi gen pln E dan pln F secara ekstraseluler. Selain itu penelitian ini juga bertujuan untuk mengekspresikan gen penyandi pln E dan pln F secara eksraseluler pada inang L. lactis NZ3900. Penelitian ini dimulai dari amplifikasi gen pln A dari DNA kromosom L. plantarum S31, kemudian mengklonnya ke dalam vektor kloning pGEM-T Easy. Selanjutnya plasmid rekobinan pGEM-T plnA digunakan sebagai sumber untuk memperoleh sekuen peptida sinyal pln A (SPplnA). Sementara itu gen plnEF didapatkan dari sumber pGEM-T plnEF S34 (penelitian terdahulu). Fusi keduanya dilakukan dengan teknik PCR overlapping sehingga menghasilkan fusi gen dan dikloning ke dalam vektor ekspresi pNZ8148. Vektor ekspresi yang telah membawa fusi gen pln E dan pln F diintroduksikan ke L. lactis NZ3900 menggunakan teknik elektroporasi. Analisis ekspresi Pln E dan pln F dilihat dari level transkripsi maupun translasi dibawah pengaruh konsentrasi nisin dalam menginduksi L. lactis. Aktivitas dari pln E dan pln F dapat dilihat dari ada tidaknya daya penghambatan terhadap bakteri patogen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa fragmen DNA pln A berukuran 300 pb berhasil teramplifikasi dari DNA kromosom L. plantarum S31. Karakterisasi dari sekuen pln A (300 pb) tersebut mengandung 66 pb SPplnA (22 asam amino). Peptida sinyal yang terdapat pada bagian N-terminal memiliki dua bagian pemotongan oleh peptidase yaitu pada glisin21 dan glisin22. Gen yang akan difusikan masing-masing berukuran 66 pb untuk peptida sinyal, 102 pb untuk pln E dan 105 pb untuk pln F. Hasil fusi didapatkan ukuran 168 pb (pln E) dan 171 pb (pln F). Fusi gen kemudian disisipkan pada vektor pNZ8148 diantara Nco1-Pst1 (untuk pln F) dan Nco1-HindIII (untuk pln E) sehingga terbentuk plasmid pNZ8148 rekombinan. Hasil konfirmasi PCR menggunakan primer F/R (promotor /terminator) pada L. lactis rekombinan terlihat bahwa L. lactis rekombinan memiliki ukuran yang lebih tinggi apabila dibandingkan dengan kontrol (450 pb). Fusi plantarisin E dan plantarisin F telah berhasil diekspresikan dalam tahap transkripsi maupun translasi dengan sistim induksi nisin pada L. lactis. Hasil mRNA dari pln E dan pln F dilakukan transkripsi balik kemudian diamplifikasi sehingga menghasilkan pita pada ukuran 168 pb dan 171 pb. Selanjutnya analisis SDS-PAGE dari supernatan pln E dan pln F menunjukkan adanya pita protein pada ukuran 3.7 dan 3.85 kDa pada sampel induksi 0.5 ng/ml, 1 ng/ml dan 5 ng/ml nisin. Hal tersebut menunjukkan bahwa pln EF telah disekresikan ke luar sel. Plantarisin E dan plantarisin F sama-sama memiliki aktivitas antimikroba pada patogen E. coli ATCC
Keyword: Plantarisin, PlnEF, pNZ8148, L. lactis, Fusi gen