Judul: Konstruksi Vektor Ekspresi Dari Gen Plnw Dari Lactobacillus Plantarum U10 Dan Ekspresinya Di Lactococcus Lactis
Abstrak: Lactobacillus plantarum U10 yang diisolasi dari Tempoyak menghasilkan bakteriosin jenis plantarisin (disandikan oleh gen pln) yang memiliki aktivitas penghambatan terhadap beberapa bakteri patogen. Gen-gen plantarisin tersebar ke 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 plnGHSTUVW menyandikan protein yang berperan sebagai ATP-binding cassette (ABC) transporter dan beberapa protein membran yang belum diketahui fungsinya, termasuk plnW. Hasil-hasil studi terdahulu menunjukkan bahwa beberapa lokus bakteriosin (termasuk plantarisin) menyandikan protein yang tergolong dalam protein Abi (no. aksesi Pfam PF02517) jenis CAAX protease. Beberapa protein Abi dalam lokus ini (PlnI, PlnL, SkkI, PncO dan SagE) diketahui berperan membentuk imunitas terhadap aktivitas bakteriosin. Selain itu, protein-protein tersebut memiliki motifmotif terkonservasi yang mirip dengan plantarisin W (PlnW). Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi gen plnW asal L. plantarum U10 dan mengklonnya ke dalam vektor ekspresi dan mengekspresikannya dalam L. lactis, serta untuk mengetahui aktivitas PlnW dalam menghambat aktivitas bakteriosin. Penelitian ini dimulai dari amplifikasi gen plnW dari DNA kromosom L. plantarum U10, kemudian mengklonnya ke dalam vektor pengklonan pGEM-T Easy dan vektor ekspresi pNZ8148. Vektor ekspresi yang telah membawa gen plnW diintroduksikan ke inang L. lactis NZ3900 menggunakan teknik elektroporasi. Analisis tingkat ekspresi PlnW dilihat melalui pengaruh dosis nisin dalam menginduksi L. lactis. Sifat resisten bakteriosin dilihat dari kemampuan pertumbuhan L. lactis pembawa gen plnW ketika dipaparkan bakteriosin. Fragmen DNA berukurun 1033 bp yang mengandung plnW berhasil diamplifikasi dari DNA kromosom L. plantarum U10. Hasil PCR dengan ukuran 1033 bp tersebut mengandung 687 bp plnW yang menyandikan protein PlnW berukuran 25.08 kDa. PlnW L. plantarum U10 asal pangan Tempoyak memiliki rata-rata tingkat kemiripan sebesar 98.32% terhadap PlnW L. plantarum dari sumber lain. Terdapat dua perbedaan asam amino pada posisi ke-77 (arginin  triptofan) dan posisi ke-160 (asam aspartat  glisin). Hasil analisis lokasi PlnW menunjukkan bahwa PlnW terdapat pada daerah transmembran yaitu pada daerah urutan asam amino ke-14 sampai 37, 42 sampai 59, 84 sampai 100, 186 sampai 205, serta 212 sampai 228. Gen plnW berukuran 687 bp telah teramplifikasi dari pGplnWU10 menggunakan pasang primer plnW-NcoI_F dan plnW-HindIII_R. Gen tersebut berhasil disisipkan ke daerah multiple cloning site (MCS) pada vektor ekspresi pNZ8148 sehingga terbentuk pNZ8148-WU10, dan pNZ8148-WU10 telah berhasil diintroduksikan ke dalam E. coli MC1061. Vektor pNZ8148-WU10 berhasil diperbanyak di E. coli transforman, dan telah diintroduksikan ke L. lactis NZ3900. Efisiensi transformasi meningkat seiring dengan meningkatnya kadar vektor yang diintroduksikan ke L. lactis. Efisiensi tertinggi sebesar (7.2 x 103) ± 100 CFU/μg DNA dicapai ketika kadar vektor/plasmid sebesar 1 μg. L. lactis yang membawa vektor pNZ8148-WU10 berhasil mengekspresikan plnW. Protein PlnW berukuran 25.3 kDa, terlihat pada bagian sampel rekombinan. Konsentrasi protein meningkat secara cukup signifikan ketika diinduksi nisin. Konsentrasi protein tertinggi (1.55 ± 0.04 mg/mL) dicapai ketika diinduksi 10 ng/mL nisin. Selain itu, PlnW mempunyai aktivitas protease sebesar 2.22 ± 0.05 U/mL dengan aktivitas spesifik sebesar 1.65 ± 0.03 U/mg protein ketika diiduksi dengan 50 ng/mL nisin. PlnW mempunyai aktivitas imunitas terhadap plantarisin dan imunitas silang terhadap jenis bakteriosin lain yaitu pediosin, fermentsin dan acidosin. Hilangnya sensitivitas L. lactis transforman yang mengandung PlnW
Keyword: Plantarisin, PlnW, pNZ8148, L. lactis, imunitas