Judul: Rennin Like Protease dari Isolat Lokal Lactobacillus plantarum 1.13 untuk Pembuatan Keju
Abstrak: Rennin Like Protease (RLP) merupakan enzim protease dengan karakteristik seperti rennin yang dihasilkan anak sapi (veal). Karakteristik yang dimaksud adalah kemampuan dari enzim untuk menggumpalkan susu (daya koagulasi) atau Milk Clotting Activity (MCA). RLP sangat diperlukan untuk menggantikan rennin yang dalam proses pembuatan keju. Rhizomucor miehei, Rhizomucor pusillus, Endothia parasitica, Aspergillus oryzae, and Irpex lacteus telah secara komersial digunakan untuk memproduksi RLP. Mikroba lokal dalam hal ini Bakteri Asam Laktat (BAL) masih belum pernah dikembangkan menjadi agen hayati dalam mendukung industri pengolahan susu menjadi produk keju di Indonesia. Tujuan penelitian adalah mendapatkan isolat lokal BAL dengan kemampuan menghasilkan RLP serta mendapatkan informasi karakteristik biokimiawi RLP yang diproduksi sebagai dasar pemanfaatan enzim tersebut. Tahap pertama penelitian adalah isolasi dan screenning isolat BAL dalam produksi RLP serta identifikasinya. Tahap kedua adalah pengamatan kurva pertumbuhan dan potensi isolat BAL terpilih dalam memproduksi RLP ditinjau dari MCA, Proteolytic Activity (PA), dan persentase serta karakteristik curd yang dihasilkan. Tahap ketiga adalah purifikasi dan karakterisasi RLP dari isolat BAL terpilih. Tahap keempat adalah produksi RLP isolat BAL terpilih dan karakterisasi aktivitas MCA sebagai dasar aplikasi enzim tersebut dalam pembuatan keju. Pada penelitian ini selain memperhatikan aktivitas MCA, dilakukan pula kajian terhadap rasio MCA/PA dan persentase curd serta karakteristik curd yang diperoleh. Hasil penelitian menunjukkan setelah melalui tahapan isolasi, screening Skim Milk Agar (SMA) dan identifikasi dengan analisis gen 16S rRNA diperoleh 3 (tiga) isolat lokal potensial BAL yaitu Lactobacillus plantarum 1.13 yang diisolasi dari Bakasam, Enterococcus faecium 1.15 yang diisolasi dari Bakasam, serta Lactobacillus casei 2.12 yang diisolasi dari susu kambing Ettawa. Karakteristik ketiga isolat BAL tersebut pada media MRSA + skim menunjukkan adanya zona penggumpalan kasein (clotting zone). L plantarum 1.13 memiliki clotting zone terbesar yaitu 2,3 cm. RLP crude extract yang dihasilkan L plantarum 1.13 memiliki kemampuan menggumpalkan susu atau Milk Clotting Activity (MCA) sebesar 100 SU/mL. Potensi tersebut lebih tinggi dari crude extract RLP E faecium 1.15 dengan nilai MCA 20 SU/mL dan crude extract RLP L casei 2.12 dengan nilai MCA 18 SU/mL. Oleh karena itu digunakan L plantarum 1.13 sebagai isolat BAL terpilih untuk produksi RLP. Pengamatan terhadap kurva pertumbuhan serta kemampuan L plantarum 1.13 dalam mengekresikan RLP ekstraseluler pada media MRS broth menunjukkan kondisi optimum pada jam ke-25 fase pertumbuhan sel logaritmik pada inkubasi suhu 37ºC dengan aktivitas PA (17,37 U/mL), MCA (155,8 SU/mL) dan persentase curd 13,4%. Purifikasi terhadap RLP L plantarum 1.13 dengan tahapan pengendapan ammonium sulfat 45%, dialisis dan kromatografi gel filtrasi Sephadex G-50 menunjukkan pita tunggal protein 24,3 kD. Karakterisasi RLP L plantarum hasil hasil purifikasi berdasarkan aktivitas PA menunjukkan pH optimum 4 dan suhu optimum 400C. RLP L plantarum 1.13 diaktifkan oleh CaCl2 (10 mM) dan MgCl2 (5 mM) yaitu 153,26% and 113,41%. Sedangkan aktivitas RLP dihambat oleh inhibitor PMSF (0,5mM) dan EDTA (5 mM). Tahapan pemurnian yang dilakukan terhadap RLP L plantarum 1.13 dapat meningkatkan kemurnian mencapai 17,84 kali dengan perolehan (yield) mencapai 1,38 persen. RLP hasil pemurnian memiliki nilai (MCA/PA) sebesar 5,46 dan menghasilkan curd 36,8%. Nilai MCA/PA RLP L plantarum 1.13 lebih rendah dibanding chymosin dan lebih tinggi dari Mucor pusillus QM 436 dan
Keyword: rennin like protease, milk clotting activity, purifikasi, karakterisasi enzim

Judul: Ekspresi dan Aplikasi Clp-protease Lactobacillus plantarum IIA-1A5 pada Produk Hasil Ternak
Abstrak: Lactobacillus plantarum IIA-1A5 adalah bakteri asam laktat (BAL) yang diisolasi dari daging sapi Indonesia, Peranakan Ongol, yang memiliki aktivitas antibakteri terhadap Gram positif dan negatif serta bersifat probiotik. Sekuens dari genom bakteri ini tidak hanya mengungkapkan keberadaan gen-gen kunci untuk probiotiknya, tetapi juga gen-gen pengkode enzim hidrolitik yang berpotensi untuk berbagai aplikasi. Salah satu gen tersebut adalah protease kaseinolitik (Clp) yang termasuk dalam kelompok protease serin dan memainkan peran penting dalam homeostasis protein seluler dari strain ini. Penelitian ini bertujuan untuk mengekspresikan gen Clp secara heterologus dan mengaplikasikan aktivitas proteolitiknya pada produk ternak. Untuk tujuan pertama, sistem ekspresi gen Clp dibuat dengan menggunakan gen yang telah dioptimalkan terlebih dahulu secara in silico. Optimasi ini bertujuan untuk meningkatkan kompatabilitas gen tersebut dalam proses ekspresi di dalam sel inang Escherichia coli. Optimasi tersebut menghasilkan peningkatan indeks adaptasi kodon (CAI) dan kandungan GC menjadi 0.94 dan 53.62%, yang cukup sesuai untuk ekspresi dalam sistem E. coli. Optimasi hanya dilakukan pada level DNA, tanpa merubah sekuens asam amino protein tersebut. Gen yang telah dioptimasi kemudian disintesis secara kimia, dimasukkan ke dalam vektor pET28a (+) antara situs Nde1-BamH1 dan ditransformasikan ke dalam E. coli BL21 (DE3) Codon Plus. Gen ini berhasil diekspresikan di sitoplasma sel (larut) dengan induksi 1 mM Isopropil β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG) pada suhu 37 oC. Fraksi terlarut ini kemudian digunakan dalam kajian aplikasi sesuai dengan tujuan kedua penelitian ini. Uji aktivitas menunjukkan bahwa Clp dari L. plantarum IIA-1A5 (Clp-IIA) aktif terhadap kasein susu. Zona bening yang dihasilkan protein tersebut menunjukkan peningkatan hingga hari ke-2 selama proses inkubasi di suhu 37 oC. Aktivitas spesifik protein tersebut adalah 7739.89 AU mg-1, yang secara nyata lebih besar dibandingkan dengan chymotrypsin. Sementara itu, aktivitas proteolitik protein ini tidak terdeteksi ketika diaplikasikan pada protein sarkoplasmik dan miofibrilar dari daging. Hal ini menunjukkan bahwa Clp-IIA lebih cocok untuk aplikasi pada protein susu dibandingkan dengan protein daging. Hal ini mungkin berkaitan dengan struktur Clp-IIA yang lebih sesuai untuk protein susu. Untuk mengkonfirmasi hal tersebut, struktur Clp-IIA telah dibangun dengan menggunakan SWISS-MODEL berdasarkan pemodelan homologi struktural protein. Secara umum, struktur Clp-IIA menunjukkan bahwa protein ini membentuk struktur homotetradecameric (14-mer) dengan setiap monomer terdiri dari 7 α-helix dan 10 β-sheet. Identifikasi sisi aktif menunjukkan bahwa sisi aktif Clp-IIA adalah Ser-97, His-122 dan Asp-171 yang menunjukkan bahwa protein ini memang tergolong dalam serin protease dengan tiga sisi aktif (catalytic triad). Sisi aktif tersebut terletak di Ser-97, His-122 dan Asp-171 serta membentuk kantung pengikatan substrat (substrate binding cavity) dengan ukuran sekitar 29.5 Ǻ. Geometri sisi aktif menunjukan bahwa protein ini tidak bisa menampung protein dengan ukuran yang besar (fibril) sehingga menyebabkan aktivitasnya terhadap protein daging tidak terdeteksi. Selain itu, kantung pengikatan substrat juga secara kimia didominasi oleh asam amino bermuatan negatif yang kemungkinan tidak cocok untuk protein-protein dari daging. Secara keseluruhan, pendekatan kami ini dapat dijadikan dasar untuk produksi Clp dari L. plantarum IIA-1A5 dalam produksi skala besar untuk berbagai aplikasi di produk susu dan turunannya. Akan tetapi, penelitian dasar pada protein ini masih harus dilakukan untuk bisa diaplikasikan secara optimal.
Keyword: Clp-protease, ekspresi heterologus, gen sintetis, Lactobacillus plantarum IIA-1A5, pemodelan homologi struktural

Judul: Spatiotemporal Data Model Development on Hotspot Data with an Event-based Spatiotemporal Data Model (ESTDM) Concept
Abstrak: Hotspot data that has been existed all this time is still in the form of usual spatial data which is not enough to keep temporal information and information about how a hotspot evolved. There are so many disadvantages in keeping the hotspot data. Therefore a data model that can keep enough information to represent the hotspot evolution is needed, and also can handle the lack of keeping the previous hotspot data. An Event-based Spatiotemporal Data Model (ESTDM) concept is propose to overcome this problem. Appearance and disappearance process that occurs on hotspot will be used as base for spatiotemporal data model development on hotspot data. This research aims to implement an Event-based Spatiotemporal Data Model (ESTDM) concept into PostgreSQL. As a result, we can get the informations about spatial information and temporal information about geographical information changes to represent hotspot evolution from spatiotemporal query such as show hotspot that reappear after experience disappearance before. These queries make analyze a hotspot easier. The result of these queries can be visualized in a Indonesian map then with histories about period of appearance and disappearance of hotspot.
Keyword: