Judul: Bioprospeksi Lipase Asal Tempe Indonesia: Isolasi, Identifikasi, Kloning, dan Karakterisasi Lipase Novel dari Micrococcus luteus EMP48-D.
Abstrak: Tempe merupakan pangan tradisional asli Indonesia yang dibuat melalui proses fermentasi, umumnya menggunakan Rhizopus oligosporus. Selain R. oligosporus, keberadaan bakteri menjadi sangat penting dalam produksi tempe, yang mana beberapa dari mereka berperan dalam meningkatkan kualitas tempe. Penelitian ini dilakukan untuk mengidentifikasi dan memeriksa hubungan antara bakteri lipolitik yang berasosiasi dengan tempe CMG, EMP dan RTI serta peran mereka dalam pelepasan senyawa asam lemak bebas. Bakteri lipolitik yang ditemukan di setiap sampel tempe memiliki kepadatan sekitar 0.1% dari jumlah total populasi bakteri. Tempe CMG merupakan tempe dengan jumlah populasi bakteri lipolitik tertinggi sebesar 1.04 × 106 cfu g-1 diikuti oleh tempe EMP sebesar 2.88 × 105 cfu g-1, dan tempe RTI sebesar 1.72 × 104 cfu g-1. Profil asam lemak bebas menunjukkan bahwa aktivitas lipolisis terjadi selama fermentasi tempe. Tempe EMP menunjukkan pembebasan pada semua jenis asam lemak bebas dominan pada tempe, sementara tempe CMG lebih aktif dalam membebaskan asam γ-linolenat dan asam stearat dan RTI hanya secara aktif melepaskan asam linolenat. Karakterisasi awal menggunakan gen parsial sekuen 16S rRNA, dari ± 200 isolat lipolitik yang diperoleh menunjukkan sebagian besar isolat yang diidentifikasi tergolong dalam tiga filum dominan. Filum Proteobacteria terbagi menjadi sembilan genus: Serratia, Klebsiella, Citrobacter, Proteus, Morganella, Raoultella, Pseudomonas, Moraxella, dan Acinetobacter; filum Firmicutes terbagi menjadi dua genus: Bacillus dan Staphylococcus; Sementara filum Actinobacteria terbagi menjadi empat genus; Micrococcus, Salinibacterium, Kocuria, dan Barrientosiimonas; Beberapa isolat juga diklasifikasikan sebagai klon yang belum terkulturkan. Lipase bakteri adalah kelompok penting dari enzim yang menawarkan potensi besar dalam sintesis organik, sehingga terdapat minat yang cukup besar dalam upaya mengidentifikasi dan mengembangkan lipase-lipase bakteri jenis baru. Bakteri penghasil lipase (EMP48-D) diisolasi dari sampel tempe. Gen yang mengkodekan lipase dari EMP48 ditransformasikan ke dalam inang Escherichia coli BL21 menggunakan teknik PCR kloning. Prediksi urutan asam amino dari urutan nukleotida (1,356 pb) mengkodekan protein yang terdiri atas 451 residu asam amino dengan berat molekul sekitar 30 kDa berdasarkan hasil deteksi zimogram. Protein yang dideduksi menunjukkan 98% identitas urutan asam amino terhadap lipase dari Micrococcus luteus trpE16. Analisis sekuen juga menunjukkan bahwa protein mengandung G-Y-S-Q-G yang merupakan karakteristik khas dari lipase. Kehadiran sinyal peptida sepanjang 31 residu menunjukkan protein dimungkinkan untuk sekresi ekstraseluler. Struktur 3D yang diprediksi dari lipase EMP48-D menunjukkan topologi membentuk lipatan α/β-hidrolase yang terdiri atas sembilan β-strand dan 12 α-heliks. Ser244, His420 dan Asp388 berperan iii sebagai residu triad katalitik. Residu serin katalitik (Ser244) terletak pada siku nukleofilik antara strand β6 dan helix α4 dalam struktur inti. Lipase EMP48-D menunjukkan variabel spesifisitas/aktivitas hidrolitik yang berbeda terhadap berbagai ester p-nitrophenyl. p-nitrophenyl caprylate (C8) dan p-nitrophenyl laurate (C12) merupakan ester yang paling efisien dihidrolisis dibandingkan dengan jenis ester lainnya. Lipase EMP48-D menunjukkan aktivitas spesifik optimum pada pH 5.0 dan suhu 40 °C sebesar 15.02 ± 2.33 U mg-1. Stabilitas enzim berada pada kisaran pH 4.0 – 5.0 dan dapat mempertahankan 42.13% dari aktivitasnya sekalipun di inkubasi pada suhu 65 °C selama 180 menit. Di antara pelarut organik yang diujikan, 2-propanol aktivitas lipase relatif tampak stabil pada 113.5%, diikuti oleh butanol dengan peningkatan aktivitas relatif sebesar 113%, etanol sebesar 105.2%, asetonitril sebesar 103,7% dan metanol sebesar 102%, sementara pelarut
Keyword: Tempe, bakteri lipolitik, metagenom, Micrococcus luteus, lipase asidik, struktur 3D, transesterifikasi

Judul: Expression of Lipase Genes from Micrococcus luteus in Pichia pastoris
Abstrak: Lipase merupakan enzim yang akhir-akhir ini semakin menarik perhatian berbagai sektor industri. Terkenal karena multifasetnya menjadikan lipase sebagai salah satu enzim hidrolitik dengan permintaan cukup tinggi. Hal tersebut mengharuskan peningkatan eksplorasi, identifikasi, dan pengembangan lipase-lipase jenis baru dengan karakteristik yang sesuai dengan kebutuhan industri. Lipase EMP48-D merupakan lipase baru yang berasal dari bakteri lipolitik Micrococcus luteus yang diisolasi dari tempe. Lipase EMP48-D adalah lipase yang aktif pada pH rendah (lipase asidik), toleransi terhadap suhu tinggi, dan stabil diberbagai pelarut organik. Karakteristik tersebut membuat lipase EMP48-D berpotensi untuk dikembangkan lebih lanjut sehingga dapat diaplikasikan di industri-industri, khususnya untuk bahan baku yang membutuhkan kondisi asam. Gen yang mengkodekan lipase dari EMP48-D sebelumnya telah dioverekspresikan di dalam inang Escherichia coli BL21, optimasi dilakukan dengan penambahan chaperone dan beberapa jenis vektor. Namun aktivitas lipolitik yang dihasilkan masih rendah. Penyebabnya adalah sebagian besar protein hasil overekspresi termanifestasi dalam badan inklusi, akibat keberadaan sinyal peptida bawaan M. luteus yang tidak dikenali oleh sistem E. coli. Berangkat dari hal tersebut untuk memperbaiki ekspresi gen lipase EMP48-D, dilakukan overekspresi ke dalam inang Pichia pastoris. Strategi pertama yang dilakukan berupa optimasi dengan mengeliminasi sinyal peptida bawaan diganti dengan sinyal peptida alpha mating factor (α-MF) yang telah berada dalam vektor pPICZα-A. Lipase EMP48-D berhasil di ekspresikan dalam bentuk protein ekstraseluler dengan kenaikan aktivitas dua kali lipat dari 15,02 ± 2,33 U mg-1 di E. coli BL21 menjadi 31,01 ± 1,08 U mg-1 di P. pastoris. Strategi kedua dilakukan dengan optimasi preferensi kodon agar lebih dikenali oleh sistem P. pastoris. Konstruksi plasmid rekombinan dilakukan di vektor pPIC9K dan pPICZα-A dan ditransformasikan ke dalam P. pastoris galur KM71 (MutS) dan GS115 (Mut+). Optimasi preferensi kodon berhasil menurunkan jumlah pemakaian kodon dalam bentuk Effective Number of Codons (ENc) dari 30 jenis kodon menjadi 20 jenis kodon. Indeks peluang kemunculan kodon atau Codon adaption index (CAI) ditingkatkan dari 0,408 menjadi 0,995. Analisis susunan nukleotida juga menunjukkan sebanyak 432 pb dari 1260 pb berhasil diganti dengan homologi 65,6% dibandingkan sekuen sebelum optimasi serta kandungan GC direduksi dari 76,5% menjadi 44,7%. Aktivitas lipase EMP48-D meningkat 400% dengan plasmid rekombinan pPIC9K dan inang KM71. Aktivitas spesifik optimal dihasilkan pada pH 5,0 pada suhu 40 °C sebesar 145,41 ± 4,83 U mg-1. Lipase EMP48-D memiliki kestabilan yang baik pada kisaran pH 3,0 – 5,0 dengan aktivitas residual mencapai 86,4% setelah inkubasi selama 180 menit pada suhu 40 °C. Lipase EMP48-D juga mampu menghidrolisis berbagai trigliserida rantai panjang terutama minyak zaitun (100%), diikuti dengan minyak biji bunga matahari (88,5%), minyak kanola (74,4%), minyak jagung (73,1%), minyak bekatul (71,8%), minyak kedelai (69,2%), dan minyak kelapa sawit (42,3%). Lipase EMP48-D toleran terhadap pelarut organik, terutama isopropanol (115,7%), diikuti oleh butanol (114,6%), etanol (102,8%), asetonitril (102,2%), dan metanol (101,6%). Sebaliknya pada pelarut organik n-heksana dan n-heptana terjadi penurunan aktivitas menjadi masing-masing 58,9% dan 83,8%. Konsentrasi 0,01 M ion logam (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Mn+) menurunkan hingga 43,1% aktivitas enzim sementara pada konsentrasi yang sama FeCl2 (213,8%) dan FeSO4 (136,2%) diketahui mampu meningkatkan aktivitas relatif enzim. Kapabilitas lipase EMP48-D sebagai katalis reaksi transesterifikasi masih rendah, hanya sekitar 2,95% dan 1,06% yang berhasil mengonversi asam lemak
Keyword: acidic lipase, codon optimization, Micrococcus luteus, overexpression, signal sequence

Judul: Construction of Strongly Optimal Binary Linear Code with Minimum Distance 9 and 11
Abstrak: A binary linear code of length n over q F is a subspace of n q F . A code has three parameters that attached to it, namely length, dimension, and minimum distance. A code with length n, dimension k and minimum distance d is often called [n, k, d ]-code. Usually, when two parameters are given, then we want to find a code that has the best value for the last parameter. Based on Gilbert- Varshamov bound, if a [n, k, d ]-code exists and can not be expanded, we call it a strongly optimal code. In this paper, we construct strongly optimal code with minimum distance 9 and 11. In constructing the code, we created a theorem and algorithm based on Gilbert-Varshamov bound before we implement the algorithm to MAPLE programming language. Because of computational limitations, the program can only construct up to k = 10 for d = 9 and k = 12 for d = 11.
Keyword: