Judul: Isolation, Characterization, and Cloning of Invertase Inhibitor Gene (sininh) from several Sugarcane Varieties in Indonesia
Abstrak: Fragmen gen inhibitor invertase telah diisolasi dari berbagai tanaman yang dibudidayakan, salah satunya adalah tebu. Laporan hasil penelitian ini akan mengulas struktur gen inhibitor invertase (sininh) sepanjang 650 bp dari beberapa varietas tebu di Indonesia diantaranya varietas PS 881, PS 882, PSJT 941, PS 862, BL (Bulu Lawang), dan KK (Kidang Kencana). Selain itu, struktur primer, sifat fisikokimia, struktur sekunder, struktur 3D, dan lokalisasi subseluler dari protein Sininh diprediksi menggunakan bioinformatic tools. Informasi ini bermanfaat untuk penelitian di masa depan, terutama untuk mengontrol akumulasi sukrosa pada tingkat pasca-translasi pada tanaman tebu. Prediksi protein Sininh yang terdiri dari 124 - 145 residu memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Potein Sininh yang diprediksi dari varietas PS 882 dan BL memiliki potensi translokasi karena ditemukan sinyal peptida pada urutan sekuens nya. Selain itu, ditemukan beberapa residu Cys (sistein) pada urutan prediksi protein Sininh kedua varietas tersebut yang terkait dengan pembentukan ikatan disulfida untuk stabilitas struktur protein. Domain lestari tanaman yaitu invertase/pektin methylesterase inhibitor yang ditemukan dalam prediksi protein Sininh varietas BL/Bulu Lawang berperan menghambat aktivitas pectin methylesterase (PMEs) invertase dengan pembentukan suatu kompleks. Adapun motif N-glycosylation juga ditemukan dalam protein Sininh varietas PS 881, PSJT 941, PS 862, BL (Bulu Lawang), dan KK (Kidang Kencana), yang terkait dengan potensi stabilitas dan interaksi dengan protein lainnya. Selain itu, pada penelitian ini berhasil dilakukan pengklonan gen inhibitor invertase (sininh) dari tebu varietas PS 862 pada bakteri Eschericia coli DH5α. Studi ini membangun dasar untuk mempelajari aspek struktural dan mekanisme inaktivasi invertase melalui protein penghambat (Sininh) pada tingkat molekuler., Invertase inhibitor gene fragments have been isolated from various cultivated plants, one of which is sugarcane. This report will review the structure of the invertase inhibitor gene (sininh) at the 650 bp from multiple sugarcane varieties in Indonesia (PS 881, PS 882, PSJT 941, PS 862, BL/Bulu Lawang, KK/Kidang Kencana). Moreover, the primary structure, physicochemical properties, the secondary structure, 3D structure, and subcellular localization of Sininh protein were predicted utilizing bioinformatics tools. This information is beneficial for future research, especially to control sucrose accumulation at the post-translation level in sugarcane plants. The prediction of the Sininh protein consisting of 124 - 145 residues have different characteristics. The predicted Sininh protein sequences from PS 882 and BL varieties have the potency for translocation due to peptide signals. In addition, there are some Cys residues in both varieties associated with the formation of disulfide bonds for protein structure stability. Sustainable, functional conserved domain plant invertase/pectin methylesterase inhibitors found in the Sininh protein variety BL/Bulu Lawang where they inhibit the activity of pectin methylesterase (PMEs) invertase with a complex formation. N-glycosylation motifs are also found in the protein Sininh varieties PS 881, PSJT 941, PS 862, BL (Bulu Lawang), KK (Kidang Kencana), which is related to potential stability and interaction with other proteins. Moreover, this study was successfully cloned sininh gene from PS 862 variety in Eschericia coli DH5α. These studies build the foundation for studying the structural aspects and the mechanism of the inactivation of invertase via its inhibitory proteins (Sininh) at the molecular level.
Keyword: Inhibitor invertase, tebu, akumulasi sukrosa, post-translasi

Judul: Isolation of Invertase Gene Fragments from Indonesian Sugarcane Cultivars (Saccharum officinarum L.)
Abstrak: Tebu (Saccharum officinarum L.) merupakan tanaman tropis dan subtropis yang dapat mengakumulasi sukrosa hingga 60% bobot kering dengan rata-rata akumulasi pada varietas komersil berkisar antara 350-400 mg/g bobot kering dan maksimal hingga 600 mg/g bobot kering batang tebu dewasa. Sukrosa merupakan produk utama tanaman tebu yang memiliki nilai ekonomi. Upaya peningkatan akumulasi sukrosa dalam tebu dapat dilakukan dengan pendekatan pemuliaan tanaman. Salah satu teknik pemuliaan yang dapat digunakan adalah modifikasi genetik pada enzim invertase yang terlibat langsung dalam akumulasi sukrosa. Enzim yang berperan dalam metabolisme sukrosa yaitu enzim sukrosa-fosfat sintase dan sukrosa fosfatase dalam proses sintesis sukrosa, enzim sukrosa sintase dan invertase dalam proses perombakan sukrosa. Enzim invertase merupakan enzim hidrolase yang memotong sukrosa menjadi monosakarida yaitu gula heksosa berupa glukosa dan fruktosa. Pola aktivitas ketiga enzim invertase pada jaringan penyimpanan berhubungan dengan laju pertumbuhan tebu dan kandungan sukrosa dalam tebu. Teknik modifikasi genetik yang pernah dilakukan adalah teknik antisense untuk down regulation ekspresi gen invertase. Langkah awal dalam proses modifikasi genetik adalah mengetahui sekuen nukleotida penyandi enzim invertase. Berdasarkan latar belakang tersebut, tujuan penelitian ini adalah mengisolasi dan mengarakterisasi gen penyandi invertase dari tiga varietas Indonesia serta memprediksi struktur 3D protein enzim invertase. Penelitian dilakukan melalui beberapa tahap yaitu penanaman tebu varietas Bulu Lawang (BL), PS 862, dan Kidang Kencana (KK), induksi kalus ketiga varietas, ekstraksi RNA total, sintesis cDNA, amplifikasi gen invertase, dan analisis bioinformatika yang meliputi analisis hubungan filogenetik invertase, fisiokimia protein invertase, serta prediksi struktur 3D protein invertase. Penelitian ini berhasil mengamplifikasi invertase dari ketiga varietas tebu. Berdasarkan analisis hubungan filogenetik, sekuen gen invertase dari varietas BL (CWINV7_BL) dan PS 862 (CWINV7_PS862) merupakan kelompok invertase dinding sel, invertase dari varietas KK (NAINV6_KK) merupakan kelompok invertase netral/alkali. Panjang sekuen asam amino CWINV7_BL yaitu 407 asam amino, CWINV7_PS862 331 asam amino, dan NAINV6_ KK 358 asam amino. Berdasarkan analisis struktur 3D protein invertase, ditemukan kemiripan struktur dengan kristalografi enzim dari kelompok -fruktofuranosidase, CWINV7_BL dan CWINV7_PS862 memiliki ligan berupa sukrosa dengan residu sisi aktif berupa asam aspartat dan asam glutamat. Ketiga invertase termasuk dalam famili glikosida hidrolase, memiliki enam motif sekuen, serta memiliki peran dalam respon tanaman terhadap cekaman, Sugarcane (Saccharum officinarum L.) is a tropical as well as a subtropical crop. Sugarcane can accumulate sucrose up to 60% of the plant’s dry weight with average sucrose content comercially range to 350-400 mg/g and maximum up to 600 mg/g of plant’s dry weight. Sucrose is sugarcane’s main product and has high economic value. Improving sucrose accumulation in sugarcane can be done by plant breeding programs such as genetic modification. The key regulatory enzymes like sucrose phosphate synthase, sucrose phosphatase, sucrose synthase, and invertases have been used as target to develop high sucrose sugarcane cultivars in the genetic modification programs. Invertases catalyze the irreversible hydrolysis of hexoses such as sucrose into glucose and fructose. Invertases contribute to plant growth and regulate sucrose accumulation. Many efforts have been made to control invertases activity in sugarcane through down regulation methods. The first key step before accomplished genetic modification is to obtain invertases gene sequences in order to understand the physiological roles and metabolic mechanism
Keyword: cell wall invertase, neutral/alkaline invertase, physicochemical properties, 3D structure of invertase

Judul: Hamiltonian formulation for linear waves motion in two layers fluid
Abstrak: The surface wave could be considered as a wave that separates two fluids, namely water and air. Based on this assumption, it is introduced the interfacial wave, a wave between two layers of fluid with different density. The formulation of interfacial waves motion begins with deriving the base equation of irrotational ideal fluid. Furthermore, according to irrotational fluid assumption, the base equation can be stated in velocity potential. In this derivation, the fluids domain is assumed to be restricted by rigid lid boundary conditions, both at the upper and lower limit. Therefore, the interfacial waves motion can be explained in a hamiltonian formulation. In the hamiltonian formulation, total energy is defined as the sum of kinetic and potential energy. The hamiltonian system is obtained from reduction of kinetic energy by using the Dirichlet Neumann Operator. The resulted kinetic energy equation is nonlinear. Therefore, this form is linearized by first part of the Taylor expansion. This linearization gives a dispersion relation of linear wave. Based on this dispersion relation, the phase speed of the linear wave depends on the density ratio of the two layers fluid.
Keyword: