Judul: Pengklonan Dan Ekspresi Gen Penyandi Partikulat Metan Monooksigenase Domain Cupredoxin (Spmob) Pada Escherichia Coli.
Abstrak: Metan merupakan gas yang berkontribusi terhadap pemanasan global dan menyerap radiasi inframerah yang lebih tinggi dibandingkan CO2. Gas metan dapat digunakan sebagai sumber karbon oleh bakteri metanotrof. Jalur metabolisme awal pada bakteri metanotrof adalah reaksi konversi metan menjadi metanol yang dikatalisis oleh enzim metan monoksigenase (MMO). Terdapat dua tipe MMO yaitu soluble MMO (sMMO) dan partikulat MMO (pMMO). Enzim pMMO adalah enzim yang dominan dalam mengoksidasi metan di alam. Enzim pMMO adalah protein integral membran yang terdiri dari tiga subunit yaitu subunit pmoC, pmoA, dan pmoB yang disandikan oleh operon pmoCAB. Bakteri metanotrof memiliki laju pertumbuhan yang lambat, sehingga dilakukan pendekatan lain yaitu dengan mengekspresikan operon penyandi pMMO pada Escherichia coli. Namun demikian, ekspresi seluruh gen penyandi pMMO di E. coli sulit dilakukan sehingga menimbulkan dugaan bahwa protein integral ini bersifat toksis bagi bakteri ini. Oleh karena itu, pada penelitian ini dilakukan pendekatan lain yaitu dengan mengekspresikan hanya sisi aktif dari enzim pMMO; subunit pmoB domain cupredoxin yang disandikan oleh gen spmoB di E. coli, Gen spmoB yang digunakan adalah gen dari bakteri Methylococcus capsulatus (Bath). Urutan nukleotida gen ini diperoleh dari situs National Center for Biotechnology Information (NCBI) untuk proses pembuatan gen sintetik. Beberapa modifikasi dilakukan sehingga gen ini diekspresikan di sitoplasma. Gen spmoB diekspresikan di E. coli BL21 (DE3) menggunakan promotor T7 yang terdapat di dalam vektor ekspresi, yaitu pET15b. Analisis ekspresi dilakukan dengan SDS-PAGE dan pengujian aktivitas oksidasi metan oleh protein spmoB dilakukan dengan mengukur akumulasi metanol yang dihasilkan. Ukuran gen penyandi domain cupredoxin adalah 891 pb. Gen ini berhasil diekspresikan di E. coli BL21 (DE3) dibawah promotor T7. Analisis ekspresi gen dengan SDS-PAGE menunjukan bahwa ekspresi berlebih dapat dilakukan dengan induksi isopropyl β-D-thiogalactoside (IPTG) konsentrasi 0.1, 0,5, dan 1.0 mM. Suhu 27 oC dan 37 oC dapat digunakan sebagai suhu inkubasi. protein spmoB menghasilkan protein rekombinan berukuran sekitar 38.9 kDa. Pengujian aktivitas protein spmoB menunjukan jumlah metanol yang terakumulasi selama oksidasi metan oleh bakteri rekombinan adalah sebesar 0.114 mmol mL kultur-1 jam-1. Protein rekombinan ini tidak menimbulkan toksisitas bagi E. coli sehingga memungkinkan untuk analisis lebih lanjut terhadap potensi aplikasi protein dan gen penyandi spmoB.
Keyword: metanotrof, pMMO, spmoB, Eschericia coli rekombinan

Judul: Karakterisasi Domain Cupredoxin Particulate Methane Monooxygenase yang Diekspresikan pada Escherichia coli BL21 (DE3) untuk Produksi Metanol dari Metana
Abstrak: Metanol adalah bahan kimia yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku industri kimia dan bahan bakar alternatif minyak bumi. Sekitar 60 juta ton metanol diproduksi dan jumlahnya terus meningkat tiap tahun untuk memenuhi kebutuhan industri. Metana dari gas alam adalah bahan baku utama dari produksi metanol. Gas ini dikonversi menjadi metanol melalui proses dua tahap yang membutuhkan energi yang besar (105 kcal mol-1) untuk memperoleh panas dan tekanan tinggi. Keduanya dibutuhkan untuk mengaktifkan ikatan C-H pada metana yang sangat kuat. Akibatnya, dibutuhkan biaya yang besar dan peralatan serta fasilitas tahan panas dan tekanan tinggi. Bakteri metanotrof mampu mengoksidasi metana menjadi metanol dalam suhu dan tekanan ruang dengan bantuan enzim methane monooxygenase (MMO). Protein SpmoB adalah domain cupredoxin rekombinan dari particulate methane monooxygenase (pMMO) asal bakteri Methylococcus capsulatus (Bath). Protein ini dapat mengoksidasi metana menjadi metanol pada suhu dan tekanan ruang. Protein ini diekspresikan dalam bentuk badan inklusi pada E. coli BL21 (DE3) dan belum terkarakterisasi. Penelitian ini memaparkan dan menguji pengaruh pH dan suhu pada aktivitas SpmoB, menentukan stabilitas SpmoB dalam keasaman tertentu serta kinetika reaksi dari protein SpmoB. Penelitian ini diawali dengan mengisolasi badan inklusi SpmoB dari E. coli BL21 (DE3) transforman pET15b-spmoB yang telah diinduksi dengan IPTG menggunakan teknik sonikasi untuk memecah sel dan low speed centrifugation untuk memisahkan badan inklusi SpmoB dari komponen sel lain. Badan inklusi yang didapat selanjutnya dicuci menggunakan Triton X-100 dan dilarutkan dalam denaturan berupa urea 8 M. Protein SpmoB ekstrak kasar terlarut (selanjutnya disebut protein SpmoB) direnaturasi (refolding) dengan teknik stepwise dialysis menggunakan urea 7, 6, 5,…, 0.5 dan 0 M. Sebanyak 1 mM CuSO4×5H2O ditambahkan sebagai kofaktor saat protein didialisis pada konsentrasi urea 6 M. Protein SpmoB yang didapat diukur aktivitasnya. Selanjutnya, ditentukan pH (4, 5, 6, 7, 8, 9, dan 10) dan suhu optimumnya (5 °C, suhu ruang, 30, 40, 50 dan 60 °C). Titik isoelektrik protein SpmoB ditentukan dengan membandingkan konsentrasi protein sebelum dan setelah protein SpmoB diinkubasi pada pH 4, 5, 6, 7, 8, 9, dan 10 selama 24 jam pada suhu 4 °C. Stabilitas SpmoB pada keasaman tertentu diukur dengan menginkubasi SpmoB pada tingkat keasaman yang berbeda (pH 4, 5, 6, 7, 8, 9, dan 10) selama 2 jam pada suhu ruang dan diuji aktivitasnya pada kondisi optimum serta kinetika dari protein SpmoB dalam mengoksidasi metana menjadi metanol. Metanol yang dihasilkan pada masing-masing pengujian diukur menggunakan metode spektrofotometri dengan reagen sodium nitroprusida. Protein SpmoB sebanyak 0.083 ± 0.013 mg mL-1 hasil isolasi dan refolding badan inklusi. Jumlah ini hanya 0.56% dari konsentrasi protein sel total dan 1.13% dari badan inklusi yang terisolasi. Penurunan konsentrasi yang drastis ini diakibatkan timbulnya agregat selama dialisis dan urea mendenaturasi protein SpmoB secara irreversibel selama proses solubilisasi. Protein SpmoB memiliki aktivitas sebesar 0.46 ± 0.03 μmol metanol mg-1 menit -1. Protein ini memiliki aktivitas optimum pada pH 6 dan suhu 30 °C, kedua titik optimum SpmoB ini lebih rendah dari pMMO utuh yang umumnya diukur aktivitasnya pada suhu 45 °C dan pH 7.4-7.5. Titik isoelektrik SpmoB pada pH 4 dan stabil pada pH 6, 7, dan 8. Hasil tersebut menunjukkan bahwa SpmoB adalah protein asidik.
Keyword: Bakteri metanotrof, isolasi badan inklusi, protein rekombinan

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: