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: Isolasi, Kloning dan Karakterisasi Gen Penyandi Enzim Invertase dari Berbagai Varietas Tanaman Tebu.
Abstrak: Tanaman tebu (Saccharum officinarum L.) merupakan salah satu sumber bahan baku industri gula, karena mampu mengakumulasi hingga lebih dari 25% (w/w) sukrosa dari berat basah. Pada tanaman tebu, enzim invertase telah banyak dilaporkan sebagai kunci regulasi dari akumulasi sukrosa pada batang tebu. Untuk itu, mengontrol aktivitas enzim invertase merupakan aspek yang sangat penting dalam meningkatkan kandungan sukrosa dalam batang tebu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui korelasi aktivitas enzim dengan kandungan sukrosa pada batang, mengisolasi serta mendapatkan plasmid rekombinan penyandi enzim invertase dari berbagai varietas tebu yang berbeda dan memprediksi struktur protein 3D enzim invertase dengan pendekatan bioinformatika. Tahapan penelitian dimulai dari pengambilan sampel tanaman tebu dari PT. PG. Rajawali II dan PT. Jatitujuh, dilanjutkan dengan isolasi total RNA dan inisiasi kalus serta penanaman bibit tebu di lahan percobaan. Kalus dan tanaman tebu yang berumur 6-8 bulan digunakan untuk analisis aktivitas enzim SAI (soluble acid invertase) serta isolasi total RNA dan sintesis cDNA. cDNA digunakan sebagai template amplifikasi gen invertase dengan teknik PCR (Polymerase chain reaction), dilanjutkan dengan ligasi ke dalam vektor pTA2 dan transformasi ke Escherichia coli DH5α. Koloni positif dikonfirmasi dengan teknik PCR colony. Analisis sekuen gen penyandi invertase dengan teknik bioinformatika untuk memprediksi sisi aktif pada struktur protein 3D. Persentase pembentukan kalus tertinggi terjadi pada varietas KK (94.70%), diikuti oleh PS 862 (80.33%) dan BL (65.25%). Data hasil uji korelasi menunjukkan nilai R (-0.826), diketahui bahwa aktivitas enzim soluble acid invertase dengan rendemen tebu berhubungan negatif mendekati sempurna. Artinya semakin tinggi aktivitas enzim maka nilai rendemen tebu yang dihasilkan akan semakin rendah. Produk PCR gen Invertase berukuran 1800 bp yang menyandikan residu asam amino berjumlah 574 telah berhasil diperoleh. Hasil analisis sekuen asam amino dari gen invertase yang diperoleh memiliki nilai Identity 99% dengan asam amino penyusun cell wall invertase dari Saccharum hybrid cultivar FN-41 clone INV12. Hasil analisis motif gene pada sekuen asam amino menggunakan perangkat lunak Genious R 10, menunjukkan terdapat motif asam amino lestari pada residu asam amino ke Asn76(asparagin), Asp77(asam aspartat), Pro78(prolin), Gly80(Glysin), dan Arg165(arginin)
Keyword: aktivitas enzim, 3D protein, gen invertase, kalus, rendemen tebu

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: