Judul: Kloning dan Ekspresi Gen Tripsin dari Streptomyces albulus pada Escherichia coli BL21(DE3).
Abstrak: Tripsin adalah salah satu enzim protease dari organ pankreas yang digunakan untuk terapi pengganti enzim pada pasien pancreatic insufficiency. Hampir seluruh tripsin yang digunakan saat ini berasal dari hewan mamalia seperti babi dan sapi. Hal ini dikhawatirkan menjadi sumber transmisi penyakit hewan ternak selain adanya potensi alergenisitas hewan mamalia serta adanya resistensi penganut agama tertentu (Islam, Yahudi) berkaitan dengan tripsin dari organ pankreas babi. Dengan demikian dibutuhkan sumber-sumber tripsin yang baru sebagai alternatif. Sejalan dengan perkembangan bioteknologi, tripsin dari mikroba terutama berupa produk rekombinan lebih menjanjikan sebagai tripsin pengganti. Pada penelitian ini kami mengidentifikasi gen tripsin dari S. albulus yang disebut S. albulus Trypsin (SAT) berukuran 804 pb dan mengkode 267 asam amino. Gen SAT belum pernah diteliti ataupun diekspresikan sebelumnya baik secara konvensional maupun secara rekayasa genetika. Gen SAT berhasil diisolasi dari S. albulus 14147 dan diklon pada vektor pGEMT-easy dengan inang Escherichia coli DH5α. Subkloning ke vektor pET21b pada inang E.coli DH5α dilakukan dengan metode heatshock. Transformasi vektor pET-SAT ke inang E.coli BL21(DE3) telah berhasil dilakukan dan dilanjutkan dengan ekspresi pada media Luria Bertani (LB). Hasil SDS PAGE memperkirakan ukuran berat molekul protein SAT pada 23 kDa. Uji aktivitas spesifik enzim tripsin dilakukan menggunakan substrat sintetik tripsin N- α-benzoyl-DL-arginine-p-nitroanilide (BAPNA) dengan aktivitas sebesar 0.2 U/mL. Aplikasi aktivitas enzim SAT terhadap susu skim 0.2% diteliti secara in vitro. Degradasi kasein dan protein lain pada susu skim menunjukkan adanya aktivitas proteolitik tripsin. Berdasarkan data yang diperoleh, kloning dan ekspresi gen tripsin dari S. albulus (SAT) telah berhasil dilakukan, enzim SAT bersifat aktif dan dapat menghidrolisis senyawa peptida (susu skim). Berdasarkan data sekuensing dan ekspresi protein dapat dikonfirmasi bahwa molekul hypothetical protein dari S. albulus strain ZPM (NZ_CP006871.1), strain CCRC 11814 (NZ_AROY02000075.1) dan strain PD-1 (NZ_AXDB02000024.1) adalah molekul serin protease tripsin.
Keyword: pancreatic insufficiency, peptidase SI, serine protease, Streptomyces albulus, trypsin

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: Characteristic of Overshooting Top (OT) Based on  Himawari  8  Satellite  as  a  Convective  Cloud  Feature  that  Generates  Extreme Weather in the Java Island Region
Abstrak: Overshooting Top (OT) is a feature at the top of a convective cloud that is associated with extreme weather. Research on OT in tropical Indonesia is still very limited. The existence of geostationary satellites with wide area coverage and fast frequency observations is useful for observing the fast dynamics of the OT life cycle. Therefore, this study intends to analyze the relationship between OT and extreme weather, updraft and thermodynamic conditions of OT when extreme weather occurs, the best objective method for detecting OT in the day time and night time, and the spatiotemporal distribution of OT in the tropical region of Java Island during the 2018-2021 period. Based on visual analysis using visible channel and Himawari 8 sandwich products, 87% of extreme weather events in Java were accompanied by the appearance of OT. It indicates that the presence of the OT pattern is a convection cloud pattern or feature that is closely related to extreme weather events for the Java Island region. The existence of a time lag between the appearance of OT and extreme weather events on Java Island indicates that the OT of convection cloud can be used as a precursor or nowcasting for the appearance of extreme weather. Most of the convective cloud OT features during extreme weather events on Java Island have altitude that were only able to exceed the altitude of the equilibrium level and few were able to exceed the tropopause level of 9 km – 16 km. The difference in atmospheric conditions during extreme weather events on Java Island, which is in the tropics and subtropics, is a strong and unstable convective energy condition characterized by a larger CAPE, as well as unstable KI, LI, SI and TTI values. It is offset by kinematic factors in the form of a weak vertical wind shear (bulk wind shear 0-6 km) and a higher freezing point height. The difference between extreme weather events in the Java Island region and other tropical regions compared to subtropical regions is the strong updraft speed of convection clouds. The IRW Texture COMB algorithm based on the IRW-Texture Gradient modification and the COMB algorithm shows a significant increase in quality for detecting OT and non-OT pixels in Java. Rainy days with rainfall > 50 mm/day are very common in areas with an altitude of > 500 m. On the other hand, the level of convection activity which is indicated by the presence of OT and lightning is significantly reduced in this area. OT of convective clouds appear more frequently during the DJF season and less frequently during the JJA season. OT often appears during the day time and rarely at night time. Most OTs appear in the central part, away from the south and north coasts of Java Island during the day, while OTs that appear near the south and north coasts of Java Island can appear in the morning or afternoon.
Keyword: convective clouds, extreme weather, Overshooting Tops, Himawari 8 Satellite