halobacterium salinarum merupakan arkaea ekstrem halofilik, yang artinya dapat hidup pada kadar garam tinggi.
madigan, martinko j, stahl d, clark d. 2012.brock biology of microorganisms.
new york: pearson.
selain tahan terhadap kadar garam tinggi, mikrob ini juga tahan terhadap radiasi kadar tinggi, dan dapat tinggal dalam kristal garam selama ribuan dan jutaan tahun.
arkaea ini banyak ditemukan pada ikan asin, salt lake, dan kristal garam kuno.
mikrob ini akan berwarna merah atau pink pada medium agar-agar karena mengandung pigmen karotenoid..
morfologi sel dan metabolisme
h. salinarum berbentuk batang, tergolong dalam bakteri gram negatif karena tidak memiliki dinding sel peptidoglikan.
mescher mf, strominger jl. 1976.
structural (shape-maintaining) role of the cell surface glycoprotein of halobacterium salinarum.proc natl acad sci 73(8): 2687-2691.
mikrob ini hanya memiliki membran sel yang dikelilingi oleh lapisan permukaan (s-layer).
lapisan permukaannya tersusun atas glikoprotein yang memiliki berat molekul tinggi sebanyak 40-50%, sisanya terdiri atas 15-20 protein kecil.
dworkin m, falkow s, rosenberg e, schleifer kh, stakebrandt e. 2006.the prokaryotes: a handbook on the biology bacteria.
vol 3: archaea.bacteria: firmicutes, actinomycetes.
new york: springer.
glikoprotein mikrob ini terdiri atas dua belas buah n-glikosilasi termasuk sub nh2-terminal, sakarida berulang yang bermuatan negatif.
monomer lapisan permukaannya terdiri atas n-asetilglukosamin, asam galakturonat, glukosa, n-asetilgalaktosamin, asam glukoronat, dan asam iduronat.
bagian lipid yang polar mengandung 2-o-sesterterpanil-3-o-fitanil-sn-gliserol (c25,c20).
pertumbuhan h. salinarum dapat dihambat oleh antibiotik kloramfenikol dan eritromisin pada konsentrasi lebih dari 100g/l, dan tetrasiklin pada konsentrasi lebih dari 8 g/l, cerulenin dapat menghambat sintesis asam lemak dengan berikatan dengan kompleks enzim asam lemak sintetase.
asam lemak sangat penting bagi mikroorganisme ini yang dapat digunakan untuk asilasi protein membran.
mikroorganisme ini juga sensitif terhadap halokuinon yang dapat menghambat sintesis dna, antitumor yang menyerang enzim topoisomerase ii (adriamisin, daunorubisin, etopsida), yang menyerang aktomiosin (sitokalasin b dan d), dan yang menyerang tubulin (vinkristin, podofilotoksin, nokodazol).
h. salinarum tidak dapat menggunakan gula untuk pertumbuhannya, sehingga pada respirasi aerobik tidak menggunakan jalur glikolisis melainkan langsung kepada siklus krebs dan transpor rantai elektron.
sehingga harus menggunakan jalur glukoneogenis untuk dapat memuali respirasi aerobik.
jika mikrob ini berada dalam keadaan anerobik, mikrob ini dapat menggunakan l-arginin yang dapat diubah menjadi sitrulin.
adaptasi pada keadaan ekstrem
terdapat berbagai cara yang dilakukan oleh h. salinarum untuk melangsungkan hidupnya pada keadaan ekstrem
kadar garam tinggi
dalam lingkungan yang memiliki kadar garam yang tinggi, h. salinarum akan memompa ion natrium keluar sel dan memasukkan ion kalium dari lingkungan masuk ke dalam sel.
walaupun mikrob ini membutuhkan ion kalium bukan berarti keberadaa ion natrium dalam lingkungan dapat digantikan.
sehingga konsentrasi ion kalium dalam sel lebih tinggi dan ion natrium lebih tinggi dalam lingkungan, kondisi inilah yang menjaga kesetimbangan air tetap positif.
keadaan garam yang tinggi sangat menguntungkan organisme ini karena kompetisi yang jarang.
selain menggunakan pompa ion, mikrob ini dapat mengeluarkan atau mengakumulasi zat terlarut kompatibel (compatible solute).
zat terlarut ini dinamakan kompatibel karena tidak mengganggu metabolisme mikrob tersebut.
zat terlarut yang digunakan oleh h. salinarum adalah kalium klorida (kcl).
keadaan rendah oksigen dan sinar ultraviolet
beberapa spesies haloarkaea dapat memperoleh energi dari cahaya matahari tanpa menggunakan klorofil, melainkan pigmen warna lainnya seperti karotenoid yang disebut sebagai bakterioruberin.
pada kondisi oksigen yang rendah, h. salinarum akan memproduksi pigmen yang bernama bakteriorodopsin yang disisipkan pada membran sitoplasma.
pigmen ini homolog dengan rodopsin pada retina mata.
warna bakteriorodopsin adalah ungu kemerahan, hal ini berbeda dengan bakterioruberin yang berwarna pink merah.
bakteriorodopsin akan menyerap cahaya pada panjang gelombang 570 nm, sehingga pigmen yang memiliki konformasi trans akan menjadi cis.
perubahan konformasi ini menyebabkan pompa proton yang akan membawa ion hidrogen dari dalam sel menuju keluar sel.
bila ion hidrogen yang berada di luar sel telah menumpuk, maka ion tersebut akan dibawa masuk kembali melalui enzim atp sintetase dan menghasilkan energi.
resistensi sinar ultraviolet merupakan hal yang harus dimiliki oleh h. salinarum yang habitatnya dipermukaan samudra ataupun laut yang banyak terpapar sinar ultraviolet.
singh ov. 2013.
extremophiles: sustainable resources and biotechnological implication.
new jersey: john wiley &
bakterioruberin juga dapat digunakan sebagai perlindungan terhadap sinar ultraviolet dan gamma, pigmen ini akan menyerap sinar ini (bukan memblokir), juga berfungsi sebagai antioksidan.
selain memiliki pigmen, mikrob ini memiliki mekanisme perbaikan khusus yang sangat baik, sehingga perbaikkan dapat dilakukan dengan cepat.