BIOSCIENTIAE Volume 9, Nomor Nomor 1, Januari 2012, Halaman 1-7 1-7 http://www.unlam.ac.id/bioscientiae
ISOLASI BAKTERI YANG BERASOSIASI DENGAN SPONS JASPIS sp. PENGHASIL ENZIM PROTEASE 1
2
Dede Mahdiyah , Aris Tri Wahyudi , Bayu Hari Mukti 1
3
Akademi Analis Kesehatan Kesehatan Borneo Lestari, Lestari, Banjarbaru, Kalimantan Selatan 2 Departemen Biologi, FMIPA, IPB Bogor 3 Pendidikan Biologi, STKIP PGRI, PGRI, Banjarmasin
ABSTRACT Sponges have have been known as excellent excellent sources for natural natural products products such as bioactive compounds. Their bioactivities include enzyme inhibitors, cell divisioninhibitors, antiviral, antifungal, antimicrobial, etc. The aims of study were to isolation sponge associated bacteria producing protease and amilase. The bacteria was isolated by using sea water complete media and to determine protease and amilase toward using skim 1%, and soluble starch. Among 136 isolates examined, thirty isolates yielded protease. Keywords : sponge associated bacteria, protease, sea water complete.
Spons PENDAHULUAN
merupakan
Indonesia merupakan negara yang
terkenal
dengan
kekayaan
alamnya, baik di darat maupun di laut. Penelitian terhadap organisme yang ada di lautan khususnya dalam kaitan dengan pencarian senyawa bioaktif dan enzim-enzim penting masih dalam tahap permulaan. Telah diketahui bahwa laut menyimpan kekayaan alam dan manfaat yang sangat besar. Salah satu kekayaan alam laut yang cukup banyak terdapat di perairan Indonesia, seperti di perairan
Sumatera,
Papua,
Kalimantan dan lainnya, adalah jenis spons.
(filum salah
satu
porifera) organisme
hidup yang sudah ada sejak 600 juta tahun yang lalu (Brusca and Brusea 1999 1999). ). dengan
Spo Spons ns
dapa dapatt
ber beras asos osia iasi si
sejumlah
besar
mikroorganisme
berbeda
meliputi
Cyanobacteria (Vacelet 1971), bakteri heterotrofik (Hentschel et al. 2001), alga uniseluler (Wilkinson 1992) dan zoochlorellae. Baru-baru ini telah diisolasi dan dikarakterisasi suatu strain Bacillus baru yang berasosiasi dengan dengan spons spons Medite Mediterra rranea nean n yait yaitu u Aplysina
aerophoba
yang
menghasilkan enzim penting seperti lipase (EC 3.1.1.3) dan estrase (EC 3.1.1.1).
BIOSCIENTIAE. 2012
Senyawa bioaktif laut atau
proteobacteria dan spons Theonella
produk alami laut ( Marine Natural
swinhoei yang menunjukkan asosiasi
Products (MNPs)) adalah senyawa
spesifik.
organik
yang
mikroba,
diproduksi
spons,
oleh
seaweeds,
dan
Protease adalah enzim yang dapat
mendegradasi
protein
organisme laut lain. Organisme inang
(Suhartono 1989). Protease termasuk
mensintesis
sebagai
kedalam kelompok enzim hidrolase
metabolit sekunder untuk melindungi
karena dalam reaksinya melibatkan
dirinya dan menjaga keseimbangan
air pada ikatan substrat spesifik.
lingkungan. Spons
memiliki
Bacillus sp. banyak menghasilkan
akan
protease serin alkali dan protease
sumber
senyawa
ini
laut
yang
kaya
mikroorganisme baru dengan potensi
logam,
aktivitas farmakologi (Hentschel et al.
dihasilkan oleh Bacillus licheniformis
2001). Interaksi antara spons dan
yang
bakteri terjadi dalam bentuk simbiosis
protease serin alkali dan lebih dikenal
komensalisme
dengan nama subtilin Calsberg. Jenis
interaksi
di
ini
mana
dihasilkan
dalam senyawa
bioaktif (Proksch et al . 2002). sekali
bersimbiosis
yang
termasuk
enzim
ini
Bacillus
Banyak mikroorganisme
diantaranya
diketahui
dengan
spons
juga
dalam
golongan
oleh
Protease
yang
oleh
aureus
Staphylococcus
dinamakan
protease
Staphylococcus,
sedangkan
diantaranya dari kelompok arkaea,
clostripain
bakteri
golongan proteinase tiol dihasilkan
heterotrofik,
sianobakteria,
yang
yang
diproduksi
pumilus.
dihasilkan
enzim
alga hijau, alga merah, kriptofita,
oleh
dinoflagellata dan diatom. Simbion
(Suhartono 1989).
dapat bersifat spesifik maupun nonspesifik
terhadap
inangnya.
spons
sebagai
Wilkinson
menemukan
termasuk
Clostridium
dalam
hystoliticum
Melihat potensi yang tinggi dari
mikroorganisme
yang
(1978)
bersimbiosis dengan spons dalam
simbiosis
menghasilkan senyawa bioaktif maka
mikroorganisme yang spesifik
pada
dalam penelitian ini dilakukan isolasi
spesies spons tunggal. Hal ini terlihat
bakteri yang berasosiasi dengan spons
pada
Jaspis
simbion
antara
spesies
d-
sp. untuk kemudian diuji
2
BIOSCIENTIAE. 2012
protease
dan
amilase,
sehingga
diperoleh isolat bakteri potensial yang dapat
dikembangkan
lebih
Isolasi Bakteri yang Berasosiasi dengan Spons Jaspis sp.
lanjut
khususnya dibidang farmakologi.
Spons dibilas dengan air laut sintetik steril, sehingga hanya bakteri
Tujuan penelitian ini adalah
dengan daya gabung yang kuat saja
mengisolasi bakteri yang berasosiasi
yang akan terambil (Amstrong 2001).
dengan
Isolasi bakteri pada permukaan spons
spons
sebagai
penghasil
enzim penting (protease).
dilakukan dengan cara mengusap permukaan spons pada tiga tempat
BAHAN DAN METODE Bahan.
Bahan
yang
yang berbeda menggunakan swab
digunakan pada penelitian ini adalah;
steril ± 1 cm , kemudian di celupkan
sampel spons yang diambil dari
ke dalam 3 buah erlenmeyer
perairan sebelah barat dari kepulauan
berisi media PBS ( Phosphate Buffer
Waigeo,
Saline) steril. Dari masing- masing
Kabupaten
Raja
Ampat,
2
Papua Barat, media SWC (Sea Water
tabung
Complete), PBS ( Phosphate Buffer
pengenceran dari 10
Saline), dan susu skim 1,5%.
10
-5
tersebut
yang
dilakukan seri -1
sampai dengan
sebanyak 100 µL. Pada tiga
Pengambilan Sampel Spons .
pengenceran terakhir disebar dalam
Sampel spons diambil dari perairan
media SWC (Sea Water Complete),
sebelah barat dari kepulauan Waigeo,
dan diinkubasi pada suhu ruang
Kabupaten Raja Ampat, Papua Barat
selama 24 jam. Koloni yang tumbuh
pada kedalaman ± 10 meter dengan
dimurnikan dengan metode kuadran
menggunakan alat bantu snorkel dan
dan dipreservasi dalam agar miring.
masker.
Uji Enzim Penting yang Dihasilkan
Pengambilan
sampel
ini
dilakukan secara acak yaitu dengan
oleh
menyusuri
dasar
dengan Spons Jaspis sp.
kemudian
dimasukkan
laut.
Sampel
Bakteri
yang
Berasosiasi
kedalam
Uji
plastik sampel yang telah diisi dengan
proteolitik
oksigen
ditempatkan
menggunakan medium agar SWC +
untuk dianalisis
susu skim 1%. Isolat yang berhasil
dalam secara
murni, cool box
lalu
mikrobiologis
Laboratorium.
di
diisolasi
Protease.
isolat
dan
Aktivitas
diuji
sudah
dengan
dimurnikan
ditumbuhkan pada media tersebut
3
BIOSCIENTIAE. 2012
dengan cara di gores lalu diinkubasi
banyak proses industri. Enzim bakteri
selama
antara
laut bersifat termotoleran, tetap stabil
terhadap
pada suhu ruang sepanjang waktu.
24
diameter
jam.
zona
Nisbah jernih
diameter koloni (indeks proteolitik =
Mikrohabitat
IP). Isolat dengan IP ≥ 3,0 dipilih dan
adalah, airlaut, endapan (sedimen),
disimpan
pada
digunakan
suhu
pada
0
4 C
uji
untuk
selanjutnya
(Cappucino & Sherman 2001).
untuk
bakteri
laut
permukaan animat dan inanimat. Sebanyak 136 isolat berhasil diisolasi dari spons Jaspis sp. Dari
HASIL DAN PEMBAHASAN
136 isolat tersebut, sebanyak 70 isolat
yang
berasal dari endofit spons dan 66
Berasosiasi dengan Spons Jaspis
isolat dari permukaan spons. Isolat
sp.Mikroorganisme laut merupakan
yang diperoleh sangat beragam baik
sumber yang kaya untuk isolasi
dari segi warna, jenis, dan bentuk
industri enzim. Enzim bakteri laut
koloni (Gambar 1). Ke 136 isolat
memiliki
dalam
tersebut diberi nama atau penanda
Aktivitas
yaitu SAB S (Sponge Associated
optimum enzim bakteri laut biasanya
Bacteria Surface) dan SAB E (Sponge
terjadi pada kadar garam yang tinggi,
Associated BacteriaEndophyite).
Isolasi
penggunaan
Bakteri
keuntungan industri.
membuat enzim ini berguna dalam
Gambar 1. Penampilan koloni bakteri pada media SWC yang berhasil diisolasi dari spons Jaspis sp. setalah diinkubasi selama 24 jam. terbentuknya zona bening di sekitar Bakteri yang berasosiasi koloni. Protease atau enzim dengan spons Jaspis sp. mampu proteolitik adalah enzim yang menghasilkan enzim penting yaitu memiliki daya katalitik yang spesifik protease. Adanya kemampuan dan efisien terhadap ikatan peptida proteolitik ditandai dengan 4
BIOSCIENTIAE. 2012
dari suatu molekul polipeptida atau
terlihat dengan adanya zona bening
protein. Protease dapat diisolasi dari
disekitar koloni bakteri (Gambar 2).
tumbuhan (papain dan bromelin),
Sebanyak
hewan (tripsin, kimotripsin, pepsin,
kemampuan
dan renin), mikroorganisme
Dalam
seperti
30
isolat
proteolitik
dasawarsa
memiliki (tabel
terakhir
1). ini
bakteri, kapang, virus, dan cacing
perhatian terhadap protease sebagai
parasitik seperti cestoda, trematoda,
target senyawa obat bagi penyakit
dan nematoda.
asal
Uji Enzim Penting yang Dihasilkan
kolera,
oleh
(seperti influenza dan HIV), dan
Bakteri
yang
Berasosiasi
Uji Protease. Berdasarkan uji
dengan
bakteri
yang
spons
tifus,
(seperti
pneumonia,
gannorhoe),
virus
malaria serta kanker, bahkan penyakit
dengan Spons Jaspis sp.
isolasi
bakteri
berasosiasi
Jaspis
degeneratif
seperti
alzheimer
meningkat pesat. Juga sudah banyak
sp.
obat-obatan dengan mekanisme kerja
menggunakan media SWC dan susu
yang menghambat protease. Untuk itu
skim 1% terdapat isolat bakteri yang
hasil dari uji enzim protease yang
memiliki
positif proteolitik akan diuji untuk
kemampuan
menghidrolisis
protein.
untuk Hal
ini
inhibitor protease.
Gambar 2. Zona proteolitik yang dihasilkan oleh bakteri yang berasosiasi dengan sopns Jaspis sp. menghidrolisis partikulat protease. Aktivitas protease dapat Kebanyakan protease ada sebagai dideteksi diperairan laut dengan bukti enzim partikulat atau terikat pada bahwa bakteri hasil isolasi dari laut bahan partikulat di air laut (Imada & papua memiliki kemampuan Taga 1985). proteolitik. Hal ini mengindikasikan bahwa perairan laut berpotensi untuk 5
BIOSCIENTIAE. 2012
Bukti
bahwa
bakteri
yang
berada
ditempat
penyerangan
bersimbiosis dengan spons memiliki
proteolitik,
kemampuan
ditandai
yang sama. Ketiga kelas enzim ini
dengan adanya zona jernih disekitar
dibentuk berdasarkan tempat enzim ;
koloni
proteolitik
enzim extraseluler, ektoenzim, dan
bakteri diklasifikasikan berdasarkan 3
enzim intraseluler (Hoffman & Decho
kriteria : enzim-enzim yang berada
2000).
disekitar
proteolitik
bakteri.
sel,
Enzim
enzim-enzim
dan memiliki struktur
yang
Tabel 1 Beberapa Isolat Bakteri yang Positif Menghasilkan Protease
Isolat SAB S-5 SAB S-6 SAB S-11 SAB S-12 SAB S-13 SAB S-15 SAB S-16 SAB S-17 SAB S-18 SAB S-19 SAB S-20 SAB S-21 SAB S-24 SAB S-25 SAB S-26 SAB S-28 SAB S-29 SAB S-30 SAB S-31 SAB S-37 SAB S-41 SAB S-42 SAB S-43 SAB S-45 SAB S-51 SAB S-53 SAB S-59 SAB S-60 SAB S-61 SAB S-62
Protease + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
6
BIOSCIENTIAE. 2012
KESIMPULAN
Dari penelitian ini, berhasil diisolasi 136 isolat bakteri yang bersimbiosis dengan spons Jaspis sp. baik dari bagian permukaan maupun endofit. 136 isolat bakteri tersebut sebanyak
30
isolat
mampu
menghasilkan aktivitas protease baik dari
permukaan
spons
maupun
endofit. UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak yang telah banyak membantu
penulis
dalam
menyelesaikan
penelitian
ini
:
Departemen Agama RI, Aris Tri Wahyudi (IPB), Widanarni (IPB), Rika Indri Astuti (IPB). DAFTAR PUSTAKA
Amstrong E. 2001. The Symbiotic Role of Marine on Living Surfaces. http//hw.ac.uk(pdf). Brusca RC, and Brusea GJ. 1999. Phylum Porifera the Sponges. AD. Sinauer (ed), Invertebrates (Sinnauer Press) PP.181-210. Sunderland, Mass. Cappucino GJ, Sherman N. 2001. Microbiology (A Laboratory Manual). Cummings Publishing Company Inc. New York. Hentschel U, M. Schmid, M. Wagner, L. Fieseler, C. Gernert, and J. Hacker. 2001. Isolation and phylogenetic analysis of bacteria with antimicrobial
activities from the Mediterranean sponges Aplysina aerophoba and Aplysina cavernicola. FEMS Microbiol Ecol . 35, 305-312. Hoffman M dan Decho WA. 2000. Proteolityc enzyme in the marine bacterium Pseudoateromonas atlantica: post-secretional activation an effects of environmental conditions. Aquatic Mic Ecol 23: 29-39. Imada C and Taga N. 1985. Isolation and Characterization of Marine Bacteria Producing Alkaline Protease Inhibitor. Bull Jap Soc Sci Fish 51:799-803. Proksch P, Edrada RA, & Ebel R. 2002.Drugs from the seas current status andmicrobiological implications. Appl Environ Microbiol 59, 125-134. Suhartono MT. 1989. Enzim dan Bioteknologi. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Antar Universitas Bioteknologi IPB. Vacelet J.1971.Description de cellules à bacteries intranucléaires chez deséponges Verongia. J Microsc (Paris) 9, 333-346. Wilkinson CR. 1978. Microbial associations in sponges. I. Ecology, physiology and microbial populations of coral reef. Mar. Biol . 49, 161-167. Wilkinson CR. 1992. Symbiotic interactions between marine sponges and algae. In Algae and symbioses: plants, animals, fungi, viruses, interactions explored , pp. 112128.Edited by W. Reisser. Bristol: Biopress Ltd.
7
BIOSCIENTIAE. 2012
8
