Construction and Expression of Pet Operon using Shuttle Vector for Mesophilic and Thermophilic Bacteria

Abstract

Keuntungan fermentasi etanol pada suhu tinggi mendorong penelitian perakitan bakteri termofilik etalogenik. Selain itu, kemampuan bakteri termofilik dalam penggunaan gula pentosa hasil degradasi biomasa memberi peluang untuk menekan biaya produksi bioetanol. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengkonstruksi pet (production of ethanol) operon dengan menggunakan shuttle vector pMK18 dan melihat ekspresinya dalam bakteri mesofilik dan termofilik. Konstruksi dan ekspresi pet operon dengan menggunakan adhT dari bakteri termofilik dan pdc dari bakteri mesofilik, dan penggunaan mesofilik-termofilik shuttle vector sebagai backbone-nya baru pertama kali dilaporkan. Pet operon adalah suatu susunan gen penyandi produksi etanol yang terdiri dari gen pdc (pyruvate decarboxylase) dan adh (alcohol dehydrogenase). Konstruksi pet operon menggunakan gen adhT dari bakteri termofilik Geobacillus thermoglucosidasius M10EXG dan pdc (pyruvate dehydrogenase) dari bakteri mesofilik Zymomonas mobilis ZM4 telah dilakukan dengan menggunakan mesofilik-termofilik shuttle vector pMK18. Ekspresi pet operon pada bakteri mesofilik Eschericia coli dapat memproduksi 0,3 g/l etanol dengan aktivitas adhT sekitar 0,02 U/mg protein dan aktivitas pdc sekitar 0,004 U/mg protein. Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk perbaikan konstruksi pet operon untuk sistem termofik pada Thermus thermophilus HB27, karena konstruksi yang didapat belum optimum untuk sistem termofilik ini. Hasil ini diharapkan akan mengawali pengembangan teknik manipulasi genetik pada bakteri termofilik yang masih sangat terbatas, khususnya pengembangan teknik manipulasi termofilik etanologenik. Kata kunci: Etanol, bakteri termofilik, bakteri mesofilik, pet operon, ekspresi gen.