Kajian Molekular Dan Analisis Fungsional Terhadap Mikroorganisme Termofilik Dan Hipertermofilik Dalam Aplikasi Pembentukan Protein Stabil Haba #2
August 3, 2012
Kloramfenikol #1
August 3, 2012

Kajian Proses Glikolisis Pada Pyrococcus furiosus dan Thermococcus kodakaraensis KOD1 #1

Pengenalan Order Termococcales

Order euryarchaeal Termococcales terdiri dari 2 genera major Thermococcus dan Pyrococcus, yang sekarang dikenali sebagai Palaeococcus (Takai,et al.,2000). Banyak organisme dari order ini telah diisolasi dan dikaji. Dalam makalah ini, kita mengkaji secara lanjut, Pyrococcus furiosusPyrococcus horikoshii dan Thermococcus kodakaraensis KOD1 yang telah diisolasi dari lokasi panas geotermal yang dikaji (Tabel 2.1)(Fiala & Stetter, 1986, Morikawa, et al., 1994, Gonzalez, et al., 1998,Atomi, et al., 2004). Keadaan suhu tinggi di lokasi ini menjadikan keadaan lingkungan sangat kurang konsentrasi gas O2;dan semua mikroorganisme yang diisolasi adalah aerobik. Sekuen genom telah dikaji dapat diperoleh untuk sebagian spesis thermococcal dimana di evaluasi sebagai perbandingan genom dengan organisme ini (Ettema,et al.,2001,Koonin,2001) secara morfologi yang ditunjukan dalam tabel 2.1.

 

 

Karekteristik                         Pyrococcus furiosus                Pyrococcus horikoshii             Thermococcuskodakaraensis

     KOD1

 

 

Tempat isolasi                           Porto di Levante,           Laut Pacific ,               Pulau Kodakara,

Vulcano, Italya                    Okinawa Trough ventsb               Kagoshima, Japane

 

Temperatur tumbuh

optimal                                            ~100 ºCa                                   ~98 ºCb                                             ~85 ºCe

 

Waktu pegandaan

pada Topt                              37” a                                         32” b                                        Tidak terdeteksi

 

Sumber-C                                      Heterotropika                           Heterotropik                                     Heterotropike

 

Uitilisasi peptida                                  Yaa                                            Yab                                                    Yae

 

Utilisasi Karbohidrat                           Yaa                                          Tidakb                                                  Yae

 

Respirasi                                   Secara anaerobika             Secara anaerobikb                       Secara anaerobike

 

pH optimum                                        7a                                                7                                                     6.5e

 

Saiz Genom                                     1,908kbc                                   1,739kbd                                            2,089 kbf

 

 

Tabel 1,3 :     Karakteristik spesis thermococcal Pyrococcus furiosus, Pyrococcus horikoshii dan Thermococcus

                         kodakaraensis KOD1.a(Fiala & Stetter, 1986) b(Gonzalez,et al.,1998) e(Morikawa, et al., 1994,

Atomi,et al.,2004) c(Robb, et al.,2001) d(Kawarabayasi, et al.,1998) f(Fukui, et al.,2005).

 

 

Kelihatan perbedaan umum diantara spesis berbeda ini adalah keupayaaan setiap organisme menjalani proses fermentasi. Kedua-dua P.furiosus dan T. kodakaraensis berupaya untuk menggunakan karbohidrat untuk pertumbuhan, berbeda dengan P.horikoshii yang hanya bisa menggunakan komposisi protein. Keadaan kapasiti katabolik P.horikoshii yang kurang kompleks dilaporkan mempunyai hubungan dengan spesis Pyrococcus abyssi, dan mungkin hasil perbedaan evolusi dari berbagai spesis berbeda (Watrin,et al.,1995).

 

 

Kajian proses glikolisis pada Pyrococcus furiosus dan Thermococcus kodakaraensis KOD1

 

Glikolisis, proses dimana degradasi glukosa kepada pyruvat adalah salah satu proses biokimia penting dalam hidup.iaitu proses menkonversi glukosa kepada pyruvat untuk mendapat tenaga,sehingga 2 ATP per molekul glukosa. Organisme anerobik menjalani Siklus Krebs dan transportasi rantai elektron, bersama untuk membuat tenaga dari seluruh kandungan glukosa. Dalam kondisi anerobik, pyruvat dikonversi dengan alur berbeda dan memproduksi kurang energi per molekul glukosa. Proses glikolitik yang paling umum untuk degragasi glukosa adalah alur Embden-Meyerhof (EM), walaupun sebagian organism mengunakan proses alternatif iaitu alur Entner-Doudoroff (ED) (McDonald & Mallavia, 1971,Peekhaus & Conway, 1998). Sejak alur-EM ditemukan lewat kurun ke-30, kajian lebih lanjut diadakan meliputi seluruh domain terutama organisme bakteri dan eukaryot yang paling banyak menggunakan alur-EM. Namun, variasi besar dapat ditemukan pada archaea (revisi oleh Verhees, et al., 2003) dan muncul pada P. furiosus dan T. kodakaraensis KOD1 yang berbeda dari alur-Em yang biasa karena penggunaan enzim dan proses konversi serta sifat kontrol yang unik.Tidak lama dulu kajian alur glikolitik pada P. furiosus dan T. kodakaraensis telah dievaluasi sepenuhnya (Peak, et al., 1994, Mukund & Adams, 1995, Kengen, et al.,1995, van der Oost, et al., 1998, Tuininga, et al., 1999, Siebers, et al., 2001, Verhees, etal., 2001, Verhees, 2002, van der Oost, et al., 2002, Imanaka, et al., 2006). Enzim yang terlibat dalam proses glikolisis organisme ini, terlihat dapat regulasi pada level transkriptional dengan kebalikan pada proses utama yang berjalan secala allosterik.Contoh seperti  ADP-dependent phosphofructokinase, ADP-dependent glucokinase dan pyruvate kinase; tiada satupun yang dikontrol oleh molekul efektor (Tuininga, et al., 1999, Verhees, et al., 2002) . Sebagian gen glikolitik diregulasi dibawah kondisi saccharolytic pada P. furiosus (Robinson, et al., 1994, van der Oost, et al., 1998, Siebers, et al., 2001, Verhees,et al., 2001). Walaupun ada regulator yang dapat mentransportasi karbohidrat dapat diidentifikasi baru-baru ini, namun pada regulator ini tidak ditemukan gen glikolitik.(Lee, et al., 2005).

Terbaru, target gen yang dapat mengdistrubsi sistem ditemukan padaT.kodakaraensis KOD1 (Sato, et al., 2003, Sato, et al., 2005). Pada sistem ini, pertama didiskripsikan sebagai spesis hipertermofilik, memungkinkan untuk mengkaji dan mengisolasi fungsi genetik pada organism ini. Fungsi ambiguasi pada beberapa gen metabolic telah dikaji pada penggunaan sistem ini.(Atomi, et al., 2004, Sato, et al., 2004).