📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 17 dokumenPRA-RANCANGAN SISTEM PRODUKSI ISOLAT PROTEIN DAN BUBUK MIKROALGA PASCADEPROTEINISASI DARI CHLORELLA SP. YANG DIKULTIVASI MENGGUNAKAN MEDIUM BERBASIS LIMBAH CAIR AKUAKULTUR (AQUACULTURE WASTEWATER)
Abstrak bisa dilihat di filenya
DESAIN BIOINFORMATIKA PEPTIDA UNTUK MENDETEKSI ESCHERICHIA COLI PADA APLIKASI BIOSENSOR
Deteksi cepat, sensitif, dan selektif terhadap patogen serta biomarker infeksi merupakan kebutuhan mendesak dalam diagnostik mikrobiologi, terutama untuk Escherichia coli (E. coli) dan Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis) yang memiliki dampak signifikan terhadap morbiditas dan mortalitas global. E. coli, khususnya strain Shiga toxin-producing E. coli (STEC), berpotensi menyebabkan sindrom hemolitik uremik, sementara M. tuberculosis merupakan agen penyebab tuberkulosis (TBC), salah satu penyakit infeksi menular dengan beban kesehatan tertinggi. Namun, pengembangan platform diagnostik masih menghadapi keterbatasan terkait sensitivitas, selektivitas, stabilitas, dan kompleksitas analisis. Keterbatasan ini menunjukkan perlunya pendekatan yang tidak hanya meningkatkan kemampuan transduksi sinyal pada permukaan elektroda, tetapi juga memperbaiki interaksi spesifik antara target dan reseptor. Dalam studi ini, biosensor elektrokimia berbasis Metal-Organic Frameworks (MOF) dan peptida dikembangkan sebagai platform diagnostik untuk deteksi E. coli dan biomarker M. tuberculosis (CFP-10) melalui integrasi rekayasa material elektroda dan desain molekul pengenal yang lebih selektif. Studi ini terbagi dalam tiga topik utama: (1) Pengembangan biosensor menggunakan material CoMn ZIF terkonjugasi anti-O untuk deteksi bakteri E. coli. Penggabungan Mn dalam struktur ZIF menginduksi rekonstruksi fase, peningkatan luas permukaan spesifik, dan peningkatan transfer elektron. Konjugasi antibodi memodulasi kemampuan pembasahan permukaan, memperkenalkan mode vibrasi amida I dan II, serta secara selektif memblokir transfer elektron setelah pengikatan bakteri E. coli. Biosensor ini menunjukkan rentang linier deteksi antara 10 hingga 1010 CFU mL-1 dengan batas deteksi (LoD) 1 CFU mL-1, mengungguli biosensor optik dan biosensor berbasis MOF lainnya. Selain itu, biosensor ini mampu membedakan E. coli dari bakteri nonspesifik seperti Salmonella, Pseudomonas, dan Staphylococcus, serta mempertahankan sensitivitas >80% selama 5 minggu dan memulihkan 93,10-107,52% E. coli yang ditambahkan ke air keran (tap water). (2) Pengembangan biosensor menggunakan material karbon derivatif CoMn ZIF untuk mendeteksi biomarker CFP-10. Pirolisis CoMn ZIF menghasilkan material karbon mesopori (CoMn@C ZIF) dengan luas permukaan 370,69 m2 g-1 dan situs aktif N/M-Nx yang mendukung aktivitas redoks. Transformasi ini memperlihatkan perubahan dari mikropori tipe I menjadi mesopori tipe IV, yang meningkatkan performa elektrokimia biosensor. Pembentukan karbon dikonfirmasi oleh pita D dan G pada spektrum Raman, sedangkan evolusi grafitisasi terlihat dari perubahan rasio ID/IG pada suhu pirolisis yang lebih tinggi. Teknik electrografting kovalen pada elektroda Screen-Printed Carbon Electrode (SPCE) menghasilkan biosensor dengan respons stabil pada rentang 10-3-104 ng mL-1 dan LoD 1,60 ng mL-1, serta reproduksibilitas tinggi (2,97% RSD). Selain itu, biosensor ini mampu membedakan CFP-10 dari molekul nonspesifik seperti asam askorbat, asam urat, glukosa, urea, dan BSA, serta mempertahankan sensitivitas >80% sampai minggu ketiga penyimpanan dan memulihkan 99,98-102,04% protein CFP-10 yang ditambahkan ke serum manusia. (3) Pemodelan dan uji deteksi Peptida Pal (PepPal) terhadap E. coli. PepPal dirancang menggunakan pendekatan docking in silico, yang mengonfirmasi afinitas tinggi terhadap protein OmpA (?G° = -14,3 kcal mol-1) dan divalidasi oleh respons kinetika asosiasi-disosiasi pada satu CFU mL-1 ekuivalen molaritas OmpA (?G° = -28,32 kcal mol-1) sebagai apparent kinetics. Imobilisasi kovalen PepPal pada SPCE menghasilkan biosensor yang sangat selektif terhadap E. coli dibandingkan dengan target nonspesifik lainnya (seperti Salmonella, Pseudomonas, dan Staphylococcus), dengan rentang deteksi 10-1010 CFU mL-1 dan LoD 2 CFU mL-1. Biosensor ini menunjukkan stabilitas operasional hingga 20 hari pada suhu ruang. Secara keseluruhan, studi ini menunjukkan bahwa sinergi antara material MOF bimetalik, material derivatif MOF, dan desain peptida sintetik menghasilkan biosensor point-of-care yang tangguh, selektif, dan berbiaya rendah, serta dapat diterapkan pada berbagai kebutuhan diagnostik klinis dengan kinerja yang andal.
ISOLASI DAN KARAKTERISASI PLANT - DERIVED EXOSOME - LIKE NANOVESICLES (PDEN) BUAH MENGKUDU ( MORINDA CITRIFOLIA L. ) SERTA EVALUASI EFEK A NTI - INFLAMASI NYA PADA LINI SEL PREOSTEOBLAS MC3T3
-
KAJIAN BIOKIMIA DAN STRUKTUR ?-AMILASE REKOMBINAN BMAN1 DARI BACILLUS MEGATERIUM NL3
Pati merupakan biopolimer alami yang berperan penting sebagai cadangan energi pada tanaman dan tersimpan dalam bentuk granula di biji, akar, serta umbi. Pati tersusun atas dua komponen utama, yaitu amilosa dan amilopektin. Pati memiliki nilai ekonomi tinggi karena dapat dihidrolisis secara enzimatis menjadi gula sederhana yang berfungsi sebagai bahan baku pada produk pangan, farmasi, tekstil, maupun bioetanol. ?-Amilase (1,4-?-D-glukan-glukanohidrolase, EC 3.2.1.1) adalah salah satu enzim penghidrolisis pati yang paling banyak digunakan. Enzim ini memutus ikatan ?-1,4-glikosidik pada rantai polisakarida sehingga menghasilkan oligosakarida linear maupun bercabang. Menurut basis data CAZy (Carbohydrate-Active enZyme), sebagian besar ?-amilase dikelompokkan dalam keluarga glikosida hidrolase GH 13. Keluarga GH13 dicirikan oleh keberadaan triad katalitik lestari, yaitu aspartat sebagai nukleofil, glutamat sebagai donor proton, dan aspartat kedua sebagai penstabil keadaan transisi. Enzim ini juga memiliki domain katalitik berbentuk (????/????)8-barrel dan conserved sequence regions (CSRs) yang khas. Berdasarkan kemiripan urutan dan fungsi biokimia, GH13 terbagi menjadi 49 subkeluarga, salah satunya adalah GH13_45. Beberapa anggota GH13_45 yang telah dipelajari adalah AmyA, Gt-amyII, ASKA, ADTA, BaqA, dan BmaN1. BmaN1, ?-amilase dari Bacillus megaterium NL3, memiliki kemampuan untuk mendegradasi pati mentah. Anggota subkeluarga GH13_45 mampu menghidrolisis pati mentah tanpa domain pengikat pati (starch-binding domain, SBD), sehingga diperkirakan memiliki mekanisme alternatif melalui surface binding sites (SBS). Hasil kajian bioinformatik menunjukkan bahwa BmaN1 memiliki dua keunikan dibandingkan dengan kebanyakan amilase dari subkeluarga GH13_45, yaitu keberadaan ujung domain C yang kaya dengan residu aromatik lestari dan triad katalitik termodifikasi yang terdiri atas Asparta–Glutamat–Histidin menggantikan Aspartat–Glutamat–Aspartat. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji peran 45 residu ujung domain C BmaN1 terhadap aktivitas dan kestabilan enzim, serta mempelajari residu Asp203, Glu231, His294, dan Lys202 yang terdapat pada kantung katalitik BmaN1. Penelitian dilakukan melalui pendekatan eksperimen yang meliputi ekspresi, pemurnian, serta karakterisasi biokimia BmaN1 dan BmaN1?C, serta konstruksi mutan katalitik BmaN1?C (Asp203Ala, Glu231Gln, His294Asp, Lys202Ala, dan Lys202Asp). Di sisi lain, pendekatan in silico melibatkan pemodelan struktur tiga dimensi, penambatan substrat analog akarbosa, serta simulasi dinamika molekul untuk memahami dampak mutasi terhadap interaksi enzim-substrat. BmaN1 diekspresikan dalam bentuk badan inklusi dengan ukuran sekitar 56 kDa, sedangkan BmaN1?C (~49 kDa) lebih banyak ditemukan pada fraksi terlarut. Pemurnian melalui kromatografi afinitas Ni-NTA menghasilkan protein dengan aktivitas spesifik 1,54 ± 0,23 U/mg untuk BmaN1 yang sudah mengalami pelipatan ulang dan 1,69 ± 0,16 U/mg untuk BmaN1?C. Kedua enzim memiliki pH dan suhu optimum yang sama (pH 6,5 dan 50 °C), aktif pada rentang pH 4,5–9,5, serta stabil pada suhu 40–80 °C. Uji degradasi pati mentah menunjukkan bahwa BmaN1 mampu mengadsorpsi pati jagung dan singkong dengan tingkat adsorpsi masing-masing 34% dan 41%. Jumlah gula pereduksi yang dihasilkan BmaN1 dalam menghidrolisis pati mentah jagung dan singkong adalah 6,92 ± 2,30 mM dan 8,02 ± 1,71 mM, dengan persen derajat hidrolisis masing-masing sebesar 3,1% dan 3,6%. Sebaliknya, BmaN1?C tidak mampu mengadsorpsi pati mentah, meskipun tetap aktif terhadap pati larut. Hal ini menunjukkan bahwa 45 residu C-terminal berperan penting dalam interaksi dengan granula pati. Karakterisasi lebih lanjut memperlihatkan bahwa BmaN1?C lebih stabil daripada BmaN1. Setelah inkubasi 4 jam pada kondisi optimum, BmaN1?C mempertahankan 83% aktivitas, sedangkan BmaN1 hanya 50%. Selain itu, baik BmaN1 maupun BmaN1?C memiliki 60% aktivitas terhadap SDS dan EDTA hingga konsentrasi 2,5 mM. Parameter kinetik kedua enzim menunjukkan bahwa BmaN1 memiliki nilai kcat/KM 1,3 lebih tinggi dibandingkan BmaN1?C. Hasil penelitian ini mengungkap bahwa keberadaan 45 residu asam amino di ujung domain C BmaN1 berperan penting dalam afinitas pengikatan, efisiensi degradasi pati, dan kestabilan enzim. Pemodelan struktur tiga dimensi menunjukkan bahwa BmaN1?C mempertahankan kerangka domain A, B, dan C khas ?-amilase. Superimposisi dengan GTA (PDB: 4E2O) menunjukkan kesamaan spasial residu katalitik, meskipun Asp203 bergeser ke posisi i+1, Glu231 menempati posisi donor proton, dan His294 menggantikan Asp konservatif sebagai penstabil transisi. Mutasi residu pada kantung katalitik menghasilkan dampak signifikan terhadap aktivitas BmaN1?C. Mutan Asp203Ala dan Glu231Gln kehilangan seluruh aktivitas enzimatis. Hasil ini menunjukkan peran Asp203 sebagai nukleofil dan Glu231 sebagai donor proton. Mutasi His294Asp menurunkan aktivitas hingga 80% yang menunjukkan bahwa His294 berfungsi sebagai penstabil keadaan transisi menggantikan peran Asp pada ?-amilase GH13 lain. Mutan Lys202Ala mempertahankan 45% aktivitas, sedangkan Lys202Asp kehilangan seluruh aktivitas, menegaskan peran Lys202 dalam menjaga konformasi kantung pusat aktif. Hasil eksperimen ini membuktikan peran Asp203–Glu231–His294 sebagai triad katalitik serta keterlibatan Lys202 dalam mendukung orientasi residu katalitik. Penambatan akarbosa menunjukkan interaksi erat antara residu pada kantung katalitik dengan ligan, dengan jarak ikatan hidrogen dan interaksi elektrostatis dalam kisaran yang relevan. Selanjutnya, simulasi dinamika molekul dilakukan pada model struktur BmaN1?C dan varian mutan untuk mengevaluasi dampak perubahan struktural akibat mutasi residu katalitik terhadap kinerja enzim. Mutasi Asp203Ala dan Glu231Gln diperkirakan menghilangkan kemampuan enzim untuk menyerang karbon anomerik dan melakukan protonasi terhadap ikatan glikosidik, sehingga reaksi hidrolisis pati tidak berlangsung. Mutasi His294Asp menyebabkan terganggunya jarak ikatan hidrogen, disertai pergeseran posisi residu-residu katalitik menuju lokasi +1 dan +2 dari ikatan glikosidik pati, yang berdampak pada penurunan efisiensi katalitik. Mutasi Lys202Ala masih terdapat aktivitas parsial karena konfigurasi triad katalitik tetap terjaga, sedangkan substitusi dengan asam amino bermuatan negatif seperti aspartat (Lys202Asp) mengganggu aktivitas secara signifikan. Perubahan muatan residu dari positif ke negatif, serta perbedaan ukuran dan orientasi rantai samping, diduga mengganggu posisi residu dan distribusi muatan di sekitar sisi katalitik, sehingga memengaruhi substrat menjauhi sisi katalitik. Secara keseluruhan, penelitian ini memberikan beberapa sumbangan pengetahuan mengenai struktur dan fungsi ?-amilase subkeluarga GH13_45, khususnya BmaN1 dari Bacillus megaterium NL3. Pertama, ujung domain C BmaN1 berperan penting dalam adsorpsi dan degradasi pati mentah, kemungkinan melalui surface binding sites yang tersusun atas residu aromatik. Kedua, BmaN1 memiliki komposisi triad katalitik yang unik Asp-Glu-His, dengan His294 menggantikan Asp konservatif sebagai penstabil transisi. Hal ini menunjukkan adanya variasi mekanisme katalisis di subkeluarga GH13_45 yang belum banyak dilaporkan. Kombinasi keunikan domain C-terminal dan triad katalitik atipikal tidak hanya penting untuk pemahaman dasar biokimia enzim, tetapi juga membuka peluang aplikasi bioteknologi yang lebih luas dalam pengolahan pati, produksi bioenergi, maupun industri pangan.
EKSPLORASI BAKTERI DAN ENZIM PENGURAI PLASTIK POLYSTYRENE DARI MIKROBIOMA USUS LARVA TENEBRIO MOLITOR DENGAN PENDEKATAN MULTI OMIK
Polystyrene merupakan salah satu limbah plastik yang berkontribusi terhadap gangguan ekosistem. Larva Tenebrio molitor mampu mengkonsumsi polystyrene sebagai sumber makanan dengan waktu penguraian kurang dari 24 jam. Proses biodegradasi ini sangat bergantung pada aktivitas mikrobioma usus larva yang berperan penting dalam menguraikan polystyrene dalam usus larva. Namun, proses biodegradasi ini belum sepenuhnya dipahami karena kompleksnya mikrobioma usus dan sulitnya menumbuhkan mikroba terkait dengan metode konvensional. Untuk mengatasi tantangan ini, analisis shotgun metagenomic digunakan untuk mengidentifikasi keragaman spesies dan jalur metabolik yang terlibat, sementara studi metabolomik diperlukan untuk mengevaluasi hasil penguraian polystyrene. Penelitian ini merupakan yang pertama mengintegrasikan pendekatan shotgun metagenomic dan metabolomik untuk mengungkap mekanisme biodegradasi polystyrene oleh mikrobioma usus T. molitor. Penelitian ini bertujuan untuk (1) Mengidentifikasi spesies bakteri yang memiliki potensi degradasi polystyrene dari mikrobioma usus larva T. molitor menggunakan pendekatan shotgun metagenomic. (2) Mengidentifikasi gen fungsional yang terlibat dalam proses degradasi polystyrene melalui analisis shotgun metagenomic. (3) Mengidentifikasi dan menganalisis profil metabolit yang dihasilkan dari penguraian polystyrene oleh konsorsium mikrobioma usus T. molitor menggunakan pendekatan metabolomik. Penelitian ini terdiri atas dua tahap. Tahap pertama menggunakan pendekatan shotgun metagenomic untuk mengevaluasi keragaman spesies dan enzim mikrobioma usus T. molitor yang diberi tiga jenis diet yaitu polystyrene foam, kombinasi polystyrene foam dan dedak padi, serta dedak padi selama 28 hari. Berat larva, feses, dan perubahan berat polystyrene dicatat setiap 4 hari. DNA metagenom usus larva dianalisis dengan sistem Illumina NovaSeq dan dengan analisis bioinformatika meliputi evaluasi, perakitan, pencocokan, dan pemetaan taksonomi serta gen fungsional. Proses degradasi polystyrene dikonfirmasi melalui Fourier Transform Infrared Spectroscopy dan Gas Chromatography–Mass Spectrometry pada feses hari ke-28. Tahap kedua bertujuan mengidentifikasi profil metabolit penguraian polystyrene. Larva diadaptasi dengan polystyrene selama tujuh hari. Suspensi usus ditambahkan ke media cair Bushnell Haas dan Nutrient Broth yang mengandung serbuk, film, atau emulsi polystyrene. Berat polystyrene dan metabolit dianalisis setiap 4 hari, dan perubahan morfologi film dikonfirmasi menggunakan Scanning Electron Microscope. Hasil penelitian tahap satu menunjukkan larva T. molitor mampu mereduksi polystyrene yang meningkat seiring waktu. Diet dedak padi memberikan kelangsungan hidup 100%, sementara diet polystyrene menurunkannya menjadi 89,33%; penambahan dedak padi secara signifikan meningkatkan kelangsungan hidup hingga 96,66% dan berat badan. Analisis mikrobioma usus menunjukkan dominasi Proteobacteria 53%, dengan peningkatan Tenericutes pada diet polystyrene. Diet polystyrene menunjukkan genus spesifik yang lebih tinggi seperti Oceanobacter dan Marinomonas. Profil gen fungsional mikrobioma pada diet polystyrene juga menunjukkan enzim potensial degradasi polystyrene yaitu monooxygenase yang ditemukan paling banyak di mikrobioma usus larva T. molitor diet polystyrene dan dedak padi. Hasil Fourier Transform Infrared Spectroscopy dan gas chromatography-mass spectrophmetry memperkuat bukti terjadinya degradasi polystyrene melalui perubahan gugus fungsi dan deteksi senyawa metabolit lactate dan benzoic acid yang merupakan produk akhir jalur metabolisme styrene. Hasil penelitian tahap dua analisis biodegradasi polystyrene oleh mikrobioma usus T. molitor dalam media cair Bushnell Haas dan Nutrient Broth berhasil mengidentifikasi metabolit, dan mengevaluasi pengaruh media kultur. Tingkat degradasi polystyrene bervariasi antar media, dengan Nutrient Broth menunjukkan efektivitas lebih tinggi. Reduksi berat di media Nutrient Broth 9,323% dibandingkan Bushnell Haas 2,690%. Analisis Scanning Electron Microscopy mengkonfirmasi perubahan morfologi berupa lubang dan kawah pada permukaan film polystyrene yang diinkubasi dengan kultur mix mikrobioma usus larva T. molitor. Selama 28 hari inkubasi, etylene glycol buthyl eter dan propylen glycol menjadi metabolit dominan. Hasil penelitian ini memberikan luaran yang sangat penting bagi pengembangan biodegradasi polystyrene oleh mikrobioma usus T. molitor, dengan memperluas pemahaman tentang mikrobioma usus larva dalam proses biodegradasi polystyrene serta mengungkap potensi spesies bakteri dan enzim yang berperan dalam mekanisme biodegradasi, serta memberikan wawasan baru tentang metabolisme polystyrene, termasuk senyawa metabolit yang terbentuk selama proses degradasi.
DESAIN PLASMID DAN EKSPRESI REKOMBINAN NANOBODI VARIABLE NOVEL ANTIGENT RECEPTOR (VNAR) ANTI-HBSAG IKAN HIU BAMBU TOTOL PUTIH (CHILOSCYLLIUM PLAGIOSUM) PADA E.COLI BL21(DE3)
Hepatitis B merupakan infeksi virus hepatitis B virus (HBV) yang dapat terjadi pada hati manusia dengan prevalensi rata-rata di Indonesia sebesar 2.1% serta prevalensi yang lebih tinggi pada Indonesia bagian timur. Salah satu metode untuk mendeteksi infeksi kronis hepatitis B merupakan deteksi Hepatitis B surface antigent (HBsAg) serum darah pasien menggunakan lateral flow assay atau ELISA. Akan tetapi, salah satu komponen penting untuk uji tersebut berupa antibodi sulit untuk diproduksi dalam skala besar. Teknologi rekombinan merupakan salah satu alternatif produksi antibodi skala besar, akan tetapi terdapat keterbatasan dengan teknologi rekombinan seperti modifikasi pasca translasi dan perbedaan sistem ekspresi prokaryot dengan sistem ekspresi eukaryot. Nanobodi merupakan salah satu alternatif antibodi yang cukup umum dikembangkan akhir-akhir ini. Nanobodi memiliki struktur yang lebih sederhana dibanding antibodi konvensional sehingga lebih mudah diekspresikan secara heterolog oleh organisme prokaryot. Salah satu tipe nanobodi yaitu variable novel antigent receptor (VNAR) dilaporkan memiliki memiliki beberapa keunggulan seperti solubilitas dan stabilitas yang lebih baik dibanding dengan nanobodi tipe lain. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mendesain sistem ekspresi dan mengekspresikan VNAR Chiloscyllium plagiosum anti-HBsAg pada E.coli BL21(DE3). Adapun metode yang dilakukan adalah pendesainan gen sintetik menggunakan data sekuens asam amino VNAR HB17 anti HBsAg dari Chiloscyllium plagiosum yang diekspresikan pada E.coli BL21(DE3). Sebelum dilakukan desain gen sintetik, dilakukan karakterisasi hasil prediksi struktur protein. Berdasarkan analisis prediksi struktur VNAR yang dimiliki, didapati 1 ikatan disulfida kanonikal untuk membentuk struktur pengikat antigen yang stabil. VNAR HB17 juga diamati memiliki karakter hidrofilik yang kuat pada permukaan protein. Oleh karena itu, dilakukan penambahan signal peptide DsbA pada N terminal VNAR HB17 sehingga protein dapat membentuk jembatan disulfida kanonikal pada periplasma bakteri. Selain itu pula ditambahkan titik restriksi EcoRI di antara signal peptide dan gen VNAR HB17 sebagai spacer sequence dan tag hexahistidin untuk purifikasi protein. Konstruk insert yang didapatkan memiliki hasil sepanjang 412 bp dengan vektor pET-28a(+) sebagai backbone vektor ekspresi. Plasmid yang sudah disintesis dikloning pada bakteri E.coli DH5?. Plasmid yang dilinearisasi memiliki ukuran ±5600 bp, hasil ini sesuai dengan prediksi desain in silico. Setelah disekuensing, fragmen DNA pengkode VNAR HB17 hasil kloning terkonfirmasi tidak mengalami mutasi. Ekspresi VNAR pada E.coli BL21(DE3) dilakukan dengan menggunakan medium 2xYT selama 4 jam pada temperatur 37°C dan diinduksi dengan IPTG pada konsentrasi 0.25 mM. Protein total lalu diisolasi dari periplasma bakteri dan dianalisis dengan SDS-PAGE. Dapat diamati ekspresi protein dengan ukuran 12-12.5 kDa yang sesuai dengan prediksi ukuran VNAR HB17. Dapat disimpulkan VNAR HB17 anti-HBsAg Chiloscyllium plagiosum dapat diekspresikan secara rekombinan pada periplasma E.coli BL21(DE3)
PENGEMBANGAN BIOPESTISIDA BERBASIS RNAI DENGAN TARGET GEN PENGKODE EFEKTOR RXLR242 UNTUK PENGENDALIAN VIRULENSI PHYTOPHTHORA CAPSICI
Phytophthora capsici merupakan patogen oomiset yang menyerang berbagai tanaman hortikultura, termasuk cabai (Capsicum annuum) yang menimbulkan penyakit dengan tingkat kerusakan yang tinggi. Virulensi P. capsici dipengaruhi salah satunya oleh protein efektor, RXLR242 yang memfasilitasi keberhasilan infeksi dengan mengganggu transportasi protein pertahanan tanaman. Upaya pengendalian melalui biopestisida berbasis aplikasi RNA pendek rantai ganda (dsRNA) untuk memicu respon RNA interference (RNAi) menjadi strategi potensial yang ramah lingkungan dan spesifik terhadap patogen. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi efektivitas dsRNA yang menarget gen RXLR242 dalam menghambat ekspresi gen tersebut. dsRNA dirancang untuk mengenali basa 1-300 pada mRNA gen RXLR242 yang mengkode domain pengikat protein inang. Fragmen cetakan dsRNA RXLR242 sepanjang 300 bp yang sudah dirangkai dengan promotor T7 pada kedua sisinya dikonstruksi ke dalam plasmid pBluescript KS II (+) dan ditransformasikan ke Escherichia coli DH5?. Fragmen tersebut kemudian diamplifikasi terspisah untuk menghasilkan cetakan transkripsi in vitro dengan arah sense-dan antisense, menghasilkan RNA rantai tunggal (ssRNA). Dilakukan proses annealing dari kedua ssRNA tersebut untuk menghasilkan dsRNA RXLR242. Sebanyak 30 ?L dsRNA (750 ng) diaplikasikan setiap 12 jam selama lima hari ke kultur aktif P. capsici. Evaluasi dilakukan melalui analisis pertumbuhan koloni serta kuantifikasi ekspresi gen target dengan RT-qPCR, mencakup isolasi RNA total, sintesis cDNA, dan amplifikasi kuantitatif berbasis SYBR Green. Hasil menunjukkan bahwa meskipun aplikasi dsRNA tidak memberikan efek signifikan terhadap penghambatan pertumbuhan koloni P. capsici dibandingkan kontrol, namun terjadi penurunan ekspresi gen RXLR242 sebagaimana ditunjukkan oleh nilai fold change dalam analisis qPCR. Detached leaf assay dilakukan untuk meninjau pengaruh aplikasi dsRNA terhadap ketahanan inang menghadapi infeksi patogen. Konsentrasi dsRNA 500 ng/30?L, 750 ng/30?L, dan 1000 ng/30?L diaplikasikan pada daun berbeda dan dilakukan analisis ekspesi gen RXLR242. Tren penurunan ekspresi dari keseluruhan konsentrasi menunjukkan bahwa mekanisme pembungkaman gen melalui RNAi dapat terjadi meskipun belum memengaruhi pertumbuhan patogen. Hasil ini menjadi dasar untuk pengembangan formulasi dengan konsentrasi dan metode aplikasi yang lebih optimal, termasuk pemanfaatan teknologi penghantaran seperti enkapsulasi atau nanopartikel, guna meningkatkan stabilitas dan efektivitas di lapangan.
MUTAGENESIS SITUS TERARAH PADA COMPLEMENTARITY DETERMINING REGION (CDR) PADA VARIAN ANTIBODI MONOKLONAL IGG REKOMBINAN TERHADAP PROTEIN SPIKE SARS-COV-2
Protein spike SARS-CoV-2 merupakan target utama bagi antibodi monoklonal (mAb) terapeutik karena perannya dalam proses infeksi virus ke sel inang. Penelitian sebelumnya telah merancang antibody library berupa fragmen variable (Fv) terhadap berbagai varian SARS-CoV-2 secara komputasional berdasarkan urutan IgA yang diisolasi dari orang Indonesia yang terpapar COVID-19, dan menghasilkan 9 kandidat urutan Fv. Salah satu urutan tersebut telah berhasil diklon ke dalam vektor plasmid antibodi IgG untuk menghasilkan plasmid AbVec IGHG1-VH1 dan AbVec IGKC-VL1. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan urutan baru dari 9 kandidat tersebut melalui mutagenesis situs terarah pada complementarity determining region (CDR) dalam kedua plasmid untuk menghasilkan varian mAb IgG rekombinan. Primer mutagenik untuk mutagenesis situs terarah dirancang berdasarkan parameter panjang primer, kandungan GC, suhu leleh (Tm), analisis struktur sekunder, serta analisis energi bebas pentamer. Dari proses tersebut diperoleh primer VH1_YP_fwd, VH1_YP_rev, VL1_S_fwd, dan VL1_S_rev yang selanjutnya digunakan untuk mutagenesis situs terarah berbasis single primer reaction in parallel (SPRIP) polymerase chain reaction (PCR) pada plasmid AbVec IGHG1-VH1 dan AbVec IGKC-VL1. Hasil sekuensing menunjukkan keberhasilan mutasi, yang menghasilkan plasmid AbVec IGHG1-VH2_YP dan AbVec IGKC-VL2_S. Plasmid yang telah mengalami mutasi ini kemudian dikotransfeksikan ke dalam sel HEK293T dan antibodi yang dihasilkan dianalisis menggunakan metode indirect enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) dengan subunit protein spike S1 sebagai antigen. Deteksi antibodi yang dihasilkan menunjukkan tingkat yang rendah, sehingga dilakukan investigasi lebih lanjut melalui eksperimen chain shuffling dengan plasmid pCAGGS-BD-604-HC dan pCAGGS-BD-604-LC yang diketahui memiliki afinitas terhadap protein spike S1. Hasil eksperimen chain shuffling menunjukkan bahwa rekombinasi dengan plasmid pCAGGS-BD-604 meningkatkan absorbansi, yang menunjukkan kemampuan pengikatan antigen yang lebih tinggi. Kesimpulannya, varian mAb IgG rekombinan yang dihasilkan dari plasmid AbVec IGHG1-VH2_YP dan AbVec IGKC-VL2_S memiliki afinitas yang rendah terhdap protein spike S1. Namun, investigasi lebih lanjut dengan protein whole spike sebagai antigen indirect ELISA, investigasi dengan varian protein spike SARS-CoV-2 lainnya serta cloning sekuens Fv ke dalam vektor pCAGGS masih dibutuhkan.
EKSPLORASI ENZIM LIPOLITIK TERMOSTABIL MELALUI PENDEKATAN URUTAN GENOM DARI BAKTERI ISOLAT LOKAL
Genom pada setiap organisme mengandung semua informasi biologis yang diperlukan untuk membangun seluruh sel, mempertahankan hidup, dan mewariskan ke keturunan selanjutnya. Teknologi Next Generation Sequencing (NGS) telah menghasilkan throughput yang tinggi dalam pengumpulan data yang cepat untuk penentuan urutan genom, epigenom, transkriptom, maupun proteome. Analisis berbasis genomik telah berhasil mengungkapkan keseluruhan urutan gen yang terdapat pada berbagai mikroorganisme. Urutan nukleotida lengkap dari genom isolat AL17 telah berhasil ditentukan. Genom isolat AL17 berukuran 3.064.463 pb yang terdiri dari 2.833 gen, 2.775 Coding Sequence (CDS), 6 gen untuk rRNA, 48 gen tRNA dan 17 pseudogen. Kandungan GC genom isolat AL 72 %. Analisis bioinformatika berbasis urutan nukleotida genom, isolat AL17 berkerabat dekat dengan Pseudoxanthomonas taiwanensis. Detail analisis dari gen-gen yang ada pada genom AL17 menunjukkan adanya sejumlah gen potensial mengkode enzim-enzim komersial antara lain hidratase, transferase, dehidrogenase, eksopeptidase dan hidrolase. Analisis lebih lanjut pada gen-gen hidrolase menunjukkan bahwa genom isolat AL17 tidak mengandung gen pengkode true lipase tetapi mempunyai sejumlah gen-gen pengkode enzim lipolitik seperti lipase/esterase bermotif GDSL (gen ITBGDSL_1) dan lisofosfolipase bermotif GDSL (gen ITBLPL_1). Gen ITBGDSL_1 dan ITBLPL_1 telah berhasil di klon. Kloning dilakukan dengan pendekatan PCR dari total genom isolat AL17. Kedua gen telah diekspresikan dalam sel Escherichia coli BL21 (DE3) dengan menggunakan vektor pET30a(+). Ekstrak kasar dari kedua protein menunjukkan aktivitas lipolitik pada substrat para-nitrophenyl asetat (pNP-C2). Urutan gen ITBGDSL_1 atau urutan asam amino dari ITBGDSL_1 tidak menunjukkan homologi tinggi dengan gen-gen atau protein GDSL yang telah terklon atau terkarakterisasi sebelumnya. Homologi tertinggi ditunjukkan oleh GDSL dari Bacillus sp., K91 dengan homologi 30 %, walaupun homologi yang tingggi oleh gen putatif (belum terklon) GDSL esterase/lipase dari Pseudoxanthomonas taiwanensis. Ekspresi heterolog dari protein dilakukan dalam Escherichia coli BL21 (DE3) dengan ukuran ± 46 kDa setelah dianalisis dengan SDS-Poliakrilamid Gel Elektroforesis (PAGE). Ekstrak kasar enzim ini masih menunjukkan aktivitas hidrolisis pada substrat para-nitrophenil asetat (pNP_C2). Aktivitas ini meningkat 6,6 kali setelah dimurnikan melalui Imobilized Affinity Chromatography (IMAC) Ni-NTA. Karakterisasi lebih lanjut menunjukkan ITBGDSL_1 memiliki aktivitas optimum pada substrat analog pNP-C2, 55 o C dan pH 8. Hasil ini telah dikonfirmasi melalui analisis penambatan molekul (docking) yang menunjukkan aktivitas optimum pada pNP-C2. ITBGDSL_1 memiliki kestabilan termal sampai 60 jam setelah inkubasi pada 55 o C. ITBGDSL_1 menyukai pelarut polar dan aktivitasnya terpengaruh dengan keberadaan ion logam. Ion logam monovalen dapat menurunkan aktivitas ITBGDSL_1 sedangkan ion logam divalen dapat menaikan aktivitasnya. Penurunan aktivitas pada ion logam divalent telah dikonfirmasi melalui analisis penambatan molekul (docking). Aktivitas ITBGDSL_1 terinhibisi dengan keberadaan senyawa kimia EDTA, PMSF dan ?-merkaptoetanol. Urutan gen ITBLPL_1 dan asam amino ITLPL_1 juga tidak menunjukkan homologi tinggi dengan gen-gen atau protein lisofosfolipase yang telah terklon atau terkarakterisasi sebelumnya. Homologi tertinggi ditunjukkan oleh lisofosfolipase dari Streptomyces sp., NA684 dengan homologi kurang dari 30 %, walaupun homologi yang tingggi oleh gen putatif (belum terklon) lisofosfolipase dari Lisobacteraceae bacterium. Ekspresi heterolog dari protein dilakukan dalam Escherichia coli BL21 (DE3) dengan ukuran ± 27 kDa setelah dianalisis dengan SDSPoliakrilamid Gel Elektroforesis (PAGE). Ekstrak kasar enzim ini menunjukkan aktivitas hidrolisis pada substrat para-nitrophenil asetat (pNP_C2). Aktivitas ini meningkat 39,2 kali setelah dimurnikan melalui Imobilized Affinity Chromatography (IMAC) Ni-NTA. Karakterisasi lebih lanjut menunjukkan ITBLPL_1 memiliki aktivitas optimum pada substrat analog pNP-C2, 55 o C dan pH 7. Hasil ini telah dikonfirmasi melalui analisis penambatan molekul (docking) yang menunjukkan aktivitas optimum ITBLPL_1 pada substrat pNP-C2. ITBLPL_1 memiliki kestabilan termal sampai 12 jam setelah inkubasi pada 55 o C. ITBLPL_1 menunjukkan penurunan aktivitas pada pelarut polar dan non-polar serta aktivitasnya terpengaruh dengan keberadaan ion logam. Ion logam monovalen dan divalen dapat menurunkan aktivitas ITBLPL_1. Penurunan aktivitas pada ion logam divalent telah dikonfirmasi melalui analisis penambatan molekul (docking). Aktivitas ITBLPL_1 terinhibisi dengan keberadaan senyawa kimia EDTA, PMSF dan ?-merkaptoetanol. Dari hasil-hasil tersebut menyarankan bahwa ITBGDSL_1 dan ITBLPL_1 merupakan enzim novel yang berpotensi untuk diterapkan sebagai biokatalis.
STUDI IN SILICO POTENSI SENYAWA METABOLIT SEKUNDER BAKTERI DAN JAMUR LAUT SEBAGAI ANTITUBERKULOSIS
Pencarian sumber senyawa obat baru sudah diperluas ke mikroorganisme laut, termasuk bakteri dan jamur, yang merupakan penghasil metabolit sekunder dan terbukti memiliki aktivitas biologis yang beragam. Salah satu upaya pencarian senyawa obat baru yang terus dilakukan adalah obat untuk antituberkulosis. Asam mikolat merupakan komponen penting pada dinding sel Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Penghambatan biosintesis asam mikolat telah terbukti efektif untuk melawan Mtb. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan skrining senyawa metabolit sekunder bakteri dan jamur laut yang berpotensi menghambat biosintesis asam mikolat dengan target enzim polyketide synthase 13 (Pks13), menggunakan metode in silico. Penghambatan enzim Pks13 dapat mengganggu biosintesis dinding sel Mtb dan melemahkan pertahanan Mtb. Senyawa metabolit sekunder diperoleh dari basis data dan dilakukan skrining berdasarkan aturan Lipinski dan prediksi toksisitas. Kemudian senyawa-senyawa tersebut dianalisis lebih lanjut menggunakan metode penambatan molekul, simulasi dinamika molekuler, dan perhitungan energi bebas ikatan menggunakan MM/PBSA. Berdasarkan stabilitas interaksi, jumlah residu penting yang terlibat, serta nilai energi bebas ikatan, CMNPD26065 dipilih sebagai kandidat senyawa metabolit sekunder terbaik. Senyawa ini menunjukkan potensi sebagai calon inhibitor Pks13 yang menjanjikan untuk pengembangan agen antituberkulosis. CMNPD26065 diketahui merupakan metabolit sekunder yang berasal dari jamur laut Neosartorya takakii.
DESAIN DAN EVALUASI LINKER PADA BIOSENSOR BERBASIS PEPTIDA UNTUK MENDETEKSI VIRUS DENGUE (DENV) DENGAN PENDEKATAN IN SILICO
Demam Berdarah Dengue (DBD) disebabkan oleh virus dengue (DENV) yang ditularkan melalui nyamuk Aedes. Dalam beberapa tahun terakhir, kasus DBD di Indonesia terus meningkat. Hal ini menekankan perlunya metode diagnostik yang lebih efisien dan efektif. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan biosensor berbasis peptida yang dapat mendeteksi biomarker NS1 dari virus dengue. Penelitian sebelumnya oleh Putri (2023), telah mendesain peptida bernama peptida Mut 11. Peptida Mut 11 memiliki afinitas tinggi terhadap protein NS1. Penelitian lanjutan bertujuan untuk melakukan imobilisasi peptida pada substrat grafena dan carbon nanotube (CNT). Peningkatan stabilitas interaksi antara peptida dan substrat dilakukan dengan menambahkan linker 1-pyrenebutanoic acid succinimidyl ester (PBSE) pada peptida. Proses penelitian mencakup pemilihan substrat, biokonjugasi peptida dengan linker, simulasi interaksi peptida dengan substrat, dan analisis kestabilan interaksi. Simulasi dinamika molekuler menggunakan perangkat lunak GROMACS. Tahapan simulasi meliputi minimisasi energi, ekuilibrasi suhu dan tekanan, serta produksi simulasi selama 10 nanosekon. Parameter yang digunakan adalah medan gaya GROMOS54a7, sistem air SPC, serta penjagaan kondisi lingkungan pada suhu 300 K dan tekanan 1 bar. Hasil simulasi menunjukkan bahwa peptida Mut 11 tidak stabil berinteraksi dengan grafena dan CNT. Setelah dilakukan penambahan linker PBSE pada peptida Mut11, interaksi peptida dengan CNT menghasilkan nilai RMSD rata-rata 2.703 ± 0.844 nm dan radius girasi rata-rata 1.211 ± 0.115 nm. Sistem peptida terkonjugasi dan CNT tersebut menjadi sistem yang paling stabil dibandingkan sistem peptida Mut 11 dan substrat. Kesimpulan dari penelitian ini adalah biokonjugasi peptida dengan linker PBSE efektif dalam meningkatkan stabilitas interaksi peptida dengan substrat CNT. Hal tersebut menunjukkan adanya potensi pengembangan dalam biosensor berbasis peptida untuk deteksi virus dengue.
DESAIN IN SILICO PEPTIDA DAN SUBSTRAT BIOSENSOR UNTUK PENGEMBANGAN BIOSENSOR PENDETEKSI VIRUS PENYAKIT MULUT DAN KUKU (PMK) SEROTIPE O
Pada tahun 2022, Indonesia mengalami wabah Penyakit Mulut dan Kuku (PMK) yang disebabkan oleh virus serotipe O, menyerang hewan berkuku belah dengan penularan tinggi dan menyebabkan kerugian ekonomi yang signifikan. Selain itu, gejala fisiologisnya yang sulit dibedakan dengan penyakit ternak lain, membuat pengembangan biosensor yang sensitif, spesifik, portabel, dan cepat menjadi solusi yang menjanjikan. Kinanthi, D. G., 2023, telah merancang bioreseptor peptida P1 secara in silico untuk mengenali virus PMK serotipe O. Namun, penelitian lebih lanjut tentang interaksi bioreseptor ini dengan substrat dan molekul penghubung diperlukan sebelum fungsionalisasi penuh dan integrasinya ke tahap manufaktur. Dalam studi ini, penambatan molekuler dilakukan dengan bioreseptor peptida P1, substrat berbasis karbon, dan 1-pyrenebutanoic acid succinimidyl ester (PBSE) sebagai molekul penghubung. Sistem yang melibatkan peptida P1, PBSE, dan substrat menghasilkan energi bebas ikatan negatif, tetapi sistem yang menggabungkan ketiganya menunjukkan nilai lebih tinggi atau positif. Interaksi optimal ditemukan melibatkan penopangan satu peptida dengan dua molekul PBSE, memastikan stabilitas tanpa mengganggu asam amino penting untuk berikatan dengan protein virus. Simulasi dinamika molekuler mengonfirmasi stabilitas peptida P1 ketika dihubungkan dengan PBSE dan berinteraksi dengan carbon nano tube (CNT). Namun, peptida kesulitan berinteraksi dengan ujung PBSE yang teraktivasi dalam kondisi netral, menunjukkan penghubungan awal peptida-PBSE diperlukan selama persiapan. Di sisi lain, sistem yang menggunakan lembar grafena sebagai substrat belum stabil, menunjukkan bahwa CNT dengan peptida P1 yang tersambung PBSE pada bagian asam amino Lisin (Lys10) adalah kandidat potensial untuk dilanjutkan dalam pengembangan biosensor terkait. Penelitian ini menekankan pentingnya penyambungan awal peptida P1 dengan PBSE, yang kemudian gugus pyrene-nya dikonfirmasi dapat berinteraksi baik untuk diimobilisasi pada permukaan CNT. Penelitian lebih lanjut juga direkomendasikan untuk optimalisasi sistem yang ada untuk perolehan konformasi akhir sistem yang lebih baik.
PERTUMBUHAN LARVA BLACK SOLDIER FLY (HERMETIA ILLUCENS) DENGAN SUBSTRAT KOTORAN AYAM DAN DARAH SAPI
Black Soldier Fly (BSF) (Hermetia illucens) adalah serangga yang dapat mengkonversi limbah organik menjadi biomassa tubuhnya. Limbah organik mengandung nutrisi yang dapat dimanfaatkan untuk pertumbuhan dan perkembangan larva BSF berupa protein, karbohidrat, lemak, dan senyawa organik lainnya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pertumbuhan larva BSF dalam mengkonversi limbah peternakan berupa kotoran ayam dan darah sapi. Terdapat lima perlakuan substrat, yaitu pakan ayam komersial (PAK) (P1) sebagai kontrol, kotoran ayam 100% (P2), kotoran ayam 90% dan darah sapi 10% (P3), kotoran ayam 85% dan darah sapi 15% (P4), dan kotoran ayam 80% dan darah sapi 20% (P5). Pengamatan dilakukan setiap tiga hari sekali selama tiga minggu terhadap waktu perkembangan, survival rate (SR), growth rate (GR), bobot akhir rata-rata larva, bobot akhir total larva, efficiency conversion of ingested feed (ECI), dan waste reduction index (WRI). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa P5 tidak berbeda nyata dengan perlakuan kontrol dalam menghasilkan survival rate (70.2 ± 8.23%) dan waste reduction index (3.99 ± 0.31%). P4 secara nyata menghasilkan growth rate (13.51 ± 1.86 mg/hari/larva) dan bobot akhir rata-rata larva BSF (0.226 ± 0.03 g/larva) yang tinggi dibandingkan dengan perlakuan kontrol. Meski demikian, perlakuan kontrol menghasilkan pertumbuhan larva BSF yang lebih cepat selama 6 – 7 hari dibandingkan dengan substrat kotoran ayam dan darah sapi. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa substrat limbah kotoran ayam sebanyak 80 – 85% dan limbah darah sapi dengan konsentrasi 15 – 20% dapat dimanfaatkan sebagai substrat pertumbuhan larva BSF untuk mendukung skema tanpa limbah (zero waste) dalam sistem pertanian berkelanjutan
KARAKTERISASI MOLEKULER KLASTER GEN CRT (CAROTENOID) PRIESTIA FLEXA JAVATRENCH DALAM BIOSINTESIS LIKOPEN SECARA IN-SILICO
Sebelumnya tim ITB telah melakukan ekspedisi di sekitar Palung Jawa pada kedalaman >1000 m di bawah permukaan laut dan berhasil mengisolasi bakteri dari air laut, yaitu Priestia flexa. Setelah dilakukan Whole Genome Sequencing, diketahui bakteri tersebut memiliki jalur metabolisme sekunder carotenoid, salah satunya likopen. Likopen merupakan senyawa carotenoid alami yang memiliki sifat antioksidan, antikanker, antiinflamasi, dan anti aging. Namun, karakterisasi dan produksi terkait biosintesis likopen pada Priestia flexa belum banyak dilakukan. Oleh karena itu penelitian ini difokuskan pada karakterisasi klaster gen Priestia flexa penghasil likopen. Metode yang digunakan secara in-silico mencakup komparasi genom menggunakan OrthoANI, NCBI, dan antiSMASH; identifikasi klaster gen dengan KEGG ontology, FGENESB, FindTerm, dan BPROM; identifikasi motif dan domain dengan MEME-Suites dan CD-Search. Hasil identifikasi menunjukkan klaster gen yang berperan dalam sintesis likopen tersebut yaitu crtINM. Klaster gen crtINM mentranskripsikan phytoene desaturase (crtI ±1.530), diapophytoene desaturase (crtN ±1.455 bp), dan phytoene synthase (crtM 837 ± bp). Klaster gen tersebut diidentifikasi memiliki peran dalam mensintesis 4,4’-diapolycopene (C30H40). Hasil karakterisasi menunjukkan adanya kekerabatan evolusioner pada CrtI dan CrtN, juga CrtM dan CrtB (homolog crtM) yang membentuk motif dan domain pada daerah lestarinya. Hasil analisis terhadap motif CrtI dan CrtN pada kelompok FAD/NAD(P)-binding domain superfamily dan CrtM menunjukkan bahwa ketiga gen tersebut merupakan pengkode protein yang termasuk ke dalam squalene/phytoene synthase family. Sementara itu, berdasarkan hasil analisis klaster gen likopen menunjukkan bahwa kelompok domain CrtI dan CrtN merupakan phytoene dehydrogenase-related protein (cl34198 superfamily) dan CrtM merupakan ERG9 (cl43455 superfamily).
PENGARUH FREKUENSI PERENDAMAN MEDIUM TERHADAP PRODUKSI BIBIT HASIL KULTUR TANAMAN PORANG (AMORPHOPHALLUS MUELLERI) DALAM BIOREAKTOR TIS RITA®
Tanaman porang (Amorphophallus muelleri) adalah sumber karbohidrat alternatif yang memiliki nilai ekonomi tinggi. Selain digunakan sebagai bahan makanan, kandungan glukomanan tinggi pada umbi porang berperan sebagai pencegahan diabetes dan kolesterol karena memiliki kandungan serat yang tinggi dan rendah kalori. Adanya berbagai manfaat yang dimiliki tanaman porang, mengakibatkan permintaan pasar terus meningkat sehingga dibutuhkan perbanyakan bibit tanaman porang secara kultur jaringan menggunakan bioreaktor TIS-RITA®. Melalui metode tersebut, maka dapat dihasilkan perbanyakan bibit tanaman porang dengan optimal dan waktu yang singkat. Adapun tujuan penelitian ini untuk menentukan pengaruh variasi frekuensi perendaman selama 2 menit setiap 6 atau 18 jam sekali dengan medium ½ MS dan hormon BAP 2 ppm selama 14 hari terhadap analisis pertumbuhan yang meliputi penentuan laju pertumbuhan relatif (RGR), peningkatan tinggi, multiplication rate, kandungan total klorofil, survival rate, dan penentuan biokonversi medium (pH, sukrosa, konduktivitas, serta kandungan C-organik, oksigen terlarut, dan kadar N), serta analisis neraca massa dari hasil kultur tanaman porang (Amorphophallus muelleri) menggunakan bioreaktor TIS-RITA®. Hasil penelitian menunjukkan bahwa eksplan tanaman porang yang direndam selama 2 menit setiap 6 jam menghasilkan nilai laju pertumbuhan relatif (RGR) sebesar 40,527 ± 2,51 mg/hari dengan penambahan biomassa sebesar 76,44%, nilai peningkatan tinggi sebesar 0,357 ± 0,08 mm/hari, multiplication rate 9 ± 0,882 jumlah tunas baru/eksplan, survival rate 100% untuk kedua variasi frekuensi perendaman, kandungan total klorofil 38,19 ± 2,802 SPAD, serta adanya konsumsi nutrisi yang optimal dengan ditandai adanya penurunan nilai pH, sukrosa, konduktivitas, serta kandungan C-organik, oksigen terlarut, dan kadar N. Efisiensi biokonversi sukrosa menjadi biomassa melalui analisis neraca massa secara aktual dan teoritik diperoleh bahwa pada frekuensi perendaman selama 2 menit setiap 6 jam lebih tinggi dibandingkan pada perendaman setiap 18 jam. Oleh karena itu, berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa penggunaan bioreaktor TIS RITA® dengan frekuensi perendaman selama 2 menit setiap 6 jam merupakan sistem produksi bibit yang baik untuk tanaman porang