PERBANDINGAN GENOMIK Lactobacillus casei AP DAN Lactobacillus plantarum DR131 DENGAN PENEKANAN PADA JALUR BIOSINTESIS ASAM BUTIRAT

ADITYA LUTFE ARIANI, Widodo, S.P., M.Sc., Ph.D.; Dr. Ir. Donny Widianto

2020 | Tesis | MAGISTER BIOTEKNOLOGI

Kemampuan strain Bakteri Asam Laktat (BAL) dalam menghasilkan asam butirat memenuhi kriteria probiotik dalam aspek produksi dan menambah nilai efficacy dari produk fermentasi. Dua strain BAL, Lactobacillus casei AP dan Lactobacillus plantarum DR131 secara eksperimental dapat menghasilkan butirat. Namun, gen dan jalur metabolisme yang relevan dengan proses ini masih belum diketahui. Pada penelitian ini, seluruh genom L. casei AP dan L. plantarum DR131 berhasil diurutkan dengan ukuran genom masing-masing 2.950.000 bp dan 4.440.000. Jumlah coding gene yang diprediksi masing-masing 2.870 dan 3.069. Anotasi komprehensif dilakukan untuk gen L. casei AP dan L. plantarum DR131 dengan genom strain L. casei dan L. plantarum lainnya. Diantara gen sintesis butirat, teridentifiksi gen terminal butirat kinase (buk) dan phosphate butyryl transferase (ptb), meskipun hanya di L. casei AP. Berdasarkan hasil tersebut, L. casei AP menggunakan jalur butanoat melalui konversi butyrate kinase sebagai jalur utama dalam sintesis asam butirat, sedangkan L. plantarum DR131 menggunakan jalur asam lemak. Fitur genomik dan anotasi gen dari L. casei AP dan L. plantarum DR131 yang disediakan oleh penelitian ini dapat memandu penelitian eksperimental menuju pilihan kombinasi terbaik antara mikroorganisme dan substrat untuk mengoptimalkan produksi asam butirat. Kata kunci: Asam butirat, genomik, bakteri asam laktat (BAL)

The ability of Lactic Acid Bacteria (LAB) strains to produce butyric acid fulfills the probiotic criteria in the production aspect and increase of the efficacy of fermented products. Two strains of LAB, Lactobacillus casei AP and Lactobacillus plantarum DR131 can experimentally produce butyrate. However, the genes and metabolic pathways relevant to this process remain unknown. In this study, the whole genomes of L. casei AP and L. plantarum DR131 were sequenced with genome sizes of 2,950,000 bp and 4,440,000 bp, respectively. The predicted number of coding genes is 2,870 and 3,069, respectively. Comprehensive annotation was carried out for L. casei AP and L. plantarum DR131 genes with the genomes of other L. casei and L. plantarum strains. Among the butyric acid synthase genes, we identified the terminal genes buk (buyrate kinase) and ptb (phosphate butyryl transferase), albeit only in L. casei AP. Thus, L. casei AP employs the butanoate pathway as the main pathway in the synthesis of butyric acid, while L. plantarum DR131 employs the fatty acid pathway. The genomic features and gene annotations of L. casei AP and L. plantarum DR131 provided by this study can guide experimental research towards the choice of the best combination of microorganisms and substrates to optimize butyric acid production. Keywords: Butyric acid, genomic, lactic acid bacteria (LAB)

Kata Kunci : Asam butirat, genomik, bakteri asam laktat (BAL)