Identifikasi Gen mer A

1. AAA ATT CCT ATT GAC GGG ACT CCT GGG GAA ACC GGC ATT GTG GAG GCT
AAG TAT GCT GGG TAT CAC CGG AGG CGA GGC CCC TTC CGG GGC ACG GTC
TGT GCA CTC AGG GGG ATG GTA GCC CCC ATG TCT ACA GGT GTG GAG CGC TTC
TG TTT AGG TAG ATC GCA GTG GGC TGC TTA TAG GGA TAG CGG ACT AAG CAG
ACA C
IDENTIFIKASI GEN MER A MELALUI METODE KOMPUTASI
A. BAKTERI mer A 1
Berdasarkan hasil sekuens bakteri mer A 1 dengan hasil sebagai berikut:
Diperoleh kekerabatan melalui program BLASTX (untuk penjajaran protein melalui urutan
nukleotida) dengan presentasi kedekatan sebesar 43% dengan bakteri Streptomyces tendae
Walaupun tidak memiliki kekerabatan yang dekat, namun dapat diasumsikan bahwa struktur
protein kedua bakteri mirip. Berikut struktur 3D bakteri Streptomyces tendae
(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi#alnHdr_157835556).

2. Penjelasan Ligan.
 Na : bertindak sebagai ligan yang berfungsi sebagai kofaktor enzim
Sebelum berikatan
Ion Na akan berikatan dengan asam amino sisi aktif antara lain atom oksigen karbonil Ala266
dan Gly268 ditambah 4 molekul air, dan membentuk His262 jembatan garam dengan Glu269
dengan gambar sebagai berikut.
Na
6PC
FAD

3. Sesudah berikatan dengan ion Na (violet). (Carrell et al., 2007)
 FAD : FLAVIN-ADENINE DINUCLEOTIDE (C27 H33 N9 O15 P2)
FAD akan berikatan dengan sisi aktir berupa Trp355, Phe242, Phe244, Tyr258, Phe260 yang
merupakan golongan asam amino dengan rantai aromatik. Hal ini dapat mempengaruhi
terjadinya interaksi dengan molekul FAD (Carrell et al., 2007).
Struktur FAD FAD dalam protein

4. Gambar FAD berikatan dengan sisi aktif protein (Carrell et al., 2007)
 6PC : PYRIDINE-2-CARBOXYLIC ACID (C6 H5 N O2)
Sementara PCA akan berikatan dengan residu asam amino Trp355, Phe242, Phe244, Tyr258,
Phe260 (Carrell et al., 2007)
Interaksi Ligan
(http://www.rcsb.org/)
Bila ditinjau kembali pohon filogenetik, isolate bakteri 1 memiliki kekerabatan dengan
Pseudomonas stutzeri dengan nilai distance (D) sebesar 2,8132. Nilai D tersebut dapat mewakili
kekerabatan sehingga dapat diasumsikan bahwa bakteri 1 memiliki kekerabatan dengan
Pseudomonas stutzeri.

5.  Taxonomi Pseudomonas stutzeri
cellular organisms
Bacteria (superkingdom)
Proteobacteria (phylum)
Gammaproteobacteria (class)
Pseudomonadales (order)
Pseudomonadaceae (family)
Pseudomonas (genus)
Pseudomonas stutzeri group (species group)
Pseudomonas stutzeri subgroup (species subgroup)
Pseudomonas stutzeri (species)
 Reaksi redoks
 Metabolism pathway

6. Berdasarkan gambar reaksi dan metabolism dapat disimpulkan bahwa NADPH bertindak
sebagai sumber energy bagi bakteri, sehingga pada tahap reaksi akan melepaskan energy
untuk mengubah Hg2+ menjadi Hg0 yang volatile.
Dalam protein, NADPH akan berikatan dengan sisi aktif asam amino tertentu seperti
pada gambar (Glu190, Phe348, Phe 316, Gln315, Arg169, Val186, Phe 212, Thr267,
pro153)
Sehingga dalam protein akan terlihat seperti berikut
Struktur NADPH
Molekul NADPH
Interaksi NADPHdalamprotein

7. Sedangkan ion merkuri (Hg) akan berinteraksi dengan sisi aktif asam amino yang mengandung
gugus –SH, seperti sistein.
Interaksi Hg dengan sisi aktif asam amino sistein (Cys 464 dan Cys 465).
+ Hg
Enzimmerkuri reduktase Enzimmerkuri reduktase +Hg
Enzim merkuri reduktase + Hg (hijau)
Enzim merkuri reduktase with unknown
metal (tanpa Hg)

8. GAGAAAGCCGGATGGGGGGGGCACCCGGGGCGGCAGCGCGGGTTGAGCAGGGCAATGGTGGTGCTG
GCTGTCGTGGGAGGGGAGTCCCCCTCCCGAAGCGCGTTCACGGGCACTAACCTAGAATGACAATCCCC
ACCCCTAACAATGCCGCACAGCTTTTGAGTCCGGAAGCTTAGACTGTGAAGGCTACGCGAGCGTAATGA
GTGAGCTAACA
B. BAKTERI mer A 2
Berdasarkan hasil sekuensing, isolate bombana 2 memiliki urutan nukleotida sebagai berikut.
Urutan nukleotida ini kemudian di olah kedalam software MEGA 5.1 untuk melihat kekerabatan
bakteri dengan database yang sudah ada melalui pohon filogenetik.
Berdasarkan pohon filogenetik, isolate bombana 2 memiliki kekerabatan yang cukup dekat
dengan Pseudomonas aeruginosa dengan nilai D (jarak) sebesar 1,3857. Nilai D merupakan
indicator kekerabatan suatu mikroorganisme satu dengan yang lainnya, semakin rendah nilai D
maka semakin dekat pula kekerabatan antar bakteri tersebut, begitu pun sebaliknya. Hal ini
berbeda dengan hasil yang sebelumnya bahwa isolate bombana 2 memiliki kedekatan dengan
bakteri Streptomyces coelicolor A3 dengan nilai D sebesar 1,9604. Ini memberikan keterangan
bahwa isolate bombana 2 lebih dekat dengan bakteri Pseudomonas aeruginosa.
Hal ini dibuktikan juga pada hasil blastN di NCBI bahwa isolate bombana 2 memiliki
kekerabatan dengan bakteri Pseudomonas aeruginosa dengan presentasi kedekatan 29-57%.

10. Berdasarkan hasil penjajaran BlastN dan pohon filogenetik, dapat diasumsikan bahwa isolate
bombana 2 memiliki kedekatan dengan bakteri Pseudomonas aeruginosa.
 Taksonomi Pseudomonas aeruginosa
 Metabolism merkuri dalam bakteri
o Sistem detoksifikasi merkuri oleh sel bakteri yang paling umum adalah sistem
terinduksi (inducible system) yang melibatkan dua macam enzim yaitu merkuri
reduktase (EC.1.161.1) dan organomerkuri liase (EC.4.99.1.2.)serta satu sistem
pengangkutan Hg2+. Ketiganya dikode oleh gen-gen yang terdapat pada plasmid dan
transposon. Enzim merkuri reduktase merupakan enzim yang bertanggung jawab
terhadap reduksi Hg2+menjadi Hg0. Sedangkan enzim organomerkuri liase bekerja
dengan memutuskan ikatan karbon-merkuri seperti pada senyawa metil (CH3Hg+) dan
senyawa etil (C6H5Hg+) menjadi senyawa Hg2+ yang kemudian direduksi oleh enzim
merkuri reduktase menjadi Hg0(Prasetyawati, 2009).

11. o Enzim merkuri reduktase mengandung residu sistein yang aktif melakukan reduksi
oksidasi merkuri pada sisi aktifnya yang melibatkan pemindahan elektron dari NADH
ke FAD, kemudian ke sisi aktif disulfida dan pada akhirnya ke Hg2+yang terkhelat
(William dan Silver dalam Prasetyawati, 2009).
 Karakter enzim merkuri reduktase
1. Reaksi
2. Molekul 3D enzim merkuri reduktase
3. Ligan-ligan
o 2,4,6-trinitrobenzenasulfonat + NADPH
FAD
NADH
Hg2+
Hg2+
Enzim merkuri reduktase Enzim merkuri reduktase

12. o NADPH
NADPH melekat pada asam-asam amino Phe212, Thr267, Pro153, Arg269, Val189, Phe316,
Phe348.
NADPH in enzyme
NADPH

13. o FAD
FAD melekat pada asam-asam amino Ala117, Asp309, Ala15,Val317, Thr41, Glu34, Cys47,
Lys51.
FAD
FAD in enzim

14. o SO4
4. Kofaktor dan Senyawa activator
a. NADPH dan FAD
NADPH merupakan substrat alami yang dimiliki oleh enzim merkuri reduktase.
Dimana NADPH berperan sebagai sumber energy yang dilepaskan ketika enzim
mengikat logam. Sedangkan Flavin Adenin Dinukleotida (FAD) merupakan
Gugus prostetik yang terikat pada enzim dan sukar terlepas dari enzimnya. FAD
berperan dalam mediasi transfer electron antara NADPH dengan Hg2+.
Skema hipotetis untuk reaksi antara merkuri
reduktase dan piridin nukleotida.
Molekul
Sulfat
Molekul Sulfat berikatan
denganasam-asamamino
Ser275 dan Arg35

15. b. Sistein
Sistein berperan dalam pengikatan logam merkuri dalam enzim merkuri
reduktase. Sehingga, bila sistein ditambahkan kedalam enzim merkuri reduktase,
maka laku reaksi pengikatan Hg akan meningkat pula. Hal ini didukung melalui
penelitian yang dilakukan Sandstrom dan Lindskog (1987) dimana pada
konsentrasi sistein 1 mM, 30 menit preincubation, tingkat awal relatif 121%, dan
setelah dinaikkan konsentrasi sistein menjadi 30 mM, 30 menit preincubation,
tingkat awal relatif menjadi 200%.
5. Inhibitor
6. Konstanta kinetika