Ralstonia eutropha

Ralstonia eutropha
Klasifikasi ilmiah
Kerajaan:
Bacteria
Filum:
Proteobacteria
Ordo:
Burkholderiales
Famili:
Burkholderiaceae
Genus:
Cupriavidus
Spesies:
C. necator, (dahulu) R. eutropha
Nama binomial
Cupriavidus necator, (dahulu) Ralstonia eutropha
Makkar and Casida, 1987

Ralstonia eutropha (disingkat R. eutropha), yang kini dikenal sebagai Cupriavidus necator, adalah sebuah bakteri Gram negatif yang tergolong dalam kelas beta-proteobacteria.[1] Bakteri ini merupakan organisme model untuk mempelajari metabolisme polihidroksi alkanoat.[2]

Deskripsi dan Taksonomi

R. eutropha termasuk dalam kelas betaproteobacteria dan telah beberapa kali mengalami pergantian nama.[3] Pada awalnya R. eutropha disebut sebagai Alcaligenes eutrophus, kini bakteri tersebut ditetapkan dengan nama Cupriavidus necator.[3]

R. eutropha merupakan bakteri Gram negatif berbentuk batang dengan flagella yang berbentuk peritrikus.[1] R. eutropha mempunyai aktivitas katalase dan oksidase.[1] Bakteri ini tahan terhadap berbagai ion logam dan mampu menggunakan beberapa asam amino sebagai sumber karbon dan nitrogen tunggal. Konten basa Guanin dan Sitosin pada bakteri dalam genus Cupriavidus adallah sekitar 63 sampai 69 mol%.[1] R. eutropha adalah jenis bakteri yang umum ditemukan di tanah.[1]

Kemampuan Metabolisme

R. eutropha adalah termasuk bakteri litoautotrof yang mampu mengoksidasi gas hidrogen.[4] Bakteri ini dapat hidup sebagai autotrof maupun heterotrof.[4] Oleh bakteri ini, baik gas hidrogen maupun molekul organik dapat digunakan sebagai sumber energi.[4] Sebagai autotrof, bakteri ini dapat mengikat karbon dioksida melalui jalur pentosa-fosfat, dan sebagai heterotrof, molekul organik dapat dilebur melalui siklus Krebs.[5] Terlebih lagi, R. eutropha memiliki kemampuan untuk memecah senyawa aromatik, hal ini memberikan potensi kepada R. eutropha dalam aplikasi bioremediasi.[6] Terlebih lagi, untuk mempelajari metabolisme R. eutropha secara mendalam, genom R. eutropha galur H16 telah diurutkan (di-Sequence) secara menyeluruh.[4] Ukuran genom bakteri tersebut adalah sebesar 7.4 juta pasang basa.[4] Genom terdiri dari dua kromosom dan satu megaplasmid.[4]

Aplikasi

Produksi PHA

R. eutropha diketahui mampu mengakumulasi polihidroksi alkanoat (PHA), senyawa hidrokarbon yang dapat dimanfaatkan sebagai bioplasik.[butuh rujukan] PHA dikumpulkan oleh R. eutropha di dalam sel ketika sumber karbon berlebih sementara sumber nitrogen atau fosfat terbatas.[2] Bakteri ini mampu menghasilkan PHA dengan produktivitas yang mencapai 80% dari bobot sel keringnya.[2] Bakteri ini digunakan sebagai organisme model untuk mempelajari biosintesis PHA karena bakteri tersebut mudah dimanipulasi secara genetika.[2]

Bakteri R. eutropha terbilang relevan dalam industri PHA dan bioproduk lainnya karena memiliki sifat-sifat berikut:

  • Dapat direkayasa genetika. Hal ini mempermudah mencari galur unggul produksi bioproduk[2]
  • Mampu mengggunakan berbagai sumber karbon dalam jangkauan yang luas. R. eutropha mampu menggunakan substrat karbon yang relatif murah untuk produksi bioproduk, sehingga ongkos produksi dapat ditekan[2]
  • Memiliki metabolisme penyimpanan karbon yang kuat, dapat mengakumulasi PHA dalam kemurniann dan produktivitas yang tinggi di dalam sel[2]
  • Bersifat autorof, sehingga dapat mengikat karbon dioksida untuk produksi berbagai bioproduk[2]
  • Tidak patogen, sehingga meningkatkan keamanan pekerja[2]
  • Relatif tahan terhadap beberapa materi beracun, termasuk karbon monoksida[2]

Bioremediasi

Selain untuk memproduksi PHA, R.eutropha mempunyai aplikasi bioteknologi yang luas.[7][8] Bakteri ini dikenal mampu mendegradasi berbagai senyawa aromatik, sehingga aplikasinya dalam bidang bioremediasi dapat dipertimbangkan.[7] Selain senyawa aromatik, R. eutropha juga pernah dilaporkan mampu mendegradasi senyawa polutan lain seperti formaldehida dan etanatiol.[8][9]

Produksi Bioproduk Lainnya

R.eutropha juga dikenal secara alami mampu memproduksi enzim yang mempunyai aplikasi industri seperti esterase dan lipase.[10][11] Lebih jauh lagi, rekayasa genetika pada bakteri ini dapat dilakukan untuk menghasilkan berbagai produk yang memiliki nilai tambah.[11] R.eutropha telah berhasil direkayasa untuk produksi isobutanol.[11] R.eutropha juga telah direkayasa hingga mampu memproduksi produksi vanilin yang berperan dalam memperkaya rasa pada produk makanan.[2] Rekayasa genetika R.eutropha untuk produksi asam metilsitrat untuk industri farmasi juga pernah dilaporkan.[12]

Referensi

  1. ^ a b c d e (Inggris) Vandamme P, Coenye T. (2004). "Taxonomy of the genus Cupriavidus: a tale of lost and found". International journal of systematic and evolutionary microbiology. 54 (6): 2285–2289. doi:10.1099/ijs.0.63247-0. Diakses tanggal 6 April 2014. 
  2. ^ a b c d e f g h i j k (Inggris) Brigham CJ, Zhila N, Shishatskaya E, Volova TG, Sinskey AJ. 2012. Chapter 17: Manipulation of Ralstonia eutropha Carbon Storage Pathways to Produce Useful Bio-Based Products. Di Dalam: Wang X, Chen J Quinn PJ. 2012. Reprogramming Microbial Metabolic Pathways. Dordrecht: Springer.
  3. ^ a b (Inggris) Ramos JL, Levesque LC. (2006). Pseudomonas: Volume 4: Molecular Biology of Emerging Issues. Springer. ISBN 0-306-48378-5, 9780306483783. 
  4. ^ a b c d e f (Inggris) Pohlmann A; et al. (2006). "Genome sequence of the bioplastic-producing "Knallgas" bacterium Ralstonia eutropha H16". Nature biotechnology. 24 (10): 1257–1262. doi:10.1038/nbt1244. Diakses tanggal 6 April 2014. 
  5. ^ (Inggris) Cramm R (2009). "Genomic view of energy metabolism in Ralstonia eutropha H16". Journal of molecular microbiology and biotechnology. 16 (1-2): 38–52. doi:10.1159/000142893. Diakses tanggal 6 April 2014. 
  6. ^ (Inggris) Lykidis A; et al. (2010). "The complete multipartite genome sequence of Cupriavidus necator JMP134, a versatile pollutant degrader". PloS one. 5 (3): e9729. doi:10.1371/journal.pone.0009729. Diakses tanggal 6 April 2014. 
  7. ^ a b (Inggris) Park JM, Kim TY, Lee SY. 2011. Genome-scale reconstruction and in silico analysis of Ralstonia eutropha H16 for polyhydroxyalkanoate synthesis, lithoautothrophic growth, and 2-methyl citric acid production. BMC System Biol 5: DOI: 101-113.10.1186/1752-0509-5-101
  8. ^ a b (Inggris)Sedighi M, Vahabzadeh F, Morteza F, Naderifar A. 2013. Ethanatiol degradation by Ralstonia eutropha. Biotech Bioprocess Eng 18: 827-833.
  9. ^ (Inggris)Habibi A, Vahabzadeh F. 2012. Degradation of formaldehide in packed-bed immobilized Ralstonia eutropha. Biotechnol Bioprocess Eng 18: 455-464.doi:10.1007/s12257-012-0200-5
  10. ^ (Inggris)Song S, Hein S, Steinbuchel A. 2000. Cloning, nucleotide sequence and primary biochemical characterization of esterase EstA from Ralstonia eutropha CH34. Biotechnol let 22: 444-449.
  11. ^ a b c (Inggris) Lu J, Bringham CJ, Rha C, Sinskey AJ. 2013 Characterization of extracellular lipase and its chaperone from Ralstonia eutropha H16. Appl Microbiol Biotechnol 97: 2443-2454.doi:10.1007/s00253-012-4115-z
  12. ^ (Inggris) Ewerwing C, Heuser F, Benolken JK, Bramer CO, Steinbuchel A. 2006. Metabolic engineering of strains of Ralstonia eutropha and Pseudomonas putida for biotechnological production of 2-methylcitric acid. Metab Eng 8: 587-602.

Pranala luar