STUDI PENDAHULUAN

GEN PENGKODE LUMBROKINASE DARI CACING TANAH

Lumbricus rubellus

TESIS

Karya tulis sebagai salah satu syarat

Untuk memperoleh gelar Magster Dari Institut Teknologi Bandung

Oleh :

INDIRA LANTI KAYAPUTRI NIM : 20505003

Program Studi Kimia

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2008

STUDI PENDAHULUAN

GEN PENGKODE LUMBROKINASE DARI CACING TANAH

Lumbricus rubellus

Oleh :

Indira Lanti Kayaputri NIM : 20505003

Program Studi Kimia

Institut Teknologi Bandung

Bandung, Tanggal.................

Mengetahui / Menyetujui,

Pembimbing I, Pembimbing II,

Zeily Nurachman D.Sc Dr. Dessy Natalia

NIP. 131 835 236 NIP. 131 923 763

Surat Pernyataan Pelimpahan Hak Cipta dan Keaslian Karya Tulis

Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Indira Lanti K

NIM : 20505003

Menyatakan bahwa Penulis Tesis dengan judul:

Studi Pendahuluan Gen Pengkode Lumbrokinase Dari Cacing Tanah

Lumbricus rubellus

Di bawah bimbingan Zeily Nurachman D.Sc dan Dr. Dessy Natalia.

Adalah benar-benar tesis tersebut hasil karya tulis berdasarkan data eksperimen

perhitungan/permodelan Penulis selama melakukan Tugas Akhir Magister di

Program Studi Kimia ITB.

Bandung, 6 Mei 2008

Indira Lanti K

i

ABSTRAK

STUDI PENDAHULUAN GEN PENGODE LUMBROKINASE DARI CACING TANAH

Lumbricus rubellus

Oleh

Indira Lanti Kayaputri

20505003 Cacing tanah Lumbricus rubellus (Red Word) sejak zaman dahulu banyak

digunakan sebagai obat tradisional untuk mengobati stroke. Lumbrokinase yang

diproduksi oleh cacing tanah spesies L. rubellus memiliki aktifitas fibrinolitik.

Lumbrokinase terbagi menjadi enam kelompok, yaitu F-III-2, F-III-1, F-II, F-I-2,

F-I-1, and F-I-0. Enzim yang memiliki aktivitas fibrinolitik dengan aktivitas mirip

protease serin, yaitu kelompok F-III. Adapun karakterisitik dari enzim ini, yaitu

stabil pada suhu 60oC dan memiliki rentang pH antara 2 dan 11.

Cacing tanah spesies L. rubellus sangat bermanfaat bagi manusia. Namun perlu

diperhatikan pula, jumlah produksi lumbrokinase dari setiap ekor cacing tanah

sangat terbatas, sehingga diperlukan teknik khusus untuk meningkatkan jumlah

produksi lumbrokinase, seperti teknik DNA rekombinan.

Tujuan dari penelitian ini, adalah untuk mengisolasi gen lumbrokinase dari L.

rubellus galur lokal untuk ditentukan urutan nukleotidanya. Dalam penelitian ini,

telah diisolasi RNA total, mRNA, dan DNA kromosom dari L rubellus galur

lokal. Kemudian, DNA dan RNA yang dihasilkan digunakan sebagai templat

dalam proses PCR dan RT-PCR sehingga dapat dihasilkan DNA dan cDNA yang

mengode gen lumbrokinase.

Primer yang digunakan merupakan hasil perancangan dengan menggunakan

urutan nukleotida yang telah dipublikasikan dengan nomor akses AF304199,

ABO45719, dan ABO45720 yang diperoleh dari Gene Bank. Program yang

digunakan pada perancangan primer, yaitu Clustal X, DNA Star, dan Gene Doc

program Primer Select serta Edit Seq.

Proses amplifikasi menggunakan metode PCR dan RT-PCR menghasilkan

fragmen DNA berukuran sekitar 300 pb. Hasil produk amplifikasi yang

diharapkan, yaitu sekitar 500 sampai 800 pb. Elektroforegram urutan nukleotida

menunjukkan bahwa produk PCR merupakan campuran fragmen DNA. Hasil ini

menunjukkan bahwa rancangan primer tidak menempel secara spesifik pada gen

target lumbrokinase. Pada masa yang akan datang, sangat diperlukan perancangan

degenerate primer berdasarkan residu asam amino dari lumbrokinase yang

diperoleh dari L. rubellus galur lokal.

Kata kunci: Lumbricus rubellus, lumbrokinase, mRNA, DNA kromosom, RT-

PCR, PCR

ii

ABSTRACT

PRELIMINARY STUDY OF

LUMBROKINASE GENE FROM EARTHWORM Lumbricus rubellus

By

Indira Lanti Kayaputri 20505003

Earthworm Lumbricus rubellus (Red Worm) has been used as a traditional

medicine for combating stroke. Lumbrokinase produced by earthworm species of

L. rubellus shows fibrinolytic activity. Lumbrokinase consists of 6 (six) cluster,

which are defined as F-III-2, F-III-1, F-II, F-I-2, F-I-1, and F-I-0. The enzyme

possessing serine-like-protease activity is F-III cluster. The F-III cluster are stable

at 60oC and has wide range of pH between 2 and 11.

Earthworm species of L. rubellus is very useful for human being. However it

should be noticed that the amount of lumbrokinase produced from each worm is

very limited, hence special technique for increasing the amount of protein, such as

recombinant DNA technique, is required.

The aim of the research was to isolate lumbrokinase gene from local L. rubellus

and to determine its nucleotide sequence. Total RNA, mRNA, and chromosomal

DNA of L. rubellus have been isolated. The resulted DNA and RNA were the

used as templates in PCR and RT-PCR process to produce DNA and cDNA

coding lumbrokinase gene.

The primers used were designed based on published sequences with accession

numbers of AF304199, ABO45719, and ABO45720 obtained from Gene Bank.

Clustal X, DNA Star, and Gene Doc program Primer Select, Edit Seq, and

Seqman, were used in the primer design.

Amplification process using PCR and RT-PCR methods produced DNA

fragments with the size of about 300 bp. The expected size of the amplified

product was between 500 and 800 bp. Electrophoregram of nucleotide sequencing

analysis showed that the PCR products were a mixture of DNA fragments. These

results indicate that the designed primers could not bind specifically to the

targeted lumbrokinase gene. In the future it is necessary to design a degenerate

primer based on amino acid residues of lumbrokinase purified from local L.

rubellus.

Keywords : Lumbricus rubellus, lumbrokinase, mRNA, chromosomal DNA, RT-

PCR, PCR

iii

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut

Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta

ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut

Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi

pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus

disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya.

Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin

Dekan Sekolah Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.

iv

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Illahi, atas berkat rahmat dan

karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul Isolasi dan

Penentuan urutan Gen Pengode Lumbrokinase dari Cacing Tanah Lumbricus

rubellus, sebagai syarat dalam meraih gelar Magister dari Institut Teknologi

Bandung.

Ucapan terima kasih disampaikan kepada Bapak Zeily Nurachman D.Sc, atas

segala bimbingan dan masukkannya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

penelitian ini.

Kepada Ibu Dr. Dessy Natalia, sebagai Ketua Program Studi Magister Kimia

Institut Teknologi Bandung yang telah memberikan waktu untuk penulis, juga atas

segala bimbingan dan masukannya.

Ucapan terima kasih juga disampaikan sebesar-besarnya kepada:

1. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Dr. Akhmaloka

sekaligus sebagai Dosen Wali penulis pada semester 1 dan 2, atas segala

bimbingannya.

2. Ketua Program Studi S1 Kimia Institut Teknologi Bandung Dr. Indra

Noviandri.

3. Seluruh staf pengajar Program Studi Kimia Institut Teknologi Bandung, atas

segala bimbingannya dan masukannya.

4. Bu Sony, Bu Tini, Pak Handi, Pak Wandi, dan Pak Aep, serta seluruh staf

administrasi Program Studi Institut Teknologi Bandung

5. Bapak Dwi Cipto B M.Si dan Bapak Hermawan M.Si, sebagai dosen penulis

ketika menempuh kuliah di jurusan Teknologi Hasil Ternak Fakultas

Peternakan Universitas Padjadjaran

6. Pak Yayat, Pak Edi, Pak Dadan, dan Bu Eshar atas segala bantuannya.

7. Papa, Mama, dan adik-adik tercinta atas doa, semangat, dan dukungannya.

v

8. Teman-teman Magister Kimia Angkatan 2005, terima kasih buat

kebersamaannya.

9. Teman-teman seperguruan. Dyah, Mba Dini, Frisda, Anggi, Dian, Syifa, Edo,

Iman, Ferra.

10. Elfira, Puti, dan Anton, teman seperjuangan Biokimia 2005.

11. Dwita, Rina, Teh Neneng, Tina, Uciek, terima kasih selalu menemani saat

suka duka di laboratorium.

12. Teman-teman laboratorium Biokimia, Bu Prima, Bu, Hira, Bu Fernita, Bu Ati,

Bu Lulus, Bu Heni, Bu Puspa, Bu Vera, Bu Santi, Pak Savante, Pak Tanto,

Pak Purkan, Muchtar, Tunjung, Bambang, Dea, Mira, Sisi, Keni, Ana, Iman,

Belinda, Septin, Edu, Ogi, Ryan.

13. Anitya, Atin, Danang, Ela, Lusy, dan Adhitya. Terima kasih buat dukungan

dan semangatnya.

Beribu terima kasih, penulis ucapkan atas segala masukan, dukungan, semangat,

dan bantuannya, sungguh merupakan sesuatu yang tak ternilai.

Mohon maaf apabila tidak disebutkan satu - persatu karena keterbatasan tempat.

Namun sekali lagi penulis ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya, semoga

mendapat balasan yang setimpal dari Allah SWT.

Bandung, Mei 2008

Hormat,

Penulis

vi