MIKROBA DI LINGKUNGAN EKSTRIM

1
MIKROBA DI LINGKUNGAN EKSTRIM
2
MIKROBA DI LINGKUNGAN TEMPERATUR TINGGI

• MIKROBA TERMOFILIK
• Organisme prokariot (bakteri, alga hijau-biru)
  lebih toleran terhadap temperatur tinggi
  dibanding eukariot
• Termofil organisme yg tumbuh pd gt55o C
• Termofil ekstrim Tumbuh di atas 75o C
• Termofil moderat temp 55 - 75o C

3

• Mayoritas mikroba termofil ekstrim Bakteri
  (heterotrof, autotrof, asidofil, alkalofil,
  aerob, anaerob)
• Contoh
• Thermus (Gram-- non-spore forming)
• Sulfolobus, Methanobacterium (autotrof)
• Kebanyakan mikroba termofil moderat Bacillus
  (Gram spore forming)
• Temperatur maksimum utk fungi lt 60o C
• Contoh Chaetomium (60o C)

4

• Untuk menentukan karakteristik umum dan mekanisme
  termofil sangat sulit
• Yang perlu diperhatikan
• Tekanan parsial Oksigen di lingk akuatik dan
• temperatur tinggi sangat rendah
• Konsentrasi O2 terlarut pd 90o C kurang dr
• 2 drpd konsentrasi O2 pd 20o C
• Temp naik, pH turun dan kelarutan berbagai
• senyawa naik

5

• Kebutuhan nutrien termofil pd temp tinggi umumnya
  lebih eksak drpd di temp rendah
• Contoh
• Bacillus coagulans (fakultatif termofil)
  memerlukan tiamin, biotin dan asam folat pd 36o
  C, sementara pd 55o C dia memerlukan histidin,
  metionin dan asam nikotinat
• Beberapa enzim tampaknya terbatas pada temperatur
  tinggi

6
Hasil studi komparatif karakteristik enzim yg
diisolasi dr termofil dan mesofil

• 1. Enzim termofilik memiliki termostabilitas
  tinggi. Mekanisme termostabilitas tampaknya
  terletak dalam arsitektur molekul enzim
• 2. Enzim termofilik juga stabil terhadap senyawa
  kimia spt agensia pendenaturasi (urea, guanidin,
  sodium dodecylsulfate/SDS, dan pelarut-pelarut
  organik)
• 3. Enzim termofilik adl sama atau sedikit beda
  dari enzim mesofilik dalam berat molekul,
  aktivitas katalitik pd temp tinggi, allosterism,
  titik isoelektrik, dan toleran asam
• 4. Struktur molekul enzim termofilik menunjukkan
  sedikit perbedaan dgn enzim mesofilik
• 5. Termostabilitas enzim termofilik diduga
  dipengaruhi, walau sedikit tapi penting, oleh
  perubahan konformasi (penyesuaian diri) kimia
  dari enzim mesofilik

7
MIKROBA BAROFILIK

• Lingk tekanan hidrostatik tinggi umumnya
  ditemukan di perairan dalam dan di pengeboran
  sumur dalam
• Di lingkungan akuatik, tekanan meningkat 1 atm
  untuk setiap 10 m kedalaman
• Pd bbrp sumur minyak bumi, tekanan mencapai 400
  atm dan temp 60 105o C
• Mikroba barofilik mikroba yg hidup di lingk dgn
  tekanan tinggi
• tekanan 400 500 atm barofilik
• tekanan 1 - lt 400 atm eurybaric / baroduric
  
• (barotolerant)

8

• Di lingk laut dalam, biomass sangat rendah,
  keperluan O2 juga rendah (3-4 ml/lt)
• Kebanyakan baroduric dicirikan oleh sifat
  psikrofiliknya
• Habitat baroduric tidak hanya terbatas pd laut
  dalam. Bakteri baroduric yg tumbuh pd 850 atm
  diisolasi dari tanah biasa.
• Pseudomonas bathycetes mampu mentoleransi
  tekanan 1.000 atm

9

• Di lingkungan laut dalam terdapat korelasi antara
  tekanan dan temperatur
• Tekanan meningkat, pertumb kisaran temp cenderung
  menghentikan keduanya ATAU pengaruh kenaikan temp
  cenderung dihilangkan oleh kenaikan tekanan
• Jadi Temp dan tekanan tampak masing2 saling
  berkompetisi dalam pengaruhnya bagi mikroba.
• Contoh Desulfovibrio dpt tumbuh pada 104o C di
  bawah 100 atm

10

• Mikroba laut dalam mentoleransi tekanan tinggi pd
  kisaran temp jauh lebih rendah dari temp pertumb
  minimum aslinya
• Aktivitas metabolisme dalam kisaran temp pertumb
  asli suatu mikroba dihambat pada tekanan tinggi,
  tetapi jika temp di bwh temp pertumb minimum,
  aktivitas ini dibebaskan dari penghambatan.

11
MIKROBA XEROFILIK

• Mikroba bakteri, yeast, fungi, alga selain
  mikroba halofilik ekstrim
• Laju pertumb mikroba xerofilik biasanya lebih
  lambat dan waktu germinasi spora lebih pendek
  drpd mikroba non-xerofilik
• Torulopsis halonitratophila yg diisolasi dr
  fermentasi kecap mrpk yeast halofilik , obligat
  pd 30o C tetapi dia juga ditemukan halotolerant
  pd 20o C
• Jadi sifat2 mikroba spt ini bervariasi dlm temp
  dan aw

12

• Dalam lingk dgn konsentrasi larutan sangat tinggi
  (aw rendah), kebanyakan mikroba non-xerotolerant
  kehilangan air dr sitoplasma, mengakibatkan
  kehancuran aktivitas celnya
• Pada mikroba halotolerant, mereka mengakumulasi
  larutan spesifik dlm selnya agar menaikkan
  konsentrasi garam di lingkungannya, dengan cara
  ini menjaga aw intraseluler sama dgn aw
  ekstraseluler

13

• Larutan spesifik intraseluler tsb memiliki dua
  fungsi 1) mengatur tekanan osmotik dalam sel 2)
  pencegahan inaktivasi enzim. Keduanya disebut
  larutan kompatibel
• Larutan kompatibel pd Saccharomyces rouxii
  gliserol dan arabitol. Sedangkan pada S.
  cerevisiae adl gliserol

14
Bakteri Halofilik Ekstrem

• Contoh bakteri halofilik ekstrem yg tumbuh dalam
  NaCl jenuh adl archaebacteria Gram--
  Halobacterium dan Halococcus. Konsentrasi NaCl
  minimum 2,5 3.0 M dan optimal 4 5 M NaCl
• Kedua bakteri di atas tidak autolisis meskipun pd
  medium dgn konsentrasi garam rendah atau dalam
  akuades. Struktur permukaan sel yang kaku dan
  tebal mengandung polisakarida dgn rasio 1/3
  sampai ½ drpd struktur
• Polisakarida tersusun dr asam uronat dari
  glukosamin dan galaktosamin, dan asam uronat
  diduga memiliki fungsi yg sama dengan asam
  muramat dalam dinding sel eubacteria