Adaptasi Mikroorganisme Termofilik

Adaptasi Mikroorganisme Termofilik. Mikroorganisme termofilik telah dipelajari secara intensif dalam pengaruhnya untuk menentukan mekanisme dimana organisme ini tidak hanya bertahan, tetapi juga menyukai suhu yang lebih tinggi untuk pertumbuhannya. Secara kimia perbedaan lipid ditemukan di mikroorganisme termofilik. Organisme termofilik mengandung lipid dengan titik lebur yang lebih tinggi dari yang ditemukan pada mesofil. Komposisi membran lipid pada organisme termofilik dibedakan dengan persentase lebih tinggi (30-40%) dari asam lemak jenuh dibandingkan dengan spesies mesofilik dan psikrofilik. Psikrofilik mengandung  sekitar 90% asam lemak tak jenuh, 55% di antaranya adalah asam linolenat (Albert, 2002).

Selain enzim dan makromolekul lain di dalam sel, membran sitoplasma dari organisme termofilik dan hipertermofilik harus tahan terhadap panas.  Psikrofilik memiliki membran lipid kaya asam lemak tak jenuh, sehingga membuat membran setengah cair fungsional pada suhu rendah. Termofilik biasanya memiliki lipid kaya asam lemak jenuh. Hal tersebut memungkinkan membran untuk tetap stabil dan fungsional pada suhu tinggi. Asam lemak jenuh membentuk lingkungan hidrofobik kuat daripada asam lemak tak jenuh, yang  membantu menjelaskan stabilitas membran (Brock, 2009: 164).

Kemampuan hidup dari mikroorganisme termofilik ini berhubungan dengan struktur selnya yang memiliki kelebihan dalam beberapa hal, yaitu :

Struktur membran sel

Membran sel setiap makhluk hidup tersusun atas senyawa lipid dan protein yang disebut lipoprotein. Pada umumnya bagian lipid dari membran sel makhluk hidup dihubungkan oleh ikatan ester, sedangkan pada organisme termofilik senyawa lipid membran selnya mengandung ikatan eter yang terbentuk lewat  proses kondensasi dari gliserol atau senyawa poliol kompleks lainnya dengan alkohol isoprenoid yang mengandung 20, 25 atau 40 atom karbon (de Rossa N.,1986)

Struktur protein

Chaperonin merupakan suatu jenis protein yang merupakan jenis protein yang tidak umum dijumpai pada protein-protein fungsional lainnya di dalam sel. Protein ini berperan dalam mempertahankan kembali struktur tiga dimensi dari protein fungsional sel dari denaturasi suhu lingkungan yang bersifat ekstrim. Protein ini memiliki struktur yang tetap stabil, tahan terhadap denaturasi, dan proteolisis (Kumar and Nussinov, 2001). Protein ini dapat membantu organisme termofilik mengembalikan fungsi aktififtas enzimnya bila terdenaturasi oleh suhu yang tinggi. Chaperonin tersusun oleh molekul yang disebut chaperone, yang membentuk struktur chaperonin seperti tumpuka kue donat pada sebuah drum. Tiap cincin donat terdiri atas 7, 8 atau 9 subunit chaperone tergantung jenis organismenya. Aktivitasnya untuk dapat mempertahankan struktur protein fungsional agar tetap stabil, chaperonin membutuhkan molekul ATP (Everli and Alberto, 2000).

Struktur DNA Gyrase

DNA gyrase merupakan salah satu anggota kelompok enzim topoisomerase yang berperan dalam mengontrol topologi DNA suatu sel dan memegang peran penting dalam proses replikasi dan transkripsi DNA. Semua jenis topoisomerase dapat merelaksasikan DNA tetapi hanya DNA gyrase yang dapat mempertahankan struktur DNA tetap berbentuk supercoil (Maxwell, 1999 dalam Dessy, 2008). Enzim DNA gyrase dapat menginduksi terjadinya supercoiling positif pada molekul DNA dan mempengaruhi mekanisme perbaikan melalui pelapisan protein tertentu pada daerah yang rusak.

Organisme termofilik dan hipertermofilik menawarkan beberapa keuntungan terutama untuk proses industri dan bioteknologi, banyak yang dapat berjalan lebih cepat dan efisien pada suhu tinggi. Sebagai contoh, enzim dari termofilik dan hipertermofilik yang banyak digunakan dalam industri mikrobiologi. Enzim tersebut dapat mengkatalisis reaksi biokimia pada suhu tinggi dan biasanya atau pada umumnya lebih stabil dari pada enzim dari mesofil, sehingga memperpanjang masa simpan untuk dimurnikan pada persiapan enzim.Contoh klasik dari enzim tahan panas yang sangat penting bagi biologi adalah DNA polimerase terisolasi dari Thermus aquaticus. Kegunaan lain enzim tahan panas adalah produk tahan panas, yang juga dikenal atau sedang dikembangkan untuk aplikasi industri (Brock, 2009).