Metabolisme Bakteri

Metabolisme Bakteri

Adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam sel untuk kelangsungan hidup sel tersebut. Fungsi metabolisme yaitu untuk menyintesis unit pembangun biokimiawi (protein, asam nukleat, polisakarida, lipid), menghasilkan sumber energi metabolik.

Metabolisme dibagi menjadi dua, yaitu :

1. Anabolisme : sintesis molekul komplek dari molekul sederhana yang membutuhkan energi untuk reaksinya.
2. Katabolisme : perombakan molekul komplek menjadi molekul sederhana yang menghasilkan energi dari reaksinya.

Anabolisme oleh bakteri meliputi :

• Sintesis karbohidrat

1. Mikroorganisme autotrof mampu memfiksasi CO2 dalam siklus calvin menjadi karbohidrat. Tiap 6 kali siklus calvin, 6 molekul CO2 terfiksasi dan dihasilkan satu molekul glukosa.
2. Mikroorganisme heterotrof harus disediakan senyawa organik seperti glukosa sebagai sumber karbon. Glukosa dapat diubah menjadi berbagai bentuk monosakarida lain sebagai struktur bangunan senyawa polisakarida.

• Sintesis protein

Ratusan macam protein dapat disintesis sesuai blue print rancangannya. Blue printnya adalah segmen nukleotida dalam DNA. Gen (segmen nukleotida) harus terlebih dahulu disalin menjadi RNA.

• Sintesis lipid

Permulaan reaksi diperlukan pengaktifan asam lemak dengan CoA dan sebagai hasilnya adalah gliserol dan asetil CoA.

Katabolisme oleh bakteri meliputi :

• Fermentasi karbohidrat

Dapat diamati pada media KIA, MR/VP, Gula-Gula

Reaksi + : kuman yang memfermentasi glukosa atau laktosa akan menghasilkan asam. Kondisi asam ini akan mengubah indicator fenol merah menjadi kuning. Hasil akhir fermentasi karbohidrat antara lain :

Jenis Fermentasi : Hemolactat

Produk yang dihasilkan : Asam laktat

Contoh bakteri : Streptococcus, Lactobacillus, Bacillus

Jenis Fermentasi : Alchololic

Produk yang dihasilkan : Etil alkohol & CO2

Contoh bakteri : Saccharomyces

Jenis Fermentasi : Propionic

Produk yang dihasilkan : As.propionat, as. Asetat & CO2

Contoh bakteri : Propionibacterium

Jenis Fermentasi : Mixed Acid

Produk yang dihasilkan : As. Asetat, as.suksinat, etil alkohol,CO2& H2O

Contoh bakteri : Escherichia coli, dan beberapa Enterobacteriaceae

Jenis Fermentasi : Butanediol

Produk yang dihasilkan : Butylene glikol & CO2

Contoh bakteri : Non-Enterobacteriaceae

Jenis Fermentasi : Butyric

Produk yang dihasilkan : As.butirat, isopropil alk., etil alk, CO2

Contoh bakteri : Clostridium

• Katabolisme bakeri pada media SIM

Sulfid/ H2S

Reaksi + : Pembentukan H2S positif ditandai dengan adanya endapan berwarna hitam, endapan ini terbentuk karena bakteri mampu mendesulfurasi asam amino oleh enzim desulfurase yang akan menghasilkan H2S, dan H2S akan bereaksi dengan Fe++ yang terdapat pada media dan menghasilkan senyawa FeS yang berwarna hitam dan tidak larut air.

Indol

Reaksi + : Pambentukan Indol ditandai dengan cincin warna merah di permukaan media setelah penambahan reagen Erlich Kovac. Kuman indol positif akan memecah asam amino triptofan oleh enzim triptofanase menjadi indol dan asam piruvat. Indol akan bereaksi dengan reagen dan menghasilkan warna merah. Kuman dengan indol positif menunjukkan bahwa kuman tersebut memakai triptofan sebagi salah satu sumber karbon.

• Katabolisme bakteri pada media Urea

Reaksi + : Kuman akan mengubah urea menjadi 2 molekul ammonia dan CO oleh enzim urease melalui reaksi hidrolisa. Amonia dilepaskan ke dalam medium akan menaikan pH. Bila pH menjadi makin tinggi (basa) maka fenol red akan berubah warna dari kuning menjadi merah keunguan.

• Katabolisme bakeri pada media Citrat

Reaksi + : ditunjukkan dengan berubahnya warna media dari hijau ke biru. Kuman dengan citrate + menunjukkan bahwa kuman tersebut memiliki enzim sitrat permiase yang mampu membawa trinatrium sitrat ke dalam sel dan menguraikannya. Bila senyawa ini dapat diuraikan maka amonium dihidrogenfosfat turut teruraikan dan akan melepaskan OH- sehingga menyebabkan medium menjadi alkalis. Indicator bromotimol blue dalam media berubah warna dari hijau ke biru akibat reaksi alkalis.

Pada media citrate terkadang pertumbuhan kuman tidak tampak atau bahkan tidak ada pertumbuhan. Hal ini dikarenakan pada medium ini hanya disediakan citrate sebagai satu-satunya sumber karbon. Sehingga pada awal pertumbuhan (fase lag) bakteri tidak mempunyai nutrisi yang cukup untuk melajutkan pertumbuhannya ke fase eksponensial/ logaritmik, dan langsung masuk ke dalam fase stasioner. Ataupun jika bakteri mampu menggunakan citrate sebagai sumber karbonnya, bakteri dapat melewati fase lag, namun tidak dapat tumbuh optimum pada fase logaritmik (nutrisi yang kurang), sehingga pertumbuhan tidak optimum.

• Katabolisme bakteri pada media PAD

Reaksi + : kuman yang menghasilkan enzim fenil alanin deaminase akan mengubah fenil alanin menjadi asam fenil piruvat dengan reaksi deaminasi. Aktivasi enzim deaminase ini menghasilkan suasana basa yang dengan penambahan FeCl3 menyebabkan warna menjadi hijau. Atau asam fenil piruvat akan bereaksi dengan FeCl3 membentuk warna hijau.

• Perombakan amilum oleh bakteri

Dapat diamati pada uji amilolitik. Amilum adalah senyawa yang memiliki berat molekul tinggi, terdiri atas polimer glukosa yang bercabang-cabang yang diikat dengan ikatan glikosidik. Degradasi amilum membutuhkan enzim amilase yang akan memecah/menghidrolisis menjadi polisakarida yang lebih pendek (dextrin), dan selanjutnya menjadi maltosa. Hidrolisis akhir maltosa menghasilkan glukosa terlarut yang dapat ditransport masuk ke dalam sel. Indikator yang dipakai pada uji amilolitik adalah iodine. Amilum akan bereaksi dengan iodine membentuk warna biru hitam yang terlihat pada media.

Prosedur di bawah ini menunjukkan aktivitas amilase. NA yang tersuspensi pati digunakan sebagai media. Indikator yang dipakai adalah iodine. Amilum akan bereaksi dengan iodine membentuk komplex warna biru hitam yang terlihat pada media. Warna biru hitam terjadi jika iodine masuk ke dalam bagian kosong pada amilum yang berbentuk spiral.

Cara Kerja :

1. Inokulasi Nutrient Agar yang mengandung pati (2 g/l) dengan E.coli dan Bacillus sp. secara streak.
2. Inkubasi selama 48 jam pada suhu 37°C
3. Setelah selesai inkubasi, tetesi cawan dengan lugol’s iodine secukupnya sehingga seluruh permukaan media terkena.
4. Hidrolisis zat pati terlihat sebagai zona jernih di sekeliling koloni, sedangkan hasil negatif ditunjukkan warna sekitar koloni tetap biru hitam.

• Perombakan protein oleh bakteri

Dapat diamati pada uji proteolitik. Uji proteolitik ditujukan untuk mengetahui kemampuan mikroorganisme menghasilkan enzim protease. Pada uji ini protein yang digunakan dalam bentuk kasein susu. Hidrolisis kasein secara bertahap akan menghasilkan monomernya berupa asam amino. Proses ini dinamakan peptonisasi atau proteolisis.

Cara Kerja :

1. Inokulasikan Bacillus sp. Dan E. coli pada Skim Milk Agar (SMA) Inkubasi pada suhu 37°C selama 48 jam
2. Aktivitas proteolitik ditunjukkan oleh terbentuknya zone jernih di sekeliling koloni.

• Perombakan lipid oleh bakteri

Dapat diamati pada uji lipolitik. Lipid misalnya trigliserida merupakan sumber energi bagi sejumlah mikroorganisma. Untuk mendapatkan energi dari lipid, mikroba menghasilkan enzim lipase dan esterase yang memecah ikatan ester menghasilkan gliserol dan asam lemak. Terdapat berbagai macam prosedur untuk mengetahui aktivitas lipase diantaranya adalah dengan menggunakan media Trybutirin Agar, Rodhamine Agar dan Spirit Blue Agar. Pada prinsipnya metode-metode di atas menggunakan indikator yang mampu mendeteksi keberadaan asam lemak yang terbentuk akibat hidrolisis lemak.

Cara Kerja :

1. Inokulasikan Bacillus sp. dan E. coli pada media Tributyrin Agar dengan indikator neutral red
2. Inkubasi pada suhu 37°C selama 48 jam.
3. Reaksi positif ditandai oleh bercak-bercak kuning disekeliling koloni, sedangkan reaksi negatif ditandai oleh bercak-bercak yang tetap berwarna merah.