MIKROBA DI LINGKUNGAN EKSTRIM MIKROBA DI LINGKUNGAN TEMPERATUR

MIKROBA DI LINGKUNGAN EKSTRIM

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 >55 o C • Termofil ekstrim : Tumbuh di atas 75 o C • Termofil moderat : temp 55 - 75 o C

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

Untuk menentukan karakteristik umum dan mekanisme termofil sangat sulit n Yang perlu diperhatikan: * Tekanan parsial Oksigen di lingk akuatik dan n temperatur tinggi sangat rendah * Konsentrasi O 2 terlarut pd 90 o C kurang dr 2% drpd konsentrasi O 2 pd 20 o C * Temp naik, p. H turun dan kelarutan berbagai senyawa naik

n 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 36 o C, sementara pd 55 o C dia memerlukan histidin, metionin dan asam nikotinat n Beberapa enzim tampaknya terbatas pada temperatur tinggi

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

MIKROBA BAROFILIK n n 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 – 105 o C Mikroba barofilik : mikroba yg hidup di lingk dgn tekanan tinggi * tekanan 400 – 500 atm : barofilik * tekanan 1 - < 400 atm : eurybaric / baroduric (barotolerant)

Di lingk laut dalam, biomass sangat rendah, keperluan O 2 juga rendah (3 -4 ml/lt) n Kebanyakan baroduric dicirikan oleh sifat psikrofiliknya n 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 n

n Di lingkungan laut dalam terdapat korelasi antara tekanan dan temperatur n Tekanan meningkat, pertumb kisaran temp cenderung menghentikan keduanya ATAU pengaruh kenaikan temp cenderung dihilangkan oleh kenaikan tekanan n Jadi Temp dan tekanan tampak masing 2 saling berkompetisi dalam pengaruhnya bagi mikroba. Contoh: Desulfovibrio dpt tumbuh pada 104 o C di bawah 100 atm

n Mikroba laut dalam mentoleransi tekanan tinggi pd kisaran temp jauh lebih rendah dari temp pertumb minimum aslinya n 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.

MIKROBA XEROFILIK n n 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 30 o C tetapi dia juga ditemukan halotolerant pd 20 o C Jadi sifat 2 mikroba spt ini bervariasi dlm temp dan aw

n Dalam lingk dgn konsentrasi larutan sangat tinggi (aw rendah), kebanyakan mikroba non-xerotolerant kehilangan air dr sitoplasma, mengakibatkan kehancuran aktivitas celnya n 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

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

Bakteri Halofilik Ekstrem n n n Contoh bakteri halofilik ekstrem yg tumbuh dalam Na. Cl jenuh adl archaebacteria Gram-- Halobacterium dan Halococcus. Konsentrasi Na. Cl minimum 2, 5 – 3. 0 M dan optimal 4 – 5 M Na. Cl 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