Keberadaan protein fungsional di dalam lateks menjadi hipotesis mengenai kenapa secara umum tanaman karet tidak diserang hingga ke dalam jaringan latisifer oleh patogen berupa fungi, bakteri, dan serangga. Hipotesis tersebut kemudian menjadi tema yang trending pada masanya pada tahun 90-an. Hasil-hasil riset mulai membuktikan keunggulan berbagai protein fungsional yang diperoleh dari fraksi lutoid yang berpotensi untuk dikembangkan menjadi produk anti-patogen dari hama tanaman pertanian dan perkebunan.
Riset mengenai protein fungsional dari lateks tanaman karet (Hevea brasiliensis) telah diinisiasi pada tahun 1950-an di Prancis. Hasil sentrifugasi lateks pada kecepatan super tinggi (53.620 g) memperlihatkan tiga fraksi utama lateks (dari atas ke bawah) yaitu partikel karet, sitosol, dan lutoid [1]. Sebagaimana diketahui, beberapa protein yang terkandung di dalam organel mini-vakuosom yang disebut sebagai lutoid diketahui memiliki peran yang penting pada tanaman karet [2]. Sebuah protein lectin-like yang disebut Hevein merupakan protein terlarut utama yang menyusun 70% dari keseluruhan protein fungsional di dalam lutoid tersebut. Seorang peneliti Prancis telah membuktikan secara empiris bahwa Hevein berperan aktif dalam koagulasi lateks yang menghentikan aliran lateks pasca penyadapan [3, 4]. Enzim kedua diketahui memiliki jumlah cukup melimpah (sebesar 20%) setelah Hevein adalah Lysozim atau Muramidinase. Protein tersebut diketahui memiliki aktivitas kitinase yang penting untuk pertahanan terhadap serangan fungi [5]. Beberapa protein lain dalam jumlah kecil juga telah diidentifikasi di dalam lateks termasuk salah satunya adalah Phosphatase, Cathepsin, Glukanase, dan Protease Inhibitor.
Keberadaan protein fungsional di dalam lateks menjadi hipotesis mengenai kenapa secara umum tanaman karet tidak diserang hingga ke dalam jaringan latisifer oleh patogen berupa fungi, bakteri, dan serangga. Hipotesis tersebut kemudian menjadi tema yang trending pada masanya pada tahun 90-an [6-8]. Hasil-hasil riset mulai membuktikan keunggulan berbagai protein fungsional yang diperoleh dari fraksi lutoid yang berpotensi untuk dikembangkan menjadi produk anti-patogen dari hama tanaman pertanian dan perkebunan. Aktivitas anti-fungi protein Hevein dan Lysozim telah diuji secara in vitro [6, 7]. Meskipun ukuran kedua protein tersebut relatif kecil yaitu 4-25 kDa, baik Hevein maupun Lysozim disinyalir secara efektif menghambat secara signifikan pertumbuhan spora fungi yang diujikan.
Sebagaimana diketahui, aktivitas dan jenis berbagai macam protein fungsional dari lateks tergantung pada berapa gen yang menyandi pada tingkat transkripsi. Protein Hevein diketahui disandi oleh famili multigenik [9]. Akumulasi transkrip gen dari Hevein dipengaruhi oleh perlakuan penyadapan, stimulasi hormon ABA dan etilen [10]. Sementara itu, Protease Inhbitor diduga juga diproduksi saat tanaman karet dalam cekaman abiotik akibat serangan patogen disamping disintesis dalam jumlah yang cukup untuk regulasi aktivitas metabolik di dalam lateks [11]. Hasil riset tersebut menunjukkan bahwa sintesis protein fungsional yang terdapat di dalam lateks sangat dipengaruhi oleh faktor eksternal.
Riset spesifik terkait produksi protein Hevein dan Lysozim telah secara intensif dilakukan oleh tim peneliti dari Prancis, Thailand dan Malaysia. Sementara jenis protein lain seperti Protease Inhibitor juga diteliti secara terpisah oleh tim peneliti dari Thailand sejak tahun 2013 [13, 14] dan dari Indonesia sejak tahun 2015 [11, 12]. Secara umum, teknologi untuk ekstraksi protein fungsional dari lateks telah lama diketahui, salah satunya adalah Ion Exchange Column Cromatography (IECC). Tim peneliti di dunia termasuk PPBBI telah lama aktif mengembangkan metodologi ekstraksi dan isolasi protein fungsional dari lateks. Kunci keberhasilan ekstraksi tersebut adalah kombinasi dari pemisahan fraksi lateks dan IECC.
Secara umum, riset terkait protein fungsional dari tanaman karet masih sangat terbatas jumlahnya. Hingga saat ini, belum diketahui adanya pengujian produk berbasis protein fungsional tanaman karet tersebut untuk biofungisida, biobakterisida, atau bioinsektisida pada skala rumah kaca atau pilot. Meskipun memiliki kebermanfaatan yang tinggi, produk berbasis protein pada umumnya mengalami kendala pada pengembangannya dikarenakan aktivitas yang tidak stabil dan biaya yang tinggi untuk produksi. Dengan teknologi terkini, stabilisasi protein fungsional dari lateks dapat dilakukan dengan imobilisasi enzim, sedangkan biaya dapat ditekan dengan melakukan ekstraksi protein dari limbah lateks cair.
Di masa yang akan datang, produk berbasis protein fungsional dari lateks tanaman karet dapat menjadi salah satu solusi untuk permasalahan hama dan penyakit pada tanaman pertanian. Dorongan riset dan pengembangan produk masih diperlukan. Di sisi lain, riset dan pengembangan pada protein fungsional dari lateks ini dapat menjadi nilai tambah dari lateks yang selama ini dimanfaatkan sebagian besar dalam industri ban. Indonesia, bersama-sama dengan negara lain yang aktif dalam riset tanaman karet, dapat mengangkat kembali pamor komoditas karet yang sempat terpuruk beberapa tahun terakhir.
Referensi
1. Moir GFJ. Ultracentrifugation and Staining of Hevea Latex. Nature. 1959;184(4699):1626-8.
2. d’Auzac J, Jacob JL, Chrestin H. Physiology of Rubber Tree Latex The Laticiferous Cell and Latex- A Model of Cytoplasm. Boca Raton, Florida: CRC Press Inc.; 1989. 470 pp. p.
3. Gidrol X, Chrestin H, Tan HL, Kush A. Hevein, a lectin-like protein from Hevea brasiliensis (rubber tree) is involved in the coagulation of latex. Journal of Biological Chemistry. 1994;269(12):9278-83.
4. Chrestin H, Gidrol X, Kush A. Towards a latex molecular diagnostic of yield potential and the genetic engineering of the rubber tree. Euphytica. 1997;96(1):77-82.
5. d’Auzac J, Jacob JL. The composition of latex from Hevea brasiliensis as a laticiferous cytoplasm. In: d’Auzac J, Jacob JL, Chrestin H, editors. Physiology of Rubber Tree Latex. Boca Raton, Florida: CRC Press Inc; 1989. p. 58-96.
6. Martin MN. The Latex of Hevea brasiliensis Contains High Levels of Both Chitinases and Chitinases/Lysozymes. Plant Physiology. 1991;95(2):469-76.
7. Parijs J, Broekaert WF, Goldstein IJ, Peumans WJ. Hevein: an antifungal protein from rubber-tree (Hevea brasiliensis) latex. Planta. 1991;183(2):258-64.
8. Churngchow N, Suntaro A, Witttsuwannnakul R. β-1,3-glucanase isozymes from the latex of Hevea brasiliensis. Phytochemistry. 1995;39(3):505-9.
9. Pujade-Renaud V, Sanier C, Cambillau L, Pappusamy A, Jones H, Ruengsri N, et al. Molecular characterization of new members of the Hevea brasiliensis hevein multigene family and analysis of their promoter region in rice. Biochim Biophys Acta. 2005;1727(3):151-61.
10. Broekaert I, Lee HI, Kush A, Chua NH, Raikhel N. Wound-induced accumulation of mRNA containing a hevein sequence in laticifers of rubber tree (Hevea brasiliensis). Proceedings of the National Academy of Sciences. 1990;87(19):7633-7.
11. Putranto RA, Budiani A, Safithri M, Utami DW, Siswanto. Molecular cloning and characterization of protease inhibitor-encoding genes in Hevea brasiliensis latex. In Preparation.
12. Putranto RA, Mulyatni AS, Budiani A, Tistama R. Purification, characterization, and bioassay of putative protease inhibitors from Hevea brasiliensis latex. E-Journal Menara Perkebunan. 2016;84(2).
unduh file pdf
Share di Facebook