ringkasan -...

36
1

Upload: others

Post on 31-Aug-2019

7 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

1

Page 2: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

1

Page 3: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

1

RINGKASAN

Kedelai hitam lokal memiliki kadar protein yang tinggi khususnya pada

varietas datum 2. Pemanfaatan kedelai hitam di Indonesia masih terbatas untuk

bahan baku pembuatan kecap bagi industri padahal protein yang terkandung pada

biji kacang kedelai hitam memiliki manfaat lebih untuk bidang kesehatan. Salah

satu protein yang bermanfaat tersebut ialah protein lektin.

Protein lektin memiliki kemampuan dalam mengenali dan mengikat

molekul monosakarida atau oligosakarida yang terdapat di membran sel. Senyawa

lektin pada kacang kedelai hitam telah diketahui memiliki aktivitas hemaglutinasi,

penghambat enzim reverse transkriptase HIV-1, antitumor, dapat berikatan spesifik

dengan senyawa karbohidrat yang menyusun membran sel bakteri dan virus, dan

konsumsi lektin yang berasal dari kedelai mampu meningkatkan aktivitas pankreas

dalam memproduksi insulin pada penderita diabetes.

Senyawa lektin memiliki fungsi yang sangat bermanfaat di bidang kesehatan.

Produksi senyawa lektin dari kacang kedelai hitam dapat menjadi nilai tambah dan

nilai jual untuk produk olahan kedelai hitam sehingga tidak hanya menjadi bahan

baku kecap hitam tetapi juga dapat di jadikan sebagai bahan baku bahan obat herbal.

Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai

hitam perlu untuk dilakukan.

Kata kunci : kedelai hitam, lektin, idetitas molekuler lektin

1

Page 4: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

2

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kandungan protein, lemak, dan karbohidrat pada kacang kedelai telah banyak

diteliti beberapa dekade terakhir ini. Terutama sejak ditemukannya senyawa

isoflavon di dalam kacang kedelai yang diduga dapat mengurangi risiko kanker,

penyakit jantung, dan osteoporosis, dan juga mengurangi gejala menopause.

Dampak dari penemuan tersebut, saat ini banyak produk makanan yangdihasilkan

dari olahan dari kacang kedelai. Produk olahan tersebut dapat berupa bentuk olahan

segar seperti tahu, tempe dan tauco, olahan dalam bentuk protein kedelai seperti

bahan baku industri susu, vetsin, kue, permen dan daging nabati dan dalam bentuk

minyak kedelai yang dapat digunakan sebagai bahan industri makanan berbentuk

gliserida sebagai bahan baku pembuatan minyak goreng, margarin.

Harga jual kedelai lokal selain harus bersaing dengan harga jual kedelai

impor, pengolahan produk dari kedelai yang kurang maksimal dapat diduga

menjadi penyebab harga jual kacang kedelai di Indonesia rendah. Hal ini diduga

merupakan salah satu penyebab kurang berkembangnya hasil pertanian kacang

kedelai di Indonesia karena sedikitnya investor atau pengusaha yang ingin

menanamkan modalnya di bidang pertanian kacang kedelai. Kacang kedelai di

Indonesia memiliki kandungan protein yang tinggi jika dibandingan dengan kacang

kedelai impor pada tabel di bawah ini;

Page 5: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

3

Tabel 1. Perbandingkan kadar protein (% berat kering) antara kedelai varietas lokal dan

impor Badan Litbang Pertanian tahun 2008

.

Data diambil dari Badan Litbang Pertanian, 2008

Berdasatkan data dari Badan Litbang Pertanian tahun 2008, kedelai lokal

varietas Burangrang memiliki kadar protein biji sebesar 39,2% berat kering lebih

tinggi jika di bandingkan dengan kadar protein kedelai impor yang hanya 35 %

berat kering. Hal ini telah membuktikan bahwa hasil produksi kedelai lokal lebih

baik dibandngkan dengan kedelai impor. Hal ini dapat diartikan bahwa para

produsen produk olahan kedelai lebih cenderung melihat kedelai yang digunakan

sebagai bahan baku dari segi bahan baku yang terjamin, harga yang murah, ukuran

bijinya yang lebih besar tidak melihat kadar protein yang terkandung di dalamnya.

Upaya optimalisasi perbaikan variestas kacang kedelai terus dilakukan,

sehingga pada tahun 2008 Indonesia telah memiliki 37 varieas kedelai unggul baik

kedelai kuning maupun kedelai hitam. Varietas kedelai unggul dan komposisinya

dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2. Komposisi kimia beberapa varietas / galur kacang kedelai unggul di Indonesia

2

Page 6: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

4

Varietas/galur Warna kulit

biji

Bobot 100 biji

(gram)

Protein

(%bk)

Lemak

(%bk)

Potensi

hasil

(t/ha)

Tahun

dilepas

Argomulyo Kuning 18-19 37-40,20 19,30-

20,80

2 1998

Grobogan Kuning 18 43,90 18,40 3,40 2008

Panderman Kuning 15-17 36,90 17,70 2,40 2003

Burangrang Kuning 14,90-17 39-41,60 20 2,50 1999

Bromo Kuning 14,40-15,80 37,80-

42,60

19,50 2,50 1998

Anjasmoro Kuning 14,80-15,30 41,80-

42,10

17,20-

18,60

2,30 2001

Detam-1 Hitam 14,80 45,40 13,10 3,50 2008

Detam-2 Hitam 13,50 45,60 14,80 3 2008

Tampomas Kuning 10,90-11 34-41,20 18-19,60 1,90 1992

Cikuray Hitam 9,10-11 35-42,40 17-19 1,70 1992

Wilis Kuning 8,90-11 37-40,50 18-18,80 1,60 1983

Kawi Kuning 10,10-10,50 38,50-

44,10

16,60-

17,50

2 1998

Mallika Hitam 9-10 37 20 2,90 2007

Merapi Hitam 8-9,50 41-42,60 7,50-13 1 1938

Krakatau Kuning 8-9,10 36-44,30 16-17 1,90 1992

Sumber : Ginting et al. (2009).

Pada tabel 2. kandungan protein tertinggi terdapat pada varietas Detam 1 dan

Detam 2. Kedua jenis varietas kedelai tersebut merupakan jenis kedelai hitam.

Kandungan protein tertinggi terutama dikandung pada kacang kedelai hitam

(Glycine max (L.) Merill) variestas Detam2 dengan kandungan protein mencapai

45,58% berat kering (Ginting et al.,2009).Pemanfaatan kacang kedelai hitam

selama ini hanya dikenal sebagai bahan baku pembuatan kecap, padahal kandungan

protein kedelai hitam sangat tinggi.Protein yang terdapat pada kacang kedelai hitam

selain isoflavon yaitu lektin, penghambat enzim protease, protein antifungal (Tzi-

Bun Ng, 2011).

Page 7: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

5

Lektin merupakan salah satu protein yang terdapat pada tanaman kacang-

kacangan. Senyawa lektin pada kacang kedelai hitam telah diketahui memiliki

aktivitas hemaglutinasi, penghambat enzim reverse transkriptase HIV-1, antitumor

dan dapat berikatan spesifik dengan senyawa karbohidrat yang menyusun membran

sel bakteri dan virus (Fang, EF, et al., 2010). Senyawa lektin memiliki fungsi yang

sangat bermanfaat di bidang kesehatan. Produksi senyawa lektin dari kacang

kedelai hitam dapat menjadi nilai tambah dan nilai jual untuk produk olahan kedelai

hitam sehingga tidak hanya menjadi bahan baku kecap hitam tetapi juga dapat di

jadikan sebagai bahan baku bahan obat herbal. Oleh karena itu, diperlukan

penelitian mengenaiisolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam.

B. Pendekatan Masalah

Pada proposal penelitian ini, merupakan tahap penelitian awal dimana untuk

melakukan isolasi gen pengkode lektin diperlukan data urutan genome kedelai

hitam sehingga dapat di ketahui daerah Open Reading Frame (ORF), setelah itu

pencarian letak gen pengkode protein lektin dan untuk mengisolasi gen pengkode

protein lektin diperlukan primer. Primer diperlukan sebagai cetakan urutan

nukleotida pada gen pengkode protein lektin sehingga diperlukan primer yang

sesuai dan berpasangan dengan urutan nukleotide gen pengkode protein lektin dan

untuk mendapatkan primer tersebut dapat dilakukan dengan cara mendesain primer.

C. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan jenis produk olahan dari

kedelai hitam sehingga dapat berpengaruh terhadap produksi dan nilai jual kedelai

hitam Indonesia. sebagai langkah pertama yang dilakukan yaitu mendapatkan

urutan genom kedelai hitam dan mendapatkan desain primer gen pengkode lektin

pada kedelai hitam sehingga dapat dilakukan isolasi fragment gen pengkode lektin

pada kacang kedelai hitam.

Target yang dicapai pada penelitian ini yaitu urutan genom kedelai hitam,

letak gen pengkode lektin, dan primer yang digunakan untuk isolasi fragment gen

pengkode lektin pada kacang kedelai hitam.

Page 8: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Biologi Kacang Kedelai

A. 1 Taksonomi Kacang Kedelai

Page 9: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

7

Kedelai merupakan tanaman asli Daratan Cina dan telah dibudidayakan oleh

manusia sejak 2500 SM. Sejalan dengan makin berkembangnya perdagangan

antarnegara yang terjadi pada awal abad ke-19, menyebabkan tanaman kedalai juga

ikut tersebar ke berbagai negara tujuan perdagangan tersebut, yaitu Jepang, Korea,

Indonesia, India, Australia, dan Amerika. Kedelai mulai dikenal di Indonesia sejak

abad ke-16. Awal mula penyebaran dan pembudidayaan kedelai yaitu di Pulau

Jawa, kemudian berkembang ke Bali, Nusa Tenggara, dan pulaupulau lainnya. Pada

awalnya, kedelai dikenal dengan beberapa nama botani, yaitu Glycine soja dan Soja

max. Namun pada tahun 1948 telah disepakati bahwa nama botani yang dapat

diterima dalam istilah ilmiah, yaitu Glycine max (L.) Merill. Klasifikasi tanaman

kedelai sebagai berikut :

Kingdom : Plantae

Divisi : Magnoliophyta

Kelas : Magnoliopsida

Ordo : Fabales

Famili : Fabaceae

Genus : Glycine

Spesies : Glycine max (L.) Merr.

Tanaman kedelai memiliki daun dan batang yang berwarna hijau. Kedelai

termasuk dalam kelompok tanaman dikotil. Morfologi tanaman kedelai dapat

dilihat pada gambar 1. di bawah ini.

6

Page 10: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

8

Gambar 1. Tanaman Kedelai

A.2 Morfologi Tanaman Kedelai

Tanaman kedelai umumnya tumbuh tegak, berbentuk semak, danmerupakan

tanaman semusim. Morfologi tanaman kedelai didukung olehkomponen utamanya,

yaitu akar, daun, batang, polong, dan biji sehinggapertumbuhannya bisa optimal

(Irwan, A.W. 2006).

A.2. 1 Akar

Akar kedelai mulai muncul dari belahan kulit biji yang muncul di sekitar

misofil. Sistem perakaran kedelai terdiri dari dua macam, yaitu akar tunggang dan

akar sekunder (serabut) yang tumbuh dari akar tunggang. Selain itu kedelai juga

seringkali membentuk akar adventif yang tumbuh dari bagian bawah hipokotil.

Perkembangan akar kedelai sangat dipengaruhi oleh kondisi fisik dan kimia tanah,

jenis tanah, cara pengolahan lahan, kecukupan unsur hara, serta ketersediaan air di

dalam tanah. Pertumbuhan akar tunggang dapat mencapai panjang sekitar 2 m atau

lebih pada kondisi yang optimal, namun demikian, umumnya akar tunggang hanya

tumbuh pada kedalaman lapisan tanah olahan yang tidak terlalu dalam, sekitar 30-

50 cm. Sementara akar serabut dapat tumbuh pada kedalaman tanah sekitar 20-30

cm. Akar serabut ini mula-mula tumbuh di dekat ujung akar tunggang, sekitar 3-4

Page 11: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

9

hari setelah berkecambah dan akan semakin bertambah banyak dengan

pembentukan akar-akar muda yang lain (Irwan, A.W. 2006).

A.2.2 Batang dan Cabang

Hipokotil pada proses perkecambahan merupakan bagian batang, mulai dari

pangkal akar sampai kotiledon. Hopikotil dan dua keping kotiledon yang masih

melekat pada hipokotil akan menerobos ke permukaan tanah. Bagian batang

kecambah yang berada diatas kotiledon tersebut dinamakan epikotil. Jumlah buku

pada batang tanaman dipengaruhi oleh tipe tumbuh batang dan periode panjang

penyinaran pada siang hari. Pada kondisi normal, jumlah buku berkisar 15-30 buah.

Jumlah buku batang indeterminate umumnya lebih banyak dibandingkan batang

determinate. Cabang akan muncul di batang tanaman. Jumlah cabang tergantung

dari varietas dan kondisi tanah (Irwan, A.W. 2006).

A.2.3. Daun

Tanaman kedelai mempunyai dua bentuk daun yang dominan, yaitu stadia

kotiledon yang tumbuh saat tanaman masih berbentuk kecambah dengan dua helai

daun tunggal dan daun bertangkai tiga (trifoliate leaves) yang tumbuh selepas masa

pertumbuhan. Umumnya, bentuk daun kedelai ada dua, yaitu bulat (oval) dan lancip

(lanceolate). Kedua bentuk daun tersebut dipengaruhi oleh faktor genetik.Bentuk

daun diperkirakan mempunyai korelasi yang sangat erat dengan potensi produksi

biji. Umumnya, daerah yang mempunyai tingkat kesuburan tanah tinggi sangat

cocok untuk varietas kedelai yang mempunyai bentuk daun lebar. Jumlah bulu pada

varietas berbulu lebat, dapat mencapai 3-4 kali lipat dari varietas yang berbulu

normal (Irwan, A.W. 2006).

A.2.4 Bunga

Tanaman kacang-kacangan, termasuk tanaman kedelai, mempunyai dua

stadia tumbuh, yaitu stadia vegetatif dan stadia reproduktif. Stadia vegetatif mulai

dari tanaman berkecambah sampai saat berbunga, sedangkan stadia reproduktif

mulai dari pembentukan bunga sampai pemasakan biji. Tanaman kedelai di

Page 12: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

10

Indonesia yang mempunyai panjang hari rata-rata sekitar 12 jam dan suhu udara

yang tinggi (>30° C), sebagian besar mulai berbunga pada umur antara 5-7 minggu.

Tanaman kedelai termasuk peka terhadap perbedaan panjang hari, khususnya saat

pembentukan bunga. Bunga kedelai menyerupai kupu-kupu.Tangkai bunga

umumnya tumbuh dari ketiak tangkai daun yang diberi nama rasim. Jumlah bunga

pada setiap ketiak tangkai daun sangat beragam, antara 2-25 bunga, tergantung

kondisi lingkungan tumbuh dan varietas kedelai. Pembentukan bunga juga

dipengaruhi oleh suhu dan kelembaban.Tidak setiap kuncup bunga dapat tumbuh

menjadi polong, hanya berkisar 20-80%. Jumlah bunga yang rontok tidak dapat

membentuk polong yang cukup besar. Warna bunga yang umum pada berbagai

varietas kedelai hanya dua, yaitu putih dan ungu (Irwan, A.W. 2006).

A.2.5 Polong dan Biji

Polong kedelai pertama kali terbentuk sekitar 7-10 hari setelah munculnya

bunga pertama. Panjang polong muda sekitar 1 cm. Jumlah polong yang terbentuk

pada setiap ketiak tangkai daun sangat beragam, antara 1-10 buah dalam setiap

kelompok. Pada setiap tanaman, jumlah polong dapat mencapai lebih dari 50,

bahkan ratusan. Kecepatan pembentukan polong dan pembesaran biji akan semakin

cepat setelah proses pembentukan bunga berhenti. Ukuran dan bentuk polong

menjadi maksimal pada saat awal periode pemasakan biji.

Di dalam polong terdapat biji yang berjumlah 2-3 biji. Setiap biji kedelai

mempunyai ukuran bervariasi, mulai dari kecil (sekitar 7-9 g/100 biji), sedang (10-

13 g/100 biji), dan besar (>13 g/100 biji). Bentuk biji bervariasi, tergantung pada

varietas tanaman, yaitu bulat, agak gepeng, dan bulat telur. Namun demikian,

sebagian besar biji berbentuk bulat telur. Biji kedelai terbagi menjadi dua bagian

utama, yaitu kulit biji dan janin (embrio). Pada kulit biji terdapat bagian yang

disebut pusar (hilum) yang berwarna coklat, hitam, atau putih. Pada ujung hilum

terdapat mikrofil, berupa lubang kecil yang terbentuk pada saat proses

pembentukan biji. Warna kulit biji bervariasi, mulai dari kuning, hijau, coklat,

hitam, atau kombinasi campuran dari warna-warna tersebut. Biji kedelai tidak

mengalami masa dormansi sehingga setelah proses pembijian selesai, biji kedelai

Page 13: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

11

dapat langsung ditanam. Namun demikian, biji tersebut harus mempunyai kadar air

berkisar 12-13% (Irwan, A.W. 2006). Pada gambar 2. Di bawah ini dapat dilihat

struktur morfologi daun, batang dan bunga pada kedelai.

Gambar 2. Struktur morfologi daun , batang, dan bunga kedelai (…)

B. Protein Lektin Pada Kedelai

Istilah "lektin" diciptakan oleh William Boyd pada tahun 1954 dari kata

Yunani "Legere" yang berarti "untuk memilih" atau "untuk mengikat". Protein

lektin termasuk protein yang berperan dalam sistem imun dan memiliki domain

yang dapat berikatan secara reversibel dengan molekul monosakarida atau

oligosakarida. Protein lektin lebih banyak terkandung pada tanaman kacang-

kacangan daripada di hewan (Rizwan A, 2012).

Kandungan lektin pada kacang kedelai yang diisolasi dari kedelai hitam yang

berasal dari korea memiliki berat molekul 48kDa. Senyawa lektin pada kacang

kedelai hitam telah diketahui memiliki aktivitas hemaglutinasi, penghambat enzim

reverse transkriptase HIV-1, antitumor dan dapat berikatan spesifik dengan

senyawa karbohidrat yang menyusun membran sel bakteri dan virus (Fang, EF, et

Page 14: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

12

al., 2010). Konsumsi lektin yang berasal dari kedelai mampu meningkatkan

aktivitas pankreas dalam memproduksi insulin pada penderita diabetes (Hemalatha,

C., et al., 2011). Protei lektin juga mengenali reseptor pada sel tumor sehingga

protein lektin juga dapat berperan sebagai agen molekul target kematian sel tumor

(Fu, L.L., et al. 2011).

Kandungan lektin yang terdapat pada tanaman dan hewan dapat dilihat pada

tabel 3, di bawah ini:

Tabel 3. Jenis dan Kandungan lektin pada beberapa tanaman dan hewan.

Sumber: Rizwan A, 2012.

Protein Lektin pada tanaman kedelai dapat ditemukan di organ vegetatif

seperti daun, batang dan akar namun, kadar protein lektin yang terkandung di organ

vegetatif lebih sedikit jika dibandingkan dengan kadar pada biji kedelai (Spilatro,

SR. et. al, 1999). Perbedaan kadar protein lektin tidak hanya pada letaknya tetapi

Page 15: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

13

juga dapat berberda pada masing-masing varietas kedelai (Fang, EF, et al.,

2010).Protein lektin yang telah dipurifikasi dari biji kedelai hitam seperti cairan

yang mengkilap (Lam, S.K dan Tzi Bun Ng, 2011).

C. Genom Tanaman Kedelai

Genom merupakan keseluruhan informasi genetik yang dimiliki

suatu sel atau organisme. Secara fisik, genom dapat terbagi menjadi molekul-

molekul asam nukleat yang berbeda (sebagai kromosom atau plasmid), sementara

secara fungsi, genom dapat terbagi menjadi gen-gen. Istilah genom diperkenalkan

oleh Hans Winkler dari Universitas Hamburg, Jerman, pada tahun 1920, mungkin

sebagai gabungan dari kata gen dan kromosom atau dimaksudkan untuk

menyatakan kumpulan gen. Setiap organisme memiliki genom yang mengandung

informasi biologis yang diperlukan untuk membangun tubuhnya dan

mempertahankan hidupnya serta diwariskan ke generasi berikutnya.

Dengan sejumlah interaksi kompleks, urutan nukleotida komponen penyusun

asam nukleat digunakan untuk membuat semua protein pada suatu organisme pada

waktu dan tempat yang sesuai. Protein ini menjadi komponen pembentuk tubuh

organisme atau memiliki kemampuan membuat komponen pembentuk tubuh

tersebut atau mendorong reaksi metabolisme yang diperlukan untuk hidup (Vural,

H.C., 2010). Kebanyakan genom, termasuk milik manusia dan makhluk hidup

bersel lainnya terbuat dari DNA atau asam deoksiribonukleat.Pada tanaman kedelai

pada umumnya memiliki susunan genom diploid dengan 20 pasang kroosom

(2n=40) (Lam, S.K dan Tzi Bun Ng, 2011).

D. Desain Primer

Primer adalah oligonukleotida sintetik pendek yang berfungsi sebagai titik

awal untuk replikasi DNA. Primer digunakan dalam teknik molekuler dari PCR

untuk DNA sequencing. Urutan nukleotida primer akan menjadi penentu pada

bagian mana primer akan menempel (anneal) pada genom. Oleh sebab itu, sebelum

melangkah pada tahap amplifikasi dengan PCR, primer yang akan digunakan harus

dipastikan dahulu spesifiktivitasnya. Spesifiktivitas primer dapat dilakukan dengan

Page 16: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

14

caranya membuat desain primer. Primer yang digunakan dalam amplifikasi

umumnya terdiri dari dua jenis, yakni forward dan reverse. Forward primer

bergerak dengan arah 5′ –> 3′ untai DNA template. Sementara reverse primer

bergerak dengan arah 3′ –> 5′ untai DNA template. Kedua primer ini dapat didesain

dengan mengunakan program aplikasi yang terdiri dari BIOEDIT, GENAMICS

EXPRESSION, OLIGOCALCULATOR, dan FAST PCR.

Kriteria merancang primer yang baik yaitu:

1. primer harus panjang 17-28 basa;

2. komposisi dasar harus 50-60% (G + C)

3. primer harus diakhiri pada ujung 3’ dengan basa nukleotida G atau C,

atau CG atau GC. Hal ini bertujuan agar ikatan antara primer dengan DNA

template lebih kuat sehingga tidak mudah terlepas.

4. TMS antara 55-80oC.

Mendesain primer dilakukan dengan beberapa langkah. Langkah kerja yang

harus dilakukan ialah:

1. Menentukan posisi gen yang diinginkan dalam genom makhluk hidup.

2. Mencari tahu enzim restriksi yang tidak memotong sekuen gen

dengan menggunakan program aplikasi BIOEDIT.

3. Memilih enzim restriksi yang akan digunakan untuk insersi gen dengan

mempelajari peta sirkuler dan situs pemotongan.

4. Menentukan posisi forward primer dan reverse primer dengan Genamics

Expresion. Posisi primer diupayakan berdekatan dengan start dan stop kodon

serta mengarah ke situs pemotongan enzim restriksi.

5. Jika situs pemotongan enzim restriksi di dekat start dan stop kodon sulit

disesuaikan dengan posisi primer, dapat dilakukan mutasi situs pemotongan

pada 2-3 nukleotida. Mutasi 2-3 nukleotida pada sekuen gen selulase tidak

akan mengurangi daya lekat primer terhadap untai DNA asalkan presentase

Guanin (G) dan Sitosin (C) primer cukup tinggi.

6. Mengecek desain primer dengan Primer Calculator (pada Genamics

Expression) dan atau dengan Oligocalculator.

Page 17: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

15

7. Mengecek desain primer dengan Fast PCR untuk mengetahui tingkat

spesifitas primer dan ukuran produk PCRnya.

Page 18: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

16

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Strategi/Konsep Riset

Riset deskriptif ini dilakukan di Laboratorium Biokimia dan Biologi

Molekuler FMIPA, Universitas Negeri Jakarta (UNJ). Riset ini dilakukan mulai

bulan April sampai November 2015 menggunakan sampel data genom kacang

kedelai hitam (Glycine max (L) Merr.).

B. Bagan Alir Riset

1. Rentang waktu riset : 8 bulan (April s.d November 2015)

2. Peneliti :

1. Dra. Ernawati, M.Si.

2. Dr. Adisyahputra

3. Dr. Rini Puspitaningrum,S.Si.,M.Biomed

3. Output Riset : identitas molekuler gen lektin, primer lektin gen pengkode

protein lektin pada kacang kedelai hitam Forward dan Reverse.

4. Indikator Keberhasilan : Produk PCR berupa fragmen gen lektin

5. Alat dan Bahan

Pada penelitian ini alat dan bahan yang digunakan adalah : Tabung mikro 1,5

ml (Eppendorf), tabung PCR 0,2 ml (Eppendorf), Mikropipet (Socorex) + tips,

rak tabung mikro, mikro sentrifugasi (Sorvall), Horisontal Gel Agarose

Electrophoresis Apparatus, UV-Transiluminator, Mesin PCR Takara, Kamera

Digital 9 Megapixel (FujiFilm) Inkubator, Lemari es -40°C, spektrofotometer,

Lautan buffer TAE, PCR Kit dan Aquadest.

Page 19: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

17

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Teknik isolasi DNA yang menghasilkan DNA genom kacang kedelai secara

optimum :

1. Biji kacang kedelai direndam dengan air selama 10-15 menit, lalu ambil

bagian kulit bijinya dan timbang sebesar 0,3 gram.

2. Selanjutnya, menyiapkan lumpang dan alu untuk menghaluskan kulit biji

dengan cara ditumbuk, setelah halus dimasukkan kedalam microtube 1,5µL.

3. Memasukkan DNA lysis cell 1 ml, Proteinase K 70µL, larutan SDS 20%

80µL kedalam microtube. Lalu diinkubasi selama 2 jam (hal ini karena

sampel yang digunakan adalah tumbuhan, karena tumbuhan memiliki

dinding sel maka untuk mendapatkan isolasi dna yang baik, lama waktu

inkubasi ditambahkan)

4. Memasukkan 600µL STE pH 7,4 kedalam microtube, maka terbentuknya

bagian pellet dan supernatan.

5. Sebanyak 500µL supernatan dipindahkan ke microtube baru, lalu

dimasukkan 1 ml Tripure.

6. Sampel diinkubasi selama 5 menit dengan suhu ruang (sambil dibolak-balik

hingga homogen), lalu disentrifuse sebesar 10.000 rpm selama 12 menit.

7. Terbentuklah supernatan dan pellet, yang dambil adalah supernatannya.

8. Supernatan dimasukkan ke dalam microtube, lalu menambahkan 100µL

klroform dingin, lalu diinkubasi selama 8 menit, disentrifuse 10.000 rpm

selama 13 menit.

9. Mengambil supernatan, lalu dipindakan ke mikrotube. Lalu ditambahkan

500µL isopropanol.

10. Langkah selanjutnya, sampel divortex, lalu diinkubasi pada suhu ruang

selama 5-10 menit. Lalu disentrifuse 10.000 rpm selama 10 menit.

11. Membuang supernatan yang terbentuk setelah dilakukan vortex, lalu

menambahkan 1000µL etanol 75% dingin, dan melakukan sentrifuse 7500

rpm selama 5 menit.

Page 20: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

18

12. Buang supernatan, lalu divakum sampai kering dan ditambahkan buffer

Rehydration Solution sebanyak 50µL.

1. Nilai nominal DNA genom kacang kedelai yang diperoleh secara

spektrofotometri :

Rumus :

Konsentrasi DNA (ug/ul) = [A(260nm)-A(320nm)] x 40 (faktor dilusi) x 50 ug/ml

1.000 (ul/ml)

Konsentrasi DNA genom kacang kedelai : 68,08 ug/ul

Jumlah DNA genom kacang kedelai : jumlah DNA genom kacang kedelai dapat

dihitung dengan cara konsentrasi DNA genom x total pelarut Rehydrasi Solution

TE (Tris-EDTA) yang dimasukkan. Penilitian ini menggunakan

68,08 ug/ul x 50 ul pelarut Rehydrasi Solution TE (Tris-EDTA) = 3.404 ug DNA

yang diperoleh.

Interpretasi Nilai Kemurnian DNA ialah

A(260nm)/A(280nm) = 1,8-2,0 merupakan nilai DNA murni

A(260nm)/A(280nm) <1,8 kemungkinan masih banyak protein dan fenol didalam

hasil isolasi DNA.

A(260nm)/A(280nm) >2,0 diduga sampel masih terkontaminasi sehingga

dilakukan pengulangan presipitasi DNA dengan larutan etanol.

Pada penelitian ini nilai kemurnian DNA genom kacang kedelai yang diperoleh :

1,619. Hasil kemurnian DNA masih terkontaminasi oleh protein dan fenol. Namun

hal tersebut bukan berarti tidak terdapat DNA genom kacang kedelai. DNA genom

kacang kedelai ada dan didalam hasil isolasi tersebut masih terdapat protein dan

larutan fenol yang menutupi nilai absorban. Hasil nilai kemurnian DNA yang

sedikit dapat ditingkatkan dengan metode amplifikasi PCR. Metode amplifikasi

PCR memerlukan 100ng/ul DNA genom. Konsentrasi DNA genom kacang kedelai

Page 21: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

19

diperoleh 68,08 ug/ul, maka volume DNA kacang kedelai yang digunakan untuk

teknik amplifikasi PCR sebanyak 2 ul atau 136,16 ug/ul.

4.2. Desain Primer Gen Lectin pada Kacang Kedelai.

Data gen lectin pada (Glycine max (L.) Merill) di ambil dari www.ncbi.com,

maka diperoleh origin DNA :

1 atgcatcaca gtgcaattta gctgaagcaa agcaatggct acttcaaagt

tgaaaaccca

61 gaatgtggtt gtatctctct ccctaacctt aaccttggta ctggtgctac

tgaccagcaa

121 ggcaaactca gcggaaactg tttctttcag ctggaacaag ttcgtgccga

agcaaccaaa

181 catgatcctc caaggagacg ctattgtgac ctcctcggga aagttacaac

tcaataaggt

241 tgacgaaaac ggcaccccaa aaccctcgtc tcttggtcgc gccctctact

ccacccccat

301 ccacatttgg gacaaagaaa ccggtagcgt tgccagcttc gccgcttcct

tcaacttcac

361 cttctatgcc cctgacacaa aaaggcttgc agatgggctt gccttctttc

tcgcaccaat

421 tgacactaag ccacaaacac atgcaggtta tcttggtctt ttcaacgaaa

acgagtctgg

481 tgatcaagtc gtcgctgttg agtttgacac tttccggaac tcttgggatc

caccaaatcc

541 acacatcgga attaacgtca attctatcag atccatcaaa acgacgtctt

gggatttggc

601 caacaataaa gtagccaagg ttctcattac ctatgatgcc tccaccagcc

tcttggttgc

661 ttctttggtc tacccttcac agagaaccag caatatcctc tccgatgtgg

tcgatttgaa

721 gacttctctt cccgagtggg tgaggatagg gttctctgct gccacgggac

tcgacatacc

781 tggggaatcg catgacgtgc tttcttggtc ttttgcttcc aatttgccac

acgctagcag

841 taacattgat cctttggatc ttacaagctt tgtgttgcat gaggccatct

aaatgtgaca

901 gatcgaagga agaaagtgta ataagacgac tctcactact cgatcgctag

tgattgtcat

961 tgttatatat aataatgtta tctttcacaa cttatcgtaa tgcatgtgaa

actataacac

1021 attaa

Kemudian ditemukan daerah open reading frame (ORF), berdasarkan data origin

diatas maka daerah ORF terdapat pada kodon urutan ke 35-892 (garis kuning).

Langkah selanjutnya menentukan primer yang akan dibuat:

Page 22: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

20

Foward primer : gcaatggctacttcaaagttg (21bp), %GC : 42.9%.

Reverse primer : ccggtagatttacactgtctagc (23bp), %GC : 47.8%.

Berat molekul yang akan diambil sebesar 874 bp. Karena berat molekul

ini dianggap besar maka diperlukan penelusuran lebih lanju mengenai letak gugus

lectin pada gen lectin tersebut melalui web http://www.uniprot.org/uniprot/P05046

maka diperoleh keterangan letak gugus lectin pada posisi asam amino urutan ke 33-

285.

Dengan kode asam amino urutan asam amino sebagai berikut:

Page 23: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

21

Gugus lectin dipekirakan terletak pada kodon ke 99 dengan asumsi 33x 3 = 99,

untuk memastikannya dapat digunakan program geneious yang diperoleh melalui

www.geneious.com :

Page 24: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

22

Dari urutan nukleotida tersebut diperoleh 759 bp maka dapat dilakukan desain

primer gen lectin tepat pada gugus lectin sebagai berikut :

GCGGAAACTGTTTCTTTCAGCTGGAACAAGTTCGTGCCGAAGCAACCAAACATGATCCTCCAAGGA

GACGCTATTGTGACCTCCTCGGGAAAGTTACAACTCAATAAGGTTGACGAAAACGGCACCCCAAAA

CCCTCGTCTCTTGGTCGCGCCCTCTACTCCACCCCCATCCACATTTGGGACAAAGAAACCGGTAGC

GTTGCCAGCTTCGCCGCTTCCTTCAACTTCACCTTCTATGCCCCTGACACAAAAAGGCTTGCAGAT

GGGCTTGCCTTCTTTCTCGCACCAATTGACACTAAGCCACAAACACATGCAGGTTATCTTGGTCTT

TTCAACGAAAACGAGTCTGGTGATCAAGTCGTCGCTGTTGAGTTTGACACTTTCCGGAACTCTTGG

GATCCACCAAATCCACACATCGGAATTAACGTCAATTCTATCAGATCCATCAAAACGACGTCTTGG

GATTTGGCCAACAATAAAGTAGCCAAGGTTCTCATTACCTATGATGCCTCCACCAGCCTCTTGGTT

GCTTCTTTGGTCTACCCTTCACAGAGAACCAGCAATATCCTCTCCGATGTGGTCGATTTGAAGACT

TCTCTTCCCGAGTGGGTGAGGATAGGGTTCTCTGCTGCCACGGGACTCGACATACCTGGGGAATCG

CATGACGTGCTTTCTTGGTCTTTTGCTTCCAATTTGCCACACGCTAGCAGTAACATTGATCCTTTG

GATCTTACAAGCTTTGTGTTGCATGAGGCCATC

Foward Primer

Page 25: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

23

GCGGAAACTGTTTCTTTCAGCTGGAACAAGTTCGTGCCGAAGCAACCAAACATGATCCTCCAAG

GAGACGCTATTGTGACCTCCTCGGGAAAGTTACAACTCAATAAGGTTGACGAAAACGGCACCCC

AAAACCCTCGTCTCTTGGTCGCGCCCTCTACTCCACCCCCATCCACATTTGGGACAAAGAAACCG

GTAGCGTTGCCAGCTTCGCCGCTTCCTTCAACTTCACCTTCTATGCCCCTGACACAAAAAGGCTT

GCAGATGGGCTTGCCTTCTTTCTCGCACCAATTGACACTAAGCCACAAACACATGCAGGTTATCT

TGGTCTTTTCAACGAAAACGAGTCTGGTGATCAAGTCGTCGCTGTTGAGTTTGACACTTTCCGG

Reverse Primer

Foward primer : GCGGAAACTGTTTCTTTCAGCTGG (24bp), %GC :

50%.

Reverse primer : CCGGAAAGTGTCAAACTCAACAGCG(25bp), %GC :

52%.

Berat molekul yang akan diambil sebesar 387bp. Dengan asumsi gugus yang

terambil ialah gugus lektin dan glycosylation.

4. 3 Fragmen gen Lektin kacang kedelai sepanjang 387bp

1. Amplifikasi menggunakan teknik PCR

a. Formulasi PCR yang menghasilkan fragmen gen Lektin kacang kedelai yang

optimum :

DNA genom : 2 ul

Primer Foward : 1 ul

Primer Reverse : 1 ul

ddH2O : 8.5 ul

Master Mix Kappa : 12.5 ul

b. Program PCR yang menghasilkan fragmen gen Lektin kacang kedelai yang

optimum :

Denaturasi Awal : 940C 3 menit

Denaturasi : 940C 30 detik

Annealing : 600C 30 detik

Extensi : 720C 45 detik

Extensi akhir : 720C 10 menit

Page 26: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

24

Hasil apmlifikasi gen lektin kacang kedelai sepanjang 387bp yang

diperoleh adalah (Lihat Gambar 4.1):

387 bp hasil PCR gen lectin

Gambar 4.1 : Fragmen gen Lektin kacang kedelai Glycine max (L) Merr

sepanjang 387bp menggunakan elektroforesis gel agorose 2% dalam volume 40ml

Hasil Sequence gen lektin pada kacang kedelai Glycine max (L) Merr.

Gambar 4.2 Hasil Sequence gen lektin pada kacang kedelai Glycine max (L) Merr

menggunakan primer Leic_forward.

M

Page 27: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

25

Urutan nukleotida hasil sequence di analisa menggunakan program BLAST di

www.NCBI.nlm.niv.gov menunjukkan urutan nukleotida pada kacang kedelai

Glycine max (L) Merr memiliki kesamaan sebesar 99% dengan predicted: Glycine

max lectin-like (LOC100818710), mRNA (XM_003518752.2). Hasil tersebut

menunjukkan bahwa primer LEIC_forward & LEIC_reverse melekat spesific pada

gen lektin kacang kedelai Glycine max (L) Merr.

Page 28: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

26

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan :

1. Output Riset : Penelitian menghasilkan produk pita DNA yang dapat

digunakan sebagai identitas molekuler gen lektin pada kacang kedelai

Glycine max (L) Merr, dan menghasilkan produk primer foward dan reverse

untuk gen lektin kacang kedelai Glycine max (L) Merr yang dapat dijadikan

acuan identifikasi gen lektin pada kacang kedelai varietas kacang kedelai

lain.

2. Indikator Keberhasilan : Adanya pita fragmen gen lektin sepanjang 387 bp

sesuai dengan primer lektin yang telah didesain.

5.2 Saran :

Pada penelitian lebih lanjut disarankan menggunakan banyak varietas kacang

kedelai Glycine max (L) Merr untuk mengetahui kekerabatan gen lektin pada

kacang kedelai Glycine max (L) Merr dan mengecek kestabilan primer reverse dan

foward dalam mengisolasi gen lektin pada beberapa varietas kacang kedelai

Glycine max (L) Merr.

Page 29: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

27

DAFTAR PUSTAKA

Fu LL, Zhou CC, Yao S, Yu JY, Liu B, Bao JK. 2011. Plant lektins: targeting

programmed cell death pathways as antitumor agents. Int J Biochem Cell

Biol Int J Biochem Cell Biol;43(10):1442-9.

doi: 10.1016/j.biocel.2011.07.004.

Fang EF, Wong JH, Lin P, Ng TB.. 2010. Biochemical and functional properties

of a lektinpurified from korean large black soybeans a cultivar of glycine

max. NCBI-PubMed; PMID: 19715533.

Ginting, Erliana., Antarlina, S.S., Widowati, Sri.2009. Varietas Unggul Kedelai

Untuk Bahan Baku Industri Pangan. Jurnal Litbang Pertanian 28(3).

Hemalatha, C., Dhamotharan, R and Murugesan, S. 2011. Effect Of Soya Bean

Lektin OnStreptozotocin Induced Diabetic Rats.Asian J. Exp. Biol. Sci.

Vol 2(2): 231-236

Irwan, A.W. 2006. Budidaya Tanaman Kedelai (Glycine max (L.) Merill.

Fakultas Universitas Padjajaran Jatinangor.

Lam, S.K dan Tzi Bun Ng, 2011. Lektins: production and practical applications.

Appl Microbiol Biotechnol ,89:45–55. DOI 10.1007/s00253-010-2892-9.

Spilatro S.R., Graham R. C., Ruth E. W., Khari, Cablish, and Christine C. B.

1996.Characterization of a New Lektin of Soybean Vegetative Tissues

Plant Physiol. 110: 825-834.

Page 30: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

28

BUKTI PENERIMAAN ARTIKEL HASIL PENELITIAN PADA

SEMINAR DAN PUBLIKASI :

Page 31: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

29

FRAGMENT DNA 387BP GENE LECTIN OF SOYBEAN

(GLYCINE MAX (L.) MERIIL)

Rini Puspitaningrum1, Ria Amelia1,2, Ernawati1, Adisyahputra1

1 Departement of Biology, Faculty of Mathematics and Sciences Universitas Negeri Jakarta.

Jalan Pemuda 10 Rawamangun, Jakarta Pusat 13220-Indonesia. Telp. +62-21.4894909 ext.21 [email protected], [email protected]

Abstract

Lectin gene is a housekeeping gene that can be used as a molecular marker soybean (Glycine max

(L.) Meriil.). This study aimed to obtain the identity of the lectin gene molecular markers for

breeding purposes. This descriptive study was performed using PCR amplification and identification

of sequences using a lectin gene fragment sequencing techniques and phylogenetic search using

Mega Tree programme. The results obtained are lectin gene fragment along 387bp used primer

Leic Foward GCGGAAACTGTTTCTTTCAGCTGG and primer Leic Reverse

CCGGAAAGTGTCAAACTCAACAGCG.

Keywords: soybean, lectin gene, housekeeping gene, molecular marker

Introduction

Protein, fats, and carbohydrates in soybeans

has been studied several decades. Especially

since the discovery of compounds

isoflavones in soy could be expected to

reduce the risk of cancer, heart disease, and

osteoporosis, and also reduce the symptoms

of menopause. Soybeans in Indonesia has a

high protein content. (Ginting et al., 2009).

This study investigates soy DNA fragments

(387bp) fragment of the lectin gene of

soybean (Glycine max). Soybean lectin (SBL)

specifically binds to terminal N-acetyl-D-

galactosamine with greatest affinity and to a

lesser extent with D-galactose. Lectins are

carbohydrate-binding proteins or

glycoproteins that occur widely in plants,

animals and microorganisms (Vural, et al.,

2010). Protein lectins have been found

mostly in seeds of Legumes (Hemalatha, et

al., 2011). Lectin gene is a housekeeping

gene that can be used as a molecular marker

soybean (Glycine max (L.) Meriil.). Lectin

protein in soybean plants can be found in

vegetative organs such as leaves, stems and

roots. lectin protein content in vegetative

organs is less than the levels in soybean

seeds (Spilatro, SR, et. al, 1999). Differences

in levels of protein lectins not only the

location but also can be different for each

variety of soybean (Fang, EF, et al., 2010).

PCR has already proved its worth as an

analytical method for the detection of

Page 32: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

2

genetic organism material in seed or leaf,

through its simplicity, specificity, and

sensitivity in this study we isolated genomic

DNA from soybean seed coat varieties

detam-2 with DNA techniques. We use RIDE

DNA technique modification that combines

conventional DNA isolation techniques on

animal tissues and DNA isolation technique

with TriPure solution. We assume the

isolation of DNA in the seed coat requires

special techniques and require a long time to

lyse cell walls and cell membranes.

Materials and Methods

DNA Isolation

Soya bean seeds soaked in water for 10-15

minutes, then take the skin of the seeds and

weigh 0.3 grams. Next, prepare a mortar and

pestle to soften the seed coat by means

pounded, after fine inserted into microtube

1,5μL. Insert a 1 ml cell lysis DNA, Proteinase

K 70μL, 80μL 20% SDS solution into the

microtube. Then incubated for 2 hours.

Insert a 7.4 ph STE 600μL into microtube,

then the formation of pellet and supernatant

portion. A total of 500μL supernatant was

transferred to a new microtube, then put 1

ml Tripure. Samples were incubated for 5

min at room temperature (while inverted

until homogeneous), then centrifuged at

10,000 rpm for 12μL. Formed supernatant

and pellet, then take a supernatant. Add

Tripure into supernatant, then added 100μL

klroform cold, then incubated for 8 minutes,

centrifuged 10,000 rpm for 13 minutes. Take

the supernatant, and then is moved to

mikrotube. Then added 500μL isopropanol.

The next step, the sample divortex, then

incubated at room temperature for 5-10

minutes. Then centrifuged 10,000 rpm for 10

minutes Discard the supernatant formed

after the vortex, then add 1000μLdan cold

75% ethanol, and do Centrifuge 7500 rpm for

5 minutes. Discard the supernatant, then

vacuum until dry and added as much as 50μL

buffer Rehydration Solution.

PCR Primers

Design primers Leic for amplification of

regions of the soybean lectin gene. Leic

Primer foward dan reverse use sequence

nucleotide : Leic Foward

5’GCGGAAACTGTTTCTTTCAGCTGG’3 (24bp),

%GC : 50%. and primer Leic Reverse

5’CCGGAAAGTGTCAAACTCAACAGCG’3(25bp

), %GC : 52% with size fragment PCR product

387bp.

Standard PCR Assays

Each amplification reaction contained

1reaction 5.5ul nuclease free water, 2ul

DNA genom, 1ul Leic Primer foward, 1 ul Leic

primer reverse and 12.5ul Kappa Taq

Polymerase,were as follows: denaturation

for 3 min at 94ºC; 40 cycles of 30 s at 94ºC,

30 s at 60ºC, and 45s at 72ºC; and a final

extension o10 min at 72ºC.

PCR Fragment Analysis

Analysis of amplified DNA fragments were

electrophoresed on 2% agarose gels in

1TAE buffer, and bands were visualized by

ethidium bromide staining and UV

transillumination.

Result

Successful DNA Isolated Using RIDE DNA

technique modification.

The concentration of soybean genomic DNA

obtained: 68.08 ug /ul and purity of the DNA

of 1,619. purity DNA results are still

contaminated by protein and phenol as

Tripure solution in addition to isolating the

DNA also can isolate RNA and proteins in a

single reaction. But that does not mean there

are no soybean genomic DNA. No soybean

genomic DNA and results in the isolation of

Page 33: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

3

387 bp

proteins and there is still a phenol solution

covering absorbance values. Results of DNA

purity value which little can be enhanced

with PCR amplification methods. PCR

amplification methods require 100ng / ul of

genomic DNA. The concentration of soybean

genomic DNA obtained 68.08 ug / ul, the

volume of soya bean DNA used for PCR

amplification techniques as much as 2 ul or

136.16 ug / ul.

Results of soya bean lectin gene

amplification fragment 387 bp (Figure.1):

387 bp

Figure 1: Fragments lectin gene of soybean Glycine max (L) Merr 387bp length using gel electrophoresis agarose 2% .

Successful Sequence Lectin Gene of Soybean.

The results of lectin gene sequence shown in

Figure 2.

Figure 2. Lectin gene sequences using a

primer leic_ foward

If results are combined and blast using NCBI

Blast program resulting nucleotide sequence

similarity of 99% with a predicted: Glycine

max lectin-like (LOC100818710), mRNA

(XM_003518752.2). This means Leic forward

and reverse primer attaches to specific lectin

gene from soybeans. Leic forward and

reverse primer can be used to isolate the

lectin gene in soybeans.

Discussion

Research produces DNA that can be used as

the identity of molecular lectin gene in the

soybean Glycine max (L) Merr, and produce

primers products foward and reverse for

lectin gene of soybean Glycine max (L) Merr

which can be used as reference gene

identification lectins in beans soy soybean

varieties other. This research proved that the

seed coat can be made of soybean genomic

DNA isolation. The mature seed contains

about 3% of the weight of it (Laija et

al.,2010). The biological activities like anti-

tumor, anti-proliferative, immune

potentiating, antibacterial, antifungal, anti-

insect, and antiviral activities have been

found in lectins. Lectin compounds in black

soya beans have been known to have

hemagglutination activity, the enzyme

reverse transcriptase inhibitor of HIV-1,

antitumor and can bind to specific

carbohydrate compounds that make up the

cell membrane of bacteria and viruses (Fang,

EF, et al., 2010). Consumption of lectins

derived from soy can increase the activity of

the pancreas to produce insulin in diabetics

(Hemalatha, C., et al., 2011). Lectin proteins

M 1

Page 34: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

4

also recognize receptors on the tumor cells

so that the lectin protein can also act as an

agent of the target molecule tumor cell

death (Fu, LL, et al., 2011). Lectin compounds

have useful functions in the field of health.

References

Fu LL, Zhou CC, Yao S, Yu JY, Liu B, Bao JK.

2011. Plant lektins: targeting programmed

cell death pathways as antitumor agents. Int

J Biochem Cell Biol Int J Biochem Cell

Biol;43(10):1442-9. doi:

10.1016/j.biocel.2011.07.004.

Fang EF, Wong JH, Lin P, Ng TB.. 2010.

Biochemical and functional properties of a

lektinpurified from korean large black

soybeans a cultivar of glycine max. NCBI-

PubMed; PMID: 19715533.

Ginting, Erliana., Antarlina, S.S., Widowati,

Sri.2009. Varietas Unggul Kedelai Untuk

Bahan Baku Industri Pangan. Jurnal Litbang

Pertanian 28(3).

Hemalatha, C., Dhamotharan, R and

Murugesan, S. 2011. Effect Of Soya Bean

Lektin OnStreptozotocin Induced Diabetic

Rats.Asian J. Exp. Biol. Sci. Vol 2(2): 231-236

Irwan, A.W. 2006. Budidaya Tanaman

Kedelai (Glycine max (L.) Merill. Fakultas

Universitas Padjajaran Jatinangor.

Lam, S.K dan Tzi Bun Ng, 2011. Lektins:

production and practical applications. Appl

Microbiol Biotechnol ,89:45–55.DOI

10.1007/s00253-010-2892-9.

Spilatro S.R., Graham R. C., Ruth E. W., Khari,

Cablish, and Christine C. B.

1996.Characterization of a New Lektin of

Soybean Vegetative Tissues Plant Physiol.

110: 825-834.

Page 35: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

2

LAPORAN PENGGUNAAN ANGGARAN PENELITIAN

Jenis Pemasukan Pengeluaran

Dana Penelitian Rp. 8.500.000

Primer LEIC Foward-Reverse Rp.300.000

2 Mikropipet

Pipet-Lite Magnetic Assist Pipette,

Std,Shaft, 0.1-2ul (SL-2)

Rp.3.000.000

Kit Isolasi DNA Jaringan Geneaid

50x reaksi

Rp.2.695.000

Elektroforesis di Sentra BD Rp.150.000

Nano Drop 22 sampel di Sentra BD Rp.220.000

Alat Travo minisentrifuse step

down

Rp.60.000

Aqua untuk operator service Rp.4.000

Biaya Pengecekan alat PCR dan

Microsentrifuse

Rp.300.000

Kacang Kedelai Rp.12.150

Tempat Box Sampel Claris Good

Keep2737

Rp.25.800

Biaya Publikasi ICOLIB Rp.400.000

Print Poster Rp. 20.000

Tiket Kereta Api

Jakarta-Surabaya (PP)

Jumat , 25 Sept 2015

Rabu, 30 Sept 2015

Rp. 890.000

Tiket Kereta Api

Surabaya-Jember (PP),

Senin , 28 Sept 2015

Selasa, 29 Sept 2015

Rp.114.000

Ojek dr Stasiun Jember ke Hotel

Aston, Jember.

Senin, 28 Sept 2015

Rp.25.000

Taksi dr Hotel Aston ke Stasiun

Jember. Selasa 29 Sept 2015

Rp.30.000

Ojek dr Stasiun Gubeng ke

Penginapan di Surabaya (pp)

Rp.30.000

Konsumsi sebagai pengganti

penginapan selama publikasi.

Rp.300.000

Total Rp.8.500.000 Rp.8.575.950

33

Page 36: RINGKASAN - sipeg.unj.ac.idsipeg.unj.ac.id/repository/upload/laporan/15._(Laporan)_Identifikasi...Oleh karena itu, penelitian mengenai isolasi senyawa lektin pada kacang kedelai hitam

1