MUTASI C825T GEN katg ISOLAT L5 MULTIDRUG RESISTANT Mycobacterium tuberculosis TESIS RINA BUDI SATIYARTI NIM: Program Studi Kimia

Transkripsi

1 MUTASI C825T GEN katg ISOLAT L5 MULTIDRUG RESISTANT Mycobacterium tuberculosis TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh: RINA BUDI SATIYARTI NIM: Program Studi Kimia INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2 Mutasi C825T gen katg Isolat L5 Multidrug Resistant Mycobacterium tuberculosis Oleh: RINA BUDI SATIYARTI NIM: Program Studi Kimia Institut Teknologi Bandung Bandung, 27 Juni 2008 Mengetahui/Menyetujui, Pembimbing Achmad Saifuddin Noer, Ph.D NIP:

3 Surat Pernyataan Pelimpahan Hak Cipta dan Keaslian Karya Tulis Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Rina Budi Satiyarti NIM : Menyatakan bahwa Penulis Tesis dengan judul: Mutasi C825T Gen katg Isolat L5 Multidrug Resistant Mycobacterium tuberculosis Di bawah bimbingan Achmad Saifuddin Noer, Ph.D. Adalah benar-benar tesis tersebut hasil karya tulis berdasarkan data eksperimen perhitungan/permodelan Penulis selama melakukan Tugas Akhir Magister di Program Studi Kimia ITB. Bandung, 27 Juni 2008 Rina Budi Satiyarti

4 PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI. Referensi kepustakaan lebih dicatat, tetapi pengukitan dan peringkasan hanya dapat dilalukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk mrnyrbutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.

5 KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji dan syukur kehadirat Illahi, atas berkat rahmat dan karunia-nya, penulis dapat menyelesaikan tesis yang berjudul Mutasi C825T Gen katg Isolat L5 Multidrug Resistant Mycobacterium tuberculosis, sebagai syarat dalam meraih gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung. Ucapan terima kasih disampaikan kepada Bapak Achmad Saifuddin Noer, Ph.D, atas segala bimbingan dan masukkannya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini. Ucapan terima kasih juga disampaikan sebesar-besarnya kepada: 1. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Dr. Akhmaloka. 2. Ketua Program Studi Magister Dr. Dessy Natalia. 3. Ketua Program Studi S1 Kimia Institut Teknologi Bandung Dr. Indra Noviandri. 4. Seluruh staf pengajar Program Studi Kimia Institut Teknologi Bandung, atas segala bimbingannya dan masukannya. 5. Seluruh staf administrasi dan staf laboratorioum Program Studi Kimia Institut Teknologi Bandung. 6. Ibu, bapak, dan kakak-kakak tercinta atas doa, semangat, dan dukungannya. 7. Teman-teman Magister Kimia Angkatan Teman-teman yang berada di laboratorium penelitian biokimia, terima kasih atas bantuan yang diberikan kepada saya selama ini. Mohon maaf apabila tidak disebutkan satu - persatu karena keterbatasan tempat. Namun sekali lagi penulis ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya, semoga mendapat balasan yang setimpal dari Allah SWT. Bandung, Juni 2008 Penulis

6 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK...i ABSTRACT...iii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS...v KATA PENGANTAR...vi DAFTAR ISI...vii DAFTAR GAMBAR...ix DAFTAR TABEL...x DAFTAR LAMPIRAN...xi SINGKATAN...xii BAB I. Pendahuluan...1 I.1 Latar Belakang...1 I.2 Rumusan Masalah...2 I.3 Tujuan Penelitian...2 I.4 Batasan Penelitian...2 I.5 Metode Penelitian...2 I.6 Sistematika Penulisan...3 BAB II. Tinjauan Pustaka...4 II.1 Tuberkulosis...4 II.2 Mycobacterium tuberculosis...5 II.3 Multidrug resistant M. tuberculosis (MDR-TB)...7 II.4 Sifat resisten Mycobacterium tuberculosis...7 II.4.1 Resistensi M. tuberculosis terhadap isoniazid (INH)...8 II.4.2 Resistensi M. tuberculosis terhadap Rifampin (RIF)...9 II.5 Aktivasi Isoniazid pada M. tuberculosis...10 II.6 Enzim katalase peroksidase M. tuberculosis (KatG) 13 II.7 Mutasi enzim KatG M. tuberculosis...17 BAB III. Metodologi Penelitian...20 III.1 Diagram Alur Penelitian...20 III.2 Peralatan dan bahan...21

7 III.2.1 Peralatan...21 DAFTAR ISI (Lanjutan) Halaman III.2.2 Bahan...21 III.3 Metode Penelitian...22 III.3.1 Pemilihan sampel...22 III.3.2 Amplifikasi DNA...23 III.3.3 Analisis hasil PCR...24 III.3.4 Penentuan urutan nukleotida...24 III.3.5 Analisis in silico...25 BAB IV. Hasil dan Pembahasan...26 IV.1 Amplifikasi gen katg M. tuberculosis galur alami dan isolat L5 MDR-TB...26 IV.2 Hasil penentuan urutan nukleotida...27 IV.3 Analisis homologi...30 IV.4 Model struktur enzim katalase peroksidase M. tuberculosis...33 BAB V. Kesimpulan...35 DAFTAR PUSTAKA...36 LAMPIRAN...40

8 DAFTAR GAMBAR Halaman II.1 Peta genom M. tuberculosis H37Rv...6 II.2 Struktur isoniazid...8 II.3 Struktur rifampin...9 II.4 Tahapan aktivasi isoniazid menjadi radikal asil isonikotinat...10 II.5 Pembentukan senyawa asil-nadh isonikotinat...11 II.6 Kompleks INH-KatG M. tuberculosis...12 II.7 Interaksi-interaksi yang mungkin dalam pengaktifan INH...12 II.8 Monomer enzim KatG...13 II.9 Struktur enzim KatG M. tuberculosis...15 II.10 Interaksi hidrofobik pada enzim KatG...15 II.11 Lingkungan heme enzim KatG M. tuberculosis...17 II.12 Posisi mutasi enzim KatG M. tuberculosis...18 II.13 Sisi pengikatan substrat untuk INH pada M. tuberculosis...19 III.1 Diagram alur penelitian...20 IV.1 Elektroforesis gel agarosa M. tuberculosis H37Rv dan isolat L5 MDR-TB...26 IV.2 Lokasi fragmen PCR pada gen katg M. tuberculosis...27 IV.3 Elektroforegram hasil sequencing isolat L5 MDR-TB.28 IV.4 Data teks urutan nukleotida isolat L5 MDR-TB...29 IV.5 Eletroforegram nukleotida posisi IV.6 Elektroforegram fragmen DNA gen katg M. tuberculosis...31 IV.7 Posisi nukleotida 825 isolat L5 MDR-TB yang mengalami mutasi C825T...31 IV.8 Posisi dan jenis asam amino yang dikode oleh kodon IV.9 Fragmen amplifikasi DNA pada gen katg M. tuberculosis...33 IV.10 Struktur tiga dimensi enzim KatG M. tuberculosis...34 IV.11 Posisi asam amino Thr275 pada model tiga dimensi enzim KatG M. tuberculosis...34

9 DAFTAR TABEL III.1 DNA primer yang digunakan dalam penelitian...23

10 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A. Gen katg M. tuberculosis...39 Lampiran B. Elektroforegram urutan nukleotida...40 B.1. Urutan nukleotida M. tuberculosis H37Rv...40 B.2. Urutan nukleotida Isolat L5 MDR-TB Lampiran C. Data teks urutan nukleotida..42 C.1. Data teks urutan nukleotida M. tuberculosis H37Rv...42 C.2. Data teks isolat L5 MDR-TB...42

11 DAFTAR SINGKATAN DAN ISTILAH Singkatan Pertama kali digunakan halaman Asp (D) Aspartat 12 C Sitosin 27 ddh 2 O Aqua bidestilasi 21 DNA Deoxyribonucleic acid 20 dntp Deoxynucleotidetriphosphat 21 EtBr Etidium bromida 24 G Guanin 27 His (H) Histidin 15 HIV Human Immunodeficiency Virus 4 INH Isoniazid 1 kb Kilo basa 26 LAM Lipoarabinomannan 6 M. tuberculosis Mycobacterium tuberculosis 1 MDR Multidrug- resistant 1 OAT Obat anti tuberkulosis 1 PCR Polymerase Chain Reaction 23 PDB Protein Data Bank 32 RIF Rifampin 1 RNA Ribonucleic acid 8 Ser (S) Serin 2 T Timin 27 Taq Thermus aquaticus 21 TB Tuberkulosis 1 Thr (T) Treonin 2 Tyr (Y) Tirosin 15 WHO World Health Organization 4