Cupriavidus metallidurans: Bakteri Penghasil Emas

waktu baca 4 menit
Minggu, 19 Nov 2023 18:33 0 969 Elsa Mega Suryani

Bakteri dengan potensi menghasilkan emas pertama kali diisolasi pada tahun 1976 dari limbah industri pengolahan logam yang berlokasi di Belgia. Kemampuannya untuk mendetoksifikasi emas dengan mengubahnya menjadi emas metalik ditemukan pada tahun 2009. Cupriavidus metallidurans artinya “tahan logam” adalah spesies bakteri unik yang bertahan hidup di lingkungan dengan konsentrasi logam berat tinggi, yang dapat menjadi racun bagi bakteri lain. Cupriavidus metallidurans, bakteri Gram-negatif berbentuk batang yang hidup di tanah yang mengandung logam, bakteri ini mengekstraksi emas dari senyawa logam berat di lingkungan, membentuk “nano-nugget emas kecil”.

Memproduksi emas murni dari bakteri tampaknya merupakan suatu keuntungan di saat harga emas melonjak. Namun apakah ini berarti dapat menghasilkan emas dari bakteri dan diproduksi skala besar?  Meskipun bakteri ini dapat menghasilkan emas murni 24 karat, namun dikatakan bahwa eksperimen ini dalam skala yang lebih besar akan memakan biaya yang mahal. Jadi, kita tidak boleh melihat hal ini sebagai investasi emas dalam krisis ekonomi. 

Logam ditemukan di lingkungan dalam konsentrasi berbeda. Ion emas bebas ditemukan dalam jumlah besar di media air karena potensi redoks Au (I) dan Au (III) melebihi air, yang dapat menyebabkan toksisitas emas pada organisme. Untuk memerangi toksisitas, bakteri secara aktif mengangkut emas keluar dari sitoplasma melalui pompa efflux. Kondisi pertumbuhan yang berbeda juga dapat mempengaruhi kemampuan bertahan hidup sel dalam menanggapi kontaminan logam beracun. 

Gambar 1. Mikrograf elektron sekunder dari biofilm C. metallidurans yang mengendapkan emas ( A ) Morfologi biofilm secara keseluruhan, sel individual dan biomineral emas, ( B ) asosiasi sel individu dengan partikel nano emas (Parker et al, 2013)

C. metallidurans memiliki enzim yang disebut CupA yang berperan dalam memompa kelebihan tembaga. Ketika emas dan tembaga berada di lingkungan dan bersentuhan dengan bakteri, bakteri menonaktifkan enzim ini dan megaktifkan enzim lain, yaitu CopA. Enzim ini mengubah emas dan tembaga kembali ke bentuk aslinya yang sulit dicerna. Hal ini memastikan bahwa lebih sedikit senyawa tembaga dan emas yang masuk ke dalam sel. Bakteri menjadi lebih sedikit keracunan dan enzim yang memompa keluar tembaga dapat membuang kelebihan tembaga tanpa hambatan.

Di alam, Cupriavidus metallidurans memainkan peran penting dalam pembentukan apa yang disebut emas sekunder alami. yang muncul setelah penguraian bijih emas purba primer yang terbentuk secara geologis. Ini mengubah partikel emas beracun yang terbentuk selama proses pelapukan menjadi partikel emas yang tidak berbahaya, sehingga menghasilkan bongkahan emas. Kemampuan Cupriavidus metallidurans ini dapat berguna sebagai biosensor untuk industri pertambangan emas, penerapan dalam bioremediasi. Namun, ia juga dianggap sebagai “alkemis modern” karena kemampuannya mengendapkan emas padat dari air emas (III) tetraklorida, menghasilkan emas 24 karat dalam waktu seminggu.

Referensi

  1. Gazitua, P.A., Alburquenque, S.F., Rojas,L.A., Turner, R.J., Guiliani, N., Seeger, M. 2019. The Response of Cupriavidus metallidurans CH34 to Cadmium Involves Inhibition of the Initiation of Biofilm Formation, Decrease in Intracellular c-di-GMP Levels, and a Novel Metal Regulated Phosphodiesterase. Front. Microbiol., 10, https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.01499
  2. Grobe, C., Scherer, J., Schleuder, G., Nies, D.H. 2023. Interplay between Two-Component Regulatory Systems Is Involved in Control of Cupriavidus metallidurans Metal Resistance Genes. Genetics and Molecular Biolog, 205 (4) DOI: https://doi.org/10.1128/jb.00343-22
  3. Janssen PJ, Van Houdt R, Moors H, Monsieurs P, Morin N, Michaux A, Benotmane MA, Leys N, Vallaeys T, Lapidus A, Monchy S, Médigue C, Taghavi S, McCorkle S, Dunn J, van der Lelie D, Mergeay M. 2010. The complete genome sequence of Cupriavidus metallidurans strain CH34, a master survivalist in harsh and anthropogenic environments. PLoS One. 5;5(5):e10433. doi: 10.1371/journal.pone.0010433. PMID: 20463976; PMCID: PMC2864759.
  4. Notaro, Anna, Adele Vanacore, Antonio Molinaro, Immacolata Speciale, and Cristina De Castro. 2022. “Structure and Conformation Study of the O-Antigen from the Lipopolysaccharide of Cupriavidus metallidurans CH34″ Polysaccharides 3, no. 1: 188-199. https://doi.org/10.3390/polysaccharides3010009
  5. Parker, Ceth W., Julie A. Wolf, Augusto S. Auler, Hazel A. Barton, and John M. Senko. 2013. “Microbial Reducibility of Fe (III) Phases Associated with the Genesis of Iron Ore Caves in the Iron Quadrangle, Minas Gerais, Brazil” Minerals 3, no. 4: 395-411. https://doi.org/10.3390/min3040395
  6. Reith, F., Etschmann, B., Grosse, C., Brugger, J. 2009. Mechanisms of gold biomineralization in the bacterium Cupriavidus metallidurans. PNAS, 106 (42): 17757-17762 https://doi.org/10.1073/pnas.0904583106
  7. Zammit, C.M., Reith, F. (2013). Gold Biomineralization in Bacterium Cupriavidus Metallidurans. In: Kretsinger, R.H., Uversky, V.N., Permyakov, E.A. (eds) Encyclopedia of Metalloproteins. Springer, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-1533-6_581

 

Elsa Mega Suryani

Elsa Mega Suryani

S2 Biologi Universitas Brawijaya (2022)
PT. Bumame Farmasi (2022)
Lecturer (2022-now)

Tidak ada komentar

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Arsip

Kategori

Kategori

Arsip

LAINNYA
x