1. sistem respons mekanisme quorum sensing.pptx

System response quorum sending

1. SISTEM RESPONS QUORUM SENSING

2. Apa itu Quorum Sensing ? Quorum sensing adalah suatu respons mikroba thd keberadaan populasi mikroba di lingkungannya Jadi sinyal berasal dari sejumlah mikroba dan diterima oleh mikroba lainnya ( sejenis ), sehingga mikorba penerima dapat memonitor jumlah populasi “ teman-temannya ”. Karena sinyal berasal dari mikroba sejenis , maka quorum sensing sering disebut cara mikroba berkomunikasi dg mikroba lainnya

3. Mekanisme Umum Quorum Sensing Sinyal ( disebut autoinducer ) diproduksi dan dilepaskan oleh sel-sel mikroba ke lingkungan Jika jumlah autoinducer mencapai level tertentu ( sejalan dg populasi mikroba tsb ), maka autoinducer diterima kembali oleh sel-sel mikroba Autoinducer bisa langsung masuk langsung ke sitoplasma ( atau lewat reseptor ) dan direspons mikroba dengan melakukan ekspresi genetik

4. Respons Sistem Quorum Sensing Respons mikroba terkait sistem quorum sensing antara lain Produksi Bioluminens Produksi Faktor Virulensi Produksi antibiotika Produksi Biofilm Produksi ekso-enzim Penghambatan pertumbuhan

5. Sistem Quorum Sensing

6. Quorum Sensing pada Bakteri Gram Negatif ( Vibrio fischeri ) Vibrio fischeri hidup di organ cahaya di cumi2 Euprymma scolopes V. fischeri memproduksi protein LuxI dr gen LuxICDABE Protein LuxI memproduksi autoinducer AHL AHL terdifusi keluar dan menempel di sekitar organ cahaya cumi2. Jika kadar AHL cukup , maka AHL masuk ke sitoplasma V. fischeri dan diterima oleh protein LuxR ( regulator respons ) LuxR -AHL ( sbg faktor transkripsi ) menuju operon LuxICDABE Gen LuxICDABE menyintesis protein cahaya Protein chy ini dimanfaatkan oleh cumi2 utk menghindari predator

7. Quorum Sensing pada Bakteri Gram Negatif Lainnya Proteobakteri gram negatif lainnya juga menggunakan protein tipe LuxIR untuk berkomunikasi dg AHL Protein tipe LuxIR mrp komunikasi quorum sensing intra-species

8. Quorum Sensing pada Bakteri Gram Positif Bakteri Gram positif berkomunikasi via quorum sensing menggunakan oligopeptida sbg autoinducer dan memakai sistem respons 2 komponen (sensor di membran ) Sinyal peptida tdk dpt terdifusi keluar tetapi harus melalui eksporter ( transproter keluar ) Banyak bajteri gram positif berkomunikasi dg multipeptida yg berkombinasi dg sinyal quorum sensing

9. Quorum Sensing pada Bakteri Gram Positif Staphylococcus aureus Pd jumlah sedikit S. aureus menyekresi protein utk penempelan kolonisasi , tetapi jika jmlnya banyak protein tsb direpress dan menyintesis protein toksin dan protease. Perubahan ini dirgulasi sistem Agr -QS AIP ( autoinducer petida ) disintesis oleh gen AgrD AgrB memodifikasi dan mengekspor AIP Jika kadar AIP cukup maka akan diterima oleh AgrC ( reseptor membran ) AgrC terfosforilasi dan fosfat ditransfer ke AgrA (Protein regulator respons )

10. AgrA -P menginduksi sintesis protein RNAIII dan protein RNAIII merepres sintesis protein adesi dan menstimulasi sintesis protein sekresi toksin Agr -P juga menginduksi gen AgrBDCA utk menyintesis banyak AIP utk mempercepat perubahan S. aureus mjd patogen

11. Quorum Sensing pada Bakteri Gram Positif Streptomyces Streptomyces menggunakan - butyrolakton sbg autoinducer Sstem QS S treptomyces bertanggung jawab thd diferensiasi morfologi dan produksi metabolit sekunder

12. Quorum Sensing Pararel pada Vibrio harveyi V. harveyi menggunakan 3 autoinducer secara pararel dan 3 reseptornya HAI-1 (AHL; disintesis oleh LuxM ) dg reseptor LuxN AI-2 ( disintesis LuxS ) dan berikatan dg LuxP di periplasma . LuxP-AI-2 diterima reseptor LuxQ CAI-1 ( disintesis oleh CqsA ) dg reseptor CqsS

13. Pd jml sel rendah , 3 reseptor menerima 3 autoinducer Reseptor mentrasfer P ke LuxU LuxU -P mentransfer P ke LuxO (protein regulator respons ) LuxO -P bersama faktor transkripsi sigma-54 menstimulasi sintesis 5 small-RNAs (Qrr1—5) Qrr sRNA berinteraksi dg Hfq melabilkan mRNA LuxR ( beda dg LuxR di gram neg ) LuxR diperlukan utk menstimulasi ekspresi gen luxCDABE utk menyintesis protease

14. Jika jumlah sel tinggi Terjadi akumulasi autoinducer Reseptor ke3 autoinducer tidak mentransfer P ke LuxU Akibatnya LuxO tidak terfosforilasi , shg mRNA LuxR stabil Maka gen luxCDABE aktif memproduksi protease Sehingga terbentuklah cahaya bioluminence

15. Quorum Sensing Serial pada Pseudomonas aeruginosa P. aeruginosa menggunakan multi autoinducer pd sistem serial QSnya P. aeruginosa menggunakan sistem QS LuxIR yg diberi nama LasIR dan RhlIR ( menyintesis autoinducer ) dan LasR dan RhlR ( sbg sensor & protein regulator respons ) LasI memproduksi autoinducer AHL. Jika jmlnya mencukupi diterima oleh LasR . LasR -AHL menstimulasi gen lasI , gen rhlR , gen rhlI .

16. rhlI menyintesis protein RhlI . RhlI memproduksi autoinducer AHL-C4 rhlR menyintesis protein RhlR Jika jml AHL-C4 cukup , maka akan diterima RhIR RhlR-AHL-C4 menstimulasi sekresi protein cystic fibrosa

17. Quorum Sensing Kompetisi pada Bacillus subtilis B. subtilis menggunakan 2 autoinducer yang saling berkompetisi untuk diferensiasi morfologi (switch kompeten  sporulasi ) Ke-2 auto inducer adalah ComX ( oligopeptida ) CSF ( oligopeptida ) ComX diterima oleh reseptor membran ComP , sedangkan CSF masuk melalui importir Opp CSF dlm jml kecil menstimulasi kompetensi CSF dlm jml besar menghambat kompetensi tetapi menstimulasi sporulasi

18. Quorum Sensing Switch on/off

19. Komunikasi Antar Species AI-2 yg disintesis dr LuxS ternyata dpt diterima oleh bakteri lainnya sbg autoinducer Hal ini karena banyak bakteri mengkode AI-2 dr protein LuxS , meskipun scr detail ada perbedaan tetapi secara umum sama AI-2 mengontrol ekspresi banyak gen pd berbagai bakteri

20. Perbedaan AI-2 V. harveyi ( atas ) dan Salmonella typhimurium ( bawah )

21. Penutup Quorum sensing adalah sistem respons bakteri thd lingkungannya , di mana sinyal bisa berasal dr dirinya maupun dr species lain. Sirkuit quorum sensing dapat berupa Tunggal autoinducer Multi autoinducer Multi autoinducer dapat bekerja secara Independen Berkaitan stimulasi Pararel Berkaitan stimulasi Serial Berkaitan kompetisi

22. Mekanisme respons quorum sensing dpt melalui Sistem 2 komponen (protein regulator respons + reseptor ) Sistem 1 komponen (protein regulator respons ) Satu protein regulator respons dpt menerima fosfat dr satu / lebih reseptor Protein regulator respons berperan sbg menstimulasi transkripsi ( tidak pernah sbg represor ) Jika ada represi thd transkripsi , represor adalah protein hsl transkripsi