Kemampuan Unik Rayap Kamikaze, Punya Senjata Bom Racun

Rayap Kamikaze. Foto: Stucture/Dr. Ales Bucek

Rayap kamikaze di Guyana Prancis telah mengambangkan mekanisme pertahanan yang unik: Bawa ransel berisi cairan beracun yang dapat meledak dan meracuni musuhnya. Kini, para ilmuwan berhasil memecahkan misteri tentang bagaimana ransel mematikan ini dapat dibawa dengan aman lalu diledakkan sesuai keinginan.

Para peneliti menemukan rayap kamikaze pekerja (Neocapritermes taracua) dewasa memiliki senjata ransel berbintik biru, yang dapat meledak saat mereka terancam, pada 2012. Rayap kamikaze pekerja memiliki sepasang kelenjar khusus di perut mereka. Kelenjar tersebut secara bertahap mengeluarkan enzim lakase biru BP76 ke dalam kantong di punggung mereka.

Seiring bertambahnya usia, rayap kamikaze akan mengembangkan ransel berisi kristal biru yang mengandung zat racun. Ketika menghadapi ancaman, rayap yang sudah tua akan merusak tubuh mereka, mencampuri enzim dengan sekresi jinak yang diproduksi di kelenjar ludah mereka. Hasilnya adalah cairan lengket, kaya akan benzoquinon yang sangat beracun dan dapat melumpuhkan atau membunuh predator.

Namun, para peneliti kebungunan soal bagaimana BP76 bisa tetap dalam keadaan padat, dan tersimpang di punggung rayap, tapi siap digunakan kapan pun. Studi baru yang diterbitkan di jurnal Stucture pada 15 Agustus 2024, berhasil memecahkan misteri ini dengan menyediakan struktur kristal resolusi tinggi pertama dari enzim BP76.

“Struktur tiga dimensi enzim mengungkapkan bahwa BP76 menggunakan berbagai strategi stabilitasi,” papar Jana Skerlova, penulis utama studi dan peneliti di Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the Czech Academy of Science.

Enzim itu terlipat rapat seperti lipatan selembar kertas menjadi bentuk yang padat. Cara ini membantu enzim terdegradasi dari waktu ke waktu. Lapisan pelindung lainnya berasal dari molekul gula yang melekat pada protein, membentuk perisai pelindung yang berfungsi untuk menstabilkannya.

Salah satu unsur BP76 yang paling menarik adalah ikatan kimia langka dan luar biasa kuat antara dua asam amino, lisin, dan sistein, di dekat wilayah aktif enzim. Ikatan ini tidak umum ditemukan dalam enzim dan memainkan peran penting dalam mempertahankan struktur BP76, terutama ketika enzim disimpan dalam keadaan padat di punggung rayap.

Ikatan ini bertindak seperti mekanisme penguncian, memastikan bahwa enzim mempertahankan bentuknya dan tetap berfungsi secara baik, siap digunakan seketika ketika rayap perlu mempertahankan koloninya.

“Sama seperti pengetahuan tentang komponen-komponen individual sebuah instrumen yang menjelaskan cara kerjanya, mengetahui struktur tiga dimensi sebuah molekul membantu kita memahami proses biologis,” ujar Pavlina Rezacova, rekan penulis studi dan ahli biologi struktural di Czech Academy of Science.

Kemampuan rayap untuk menyimpan dan mengakumulasikan enzim secara stabil seiring bertambahnya usia sangat penting untuk melindungi koloni. Penelitian sebelumnya menyebut, karena rahang rayap menumpul seiring bertambahnya usia, rayap yang lebih tua mungkin tidak seefektif rayap pekerja yang lebih muda dalam mencari makanan dan bertahan dari serangan predator.

Dengan ransel peledak, rayap kamikaze pekerja yang lebih tua bisa memberikan manfaat terakhir buat koloninya dengan mengeluarkan senjata mematikan bak bom racun.