TUGAS REVIEW JURNAL
Nama :
Ratna Lestyana Dewi Prodi :
Biologi 5A/ Semester 5
NIM :
11140950000007 Dosen :
Reno Fitri, M.Si
Tanggal :
2 Januari 2017 Mata Kuliah : Fisiologi Mikroba
Mikroba Sebagai Penghasil Senyawa
Metabolit
Sekunder
(Antibiotik)
PENDAHULUAN
Antibiotik
merupakan substansi yang dihasilkan oleh organisme hidup yang dalam konsentrasi
rendah dapat menghambat atau membunuh organisme lain (Zahner, 1972 dalam Hasim,
2003). Bagi negara berkembang munculnya bakteri yang resisten terhadap antibiotik
merupakan masalah penting. WHO telah mengadakan penelitian terhadap 30 penyakit
infeksi dan diketahui bahwa banyak strain bakteri penyebab penyakit infeksi
yang resisten terhadap antibiotik (Heymann, 1996). Kemudian, terdapat pula
permasalahan resistensi bakteri yang disebabkan oleh aktivitas enzim
β-laktamase, dapat dikurangi dengan mencari antibiotik yang mampu menghambat aktivitas
enzim.
Oleh karena itu, sangat diperlukan
mencari galur-galur antimikroba baru yang menghasilkan antibiotik dengan
potensi lebih tinggi dalam membunuh penyakit. Penelitian yang dilakukan
Walksman tahun 1950, mendapatkan bahwa ternyata Actinomycetes banyak ditemukan di tanah berumput. Populasi Actinomycetes pada tanah rizosfer rumput
mendekati 40 % dari total mikroflora tanah.
Eksplorasi Actinomycetes terutama
genus Streptomyces yang pada umumnya
dapat ditemui di laut telah banyak mendapatkan banyak jenis antibiotik, tetapi
eksplorasi untuk mendapatkan spesies-spesies Streptomyces baru untuk mendapatkan antibiotik baru tetap dilakukan
dan ternyata memang menghasilkan. Eksplorasi tersebut tetap dilakukan karena
ada faktor resistensi kuman terhadap antibiotik yang telah ada. Lebih dari 90 %
antibiotik yang dihasilkan dari berbagai spesies Streptomyces digunakan untuk terapi penyakit infeksi yang
disebabkan oleh bakteri. Tetapi, karena adanya resistensi bakteri yang timbul
akibat adanya mutan-mutan baru, maka sering mengakibatkan antibiotik tidak bisa
digunakan sesuai dosis yang dianjurkan. Antibiotik tidak efektif lagi dalam
dosis anjurannya.
Selain itu, kebutuhan antibiotik
dengan efektivitas tinggi sebagai antikanker juga masih sangat diperlukan.
Untuk mendapatkan antikanker baru, para peneliti telah banyak melakukan
berbagai cara seperti eksplorasi senyawa dari bahan alam seperti mikroba,
tanaman, dan hewan laut. Eksplorasi senyawa aktif dari mikroba biasanya
diisolasi dari jenis Actinomycetes, kapang, dan bakteri. Actinomycetes
merupakan kelompok mikroba penghasil antibiotik dan antikanker terbanyak
dibandingkan dengan kapang dan bakteri. Sekitar 70% antibiotik maupun
antikanker yang telah ditemukan dihasilkan oleh Actinomycetes. Salah satu genus
dari kelompok Actinomycetes yaitu Streptomyces,
terbukti merupakan genus penghasil terbanyak antibiotik maupun antikanker
(Alcamo,1996).
Adapun tujuan pada penelitian yang
terdapat pada masing-masing jurnal adalah untuk mengetahui potensi mikroba yang
dapat menghasilkan senyawa metabolit sekunder (antibiotik).
METODOLOGI PENELITIAN
Pengambilan
Sampel
Sampel penelitian diambil dari
beberapa lokasi di wilayah Ekosistem Air Hitam, adapula pengambilan sampel
dengan mengambil sedimen laut, dan sampel air, dan adapula yang diperoleh dari
koleksi Dr. E. Helmke, Alfred-Wegener Institute of Polar and Marine Research,
Bremerhaven, Germany. Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium kimia
organik, Institute of Organic and Biomoleculare Chemistry, University of
Goettingen, Germany.
Isolasi dan Karakterisasi
Isolasi dilakukan dengan cara metode
pengenceran secara seri dari 10-1 sampai dengan 10-5 menggunakan air demineral
steril. Selanjutnya 0,1 mL cairan sampel yang telah diencerkan disebarkan pada
permukaan agar media isolasi. Komposisi media agar untuk isolasi adalah sebagai
berikut: 10 g soluble starch, 2 g kasein, 4 g ekstrak yeast, dan 16 g agar
dalam 1000 mL air. Karakterisasi isolat dilakukan dengan berpedoman pada buku
identifikasi Bergey's Manual of Determinative Bacteriology (Holt dkk., 1994).
Beberapa karakteristik yang diamati meliputi morfologi koloni, bentuk sel dan
sifat biokimiawi. Pengamatan morfologi koloni dilakukan secara visual, meliputi
bentuk dan warna koloni serta keadaan permukaan koloni. Pengamatan bentuk sel
dilakukan menggunakan mikroskop. Pengujian biokimiawi meliputi pewarnaan Gram
dan uji fermentasi karbohidrat (glukosa, sukrosa, dan manitol) dan H2S, dan
kemudian kemampuan tumbuh pada beberapa kondisi perlakuan suhu dan pH juga
diamati.
Uji Antibiotik
Uji
antibiotik dilakukan dengan metode sumuran, yaitu cawan petri diinokulasi
masing-masing dengan organisme uji pada medium nutrien agar. Pada permukaan
medium agar dibuat lubang dengan bantuan silinder gelas. Lubang yang terbentuk
pada agar kemudian diisi dengan kultur cair isolat bakteri (pada fermentasi 2,
4, 6, dan 8 hari) kemudian diinkubasi selama 24 jam pada suhu kamar. Apabila
ada potensi antibiotik, maka di sekitar lubang tadi terlihat zona
penghambat pertumbuhan organisme uji. Potensi
antibiotik diperoleh dengan mengukur diameter zona hambat di sekitar lubang.
Langkah ini dilakukan pada semua isolat (ada 7 isolat).
Uji
Toksisitas Terhadap Sel A549 (pada jurnal pengujian sel kanker)
Sel A549 yang merupakan sel kanker
paru-paru manusia (Human Lung Cancer Cell) dikulturkan dalam medium Dulbecco’s
Modified Eagle Medium (DMEM) yang mengandung 10% Fetal Bovine Serum (FBS). Sel
didistribusikan ke 96-well microplate (4.000 sel/200 mL/sumur) dan selanjutnya
diinkubasi dalam inkubator CO2 (5% CO2-udara, 37° C) selama 14 jam.Sampel uji
(dalam pelarut metanol) dengan konsentrasi 1 μg/200 μL ditambahkan ke setiap
sumur, masing-masing 5 mL kecuali blanko yang hanya ditambahkan 5 mL pelarut
metanol. Sel dikulturkan selama 48 jam dalam inkubator CO2 (Freshney, 2006). Jumlah
sel yang hidup dihitung dengan metode Alamar Blue.
Semua tahapan pemisahan dan
purifikasi akan dipandu dengan uji toksisitas terhadap A549 untuk menentukan
fraksi ataupun fase mana yang memiliki toksisitas. Fraksi aktif selanjutnya
dipilih dan digunakan pada tahap berikutnya.
HASIL
PENELITIAN
Berdasarkan pada
masing-masing jurnal tersebut bahwa mikroba penghasil senyawa metabolit
sekunder (antibiotik) diperoleh dari genus Streptomyces.
Seperti pada pembahasan jurnal pertama bahwa Strain B5798 yang diidentifikasi
sebagai genus Streptomyces berdasarkan hasil analisis 16S rRNAnya. Marine
Streptomyces sp. B5798 membentuk koloni mycelia putih pada medium
padat agar M2+ setelah diinkubasi selama 3 hari pada suhu 28 ºC. Uji bioassay
dari ekstrak kasarnya hanya menunjukkan aktivitas biologis terhadap Artemia
salina (brine shrimps test). Kromatografi Lapis Tipis (KLT) dari
ekstrak kasarnya juga menunjukkan empat pita noda yang menyerap sinar UV pada
254 nm, dan memperlihatkan warna violet, merah jambu, coklat dan hitam setelah
disemprot dengan pereaksi penampak noda anisaldehid/asam sulfat dan dipanaskan
pada suhu oven 105 ºC.
Hasil identifikasi pada jurnal yang
kedua menggunakan 16S rRNA menunjukkan bahwa isolat RS02-085 memiliki kemiripan
terhadap Streptomyces tsukubaensis
sebesar 98%. S. tsukubaensis dikenal
mampu menghasilkan senyawa aktif immunosuppresan FK506 (Tanaka et al., 1987).
Berdasarkan hasil uji bioassay terhadap sel kanker A549, selanjutnya dipilih
isolat yang paling kuat toksisitasnya terhadap sel kanker A549. Isolat RS02-085
yang memiliki toksisitas paling tinggi dipilih sebagai isolat untuk penelitian
lebih lanjut. Hasil produksi secara kultur cair isolat RS02-085 menggunakan medium
yeast-pepton menghasilkan ekstrak kering sebesar 0,35 g dan ekstrak dari sel
(biomassa) sebesar 3,15 g. Kemudian, dari hasil pemurnian menggunakan
kromatografi kolom dan HPLC preparatif diperoleh senyawa aktif tunggal yang
menandakan bahwa Streptomyces
memiliki potensi yang baik.
Hal tersebut terjadi pula pada pembahasan jurnal
selanjutnya bahwa terlihat hasil uji potensi antibiotik, menunjukkan bahwa
isolat bakteri rizosfer tersebut cukup berpotensi. Terbukti dari uji potensi
antibiotik terhadap E. coli dan S. aureus (Ferani, 2005), K.
pneumoniae (Lestari, 2006), C. Albicans (Saputro, 2006), T.
mentagrophytes (Ardi, 2006) menghasilkan zona penghambatan yang “sangat
kuat”, “kuat” dan “sedang”.
Hasil seleksi pada pembahasan jurnal
yang keempat yaitu diperoleh dari sebanyak 240 isolat uji, memperlihatkan bahwa
ICBB 1171 mampu menghambat pertumbuhan bakteri patogen Escherichia coli ATCC 35218 yang menghasilkan enzim β-laktamase tipe
TEM-1. pH dan suhu optimum untuk pertumbuhan isolat ICBB 1171 adalah pH 7,0 dan
suhu 30 °C.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dari
keseluruhan jurnal diatas dapat disimpulkan bahwa Actinomycetes khususnya pada
bakteri genus Streptomyces merupakan sumber baru yang potensial untuk
pencarian senyawa-senyawa bahan obat atau zat antibiotik dan metabolit sel
kanker A549. Adapun empat senyawa metabolit sekunder, yaitu asam p-hidroksifenilasetat
(2), asam indole-3-karboksilat (3), asam indole-3-asetat (4)
dan macrolactin.
Mikroba
yang diidentifikasi merupakan Streptomyces tsukubaensis, memiliki
toksisitas yang tinggi terhadap sel kanker A549. Hasil studi lebih lanjut
menunjukkan bahwa senyawa aktif yang dihasilkan oleh isolat RS02-085 diduga adalah
citropeptin dengan rumus molekul C50H82N8O15.
Sementara itu, isolat bakteri rizosfer rumput Pangola (D. decumbens)
yang sudah diperoleh mempunyai potensi antibiotik terhadap E. coli multiresisten
yang cukup baik. Kemudian, hasil
seleksi dari sebanyak 240 isolat uji, memperlihatkan bahwa ICBB 1171 mampu
menghambat pertumbuhan bakteri patogen Escherichia coli ATCC 35218 yang
menghasilkan enzim β-laktamase tipe TEM-1.
REFERENSI
a.
Jurnal 1 : Isolasi dan Karakterisasi Senyawa Metabolit
Sekunder dari Bakteri Laut Streptomyces sp.
Penulis :
Muhammad Bahi
Jurusan Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Univesitas Syiah Kuala,
Banda Aceh, 23111, Desember 2012
b.
Jurnal 2 :
Isolasi Actinomycetes Laut Penghasil
Metabolit Sekunder yang Aktif Terhadap Sel Kanker A549
Penulis : Rofiq Sunaryanto,
Bambang Marwoto, dan Yoshihide Matsuo
Jurnal Pascapanen dan Bioteknologi Kelautan dan
Perikanan Vol. 5 No. 2, Desember 2010
c.
Jurnal 3
: Potensi Antibiotik Isolat Bakteri Rizosfer Terhadap Bakteri Escherichia coli Multiresisten
Penulis : Triastuti Rahayu
Jurnal
Penelitian Sains & Teknologi, Vol. 7, No. 2, 2006: 81 - 91, FKIP Universitas
Muhammadiyah Surakarta Jln. A. Yani, Tromol Pos I, Pabelan
Kartasura, Surakarta 57102, tahun 2006
d.
Jurnal 4 :
Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Penghasil Antibiotik Inhibitor β – Laktamase
TIPE TEM-1 dari Ekosistem Air Hitam
Penulis : Liswara Neneng
Program Studi Pendidikan
Biologi, Universitas Palangka Raya Jl. Yos Sudarso, Tunjung Nyaho,
Palangkaraya, 73112, Januari 2008
Tidak ada komentar:
Posting Komentar