REVIEW JURNAL

                                                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