Senyawa Antibiotika dari Bakteri dan Jamur Endofit: Mini review

Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013
Senyawa Antibiotika dari Bakteri dan
Jamur Endofit: Mini review
Muhammad Bahi1, Anizar2
1
Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Syiah Kuala, Darussalam, Banda Aceh, 23111
Indonesia
2
Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri1, Peureulak, Aceh Timur, 24453 Indonesia
Email: [email protected]
Abstrak. Penelitian senyawa-senyawa bioaktif termasuk senyawa bioaktif yang dapat
digunakan sebagai bahan obat antibiotika serta menunjukkan aktivitas antimikrobial dari
tanaman obat khususnya di Indonesia sudah banyak dilaporkan. Akan tetapi, penelitian
terhadap senyawa antibiotika dari bakteri dan jamur endofit yang berasal dari tanaman obat
masih belum banyak atau bahkan belum ada yang dilaporkan di Indonesia. Secara umum,
endofit didefinisikan sebagai mikroorganisme yang hidup dalam jaringan tumbuhan tanpa
menimbulkan efek negatif pada tanaman induknya. Penelitian terhadap senyawa antibiotika
dari mikroorganisme diawali oleh penemuan senyawa penicillin (-laktam antibitiotika) pada
tahun 1936, yang merupakan inhibitor terhadap pertumbuhan bakteri yang diproduksi oleh
jamur Penicillin sp. Oleh karena itu, tulisan ini bertujuan untuk membahas informasi yang
berhubungan dengan teknik isolasi senyawa bioaktif dari bakteri dan jamur endofitnya serta
uji aktivitas antimikrobial senyawa bioaktifnya dan dibandingkan dengan senyawa bioaktif
dari masing-masing tanaman asalnya.
Kata Kunci: Antibiotika, endofit, jamur, bakteri, mikroorganisme, tanaman obat,
antimikrobial.
PENDAHULUAN
Penelitian kimia bahan alam terhadap
senyawa-senyawa
bioaktif
(senyawa
metabolit sekunder) yang berasal dari
tumbuh-tumbuhan kususnya tumbuhan
yang berkhasiat obat, khususnya di
Indonesia, telah banyak dilaporkan. Akan
tetapi, penelitian kimia bahan alam
terhadap senyawa metabolit sekunder dari
mikroorganisme seperti bakteri atau jamur
yang terdapat pada tanaman obat masih
belum banyak atau bahkan belum ada hasil
penelitian yang dilakukan dan dilaporkan di
Indonesia.
Senyawa kimia bioaktif alami telah
berperan penting dalam kehidupan manusia
di bidang kesehatan terhadap pengobatan
berbagai macam jenis penyakit. Pengobatan
penyakit dengan ramuan atau campuran
tanaman obat telah lama digunakan oleh
masyarakat baik secara tradisional maupun
secara
modern.
Pendekatan
secara
etnobotani
maupun
kemotaksonomi
(fitofarmaka) merupakan teknik yang telah
digunakan oleh para ilmuwan dalam upaya
pencarian senyawa kimia bahan alam untuk
sumber bahan obat (leads).
Mikroorganisme dan hewan juga
merupakan sumber yang potensial bagi
senyawa kimia bahan alam. Senyawa kimia
bahan alam dengan aktivitas biologi dan
farmakologi dapat dimanfaatkan untuk
mendesain atau mencari bahan obat dalam
industri farmasi. Senyawa kimia bahan
alam
dengan
aktivitas
antibiotika
menunjukkan daya hambat pertumbuhan
mikroorganisme patogen seperti bakteri,
jamur dan virus, dan juga mengobati
penyakit
yang
disebabkan
oleh
mikroorganisme patogen tersebut.
Pertambahan jumlah mikroorganisme
yang resisten terhadap obat antibiotika,
minimnya jumlah dan jenis senyawa obat
antibiotika baru di pasaran telah mendorong
para ahli kimia bahan alam untuk mencari
Semirata 2013 FMIPA Unila |429
Muhammad Bahi dkk: Senyawa Antibiotika dari Bakteri dan
Jamur Endofit: Mini review
sumber baru dan potensial senyawa obat
antibiotika.
Selain
itu,
penggunaan
antibiotika sintetik dalam bidang kesehatan
juga dilaporkan terjadi peningkatan daya
resistensi strain mikroorganisme terhadap
obat antibiotika.
ENDOFIT DAN ANTIBIOTIKA
ENDOFIT
Definisi
umum
endofit
adalah
berdasarkan fungsi dari keberadaan
organisme yang hidup dalam jaringan
tumbuhan tanpa menimbulkan efek negatif
terhadap inang tumbuhnya. Tanaman
berbiji, lumut, pakis merupakan tumbuhtumbuhan yang menjadi inang bagi
mikroorganisme endofit dan banyak
terdapat di ekosistem daerah tropis dan
tundra
kutub.
Ascomycetes
dan
basidiomycetes
merupakan
contoh
organisme endofit yang hidup berkoloni
secara simbiosis mutulisme di dalam salah
satu jaringan tanaman seperti dalam daun,
kulit batang, atau akar. Peran endofit pada
tumbuhan antara lain adalah sebagai
berikut:
a) Ikut berperan dalam interaksi
mutualisme;
b) Meningkatkan daya tahan tanaman
terhadap serangan penyakit dan
kekeringan; serta
c) Meningkatkan pertumbuhan tanaman
Organisme endofit merupakan sumber
baru dan potensial untuk penemuan
senyawa-senyawa metabolit sekunder baru
dan berguna serta memiliki aktivitas
biologis
seperti
antikanker,
immunomodulator, anti-inflamasi, dan
hormon pertumbuhan.
Gambar 12 menunjukkan sebaran bakteri
dan jamur endofit yang diisolasi
430|Semirata 2013 FMIPA Unila
Gambar 12 Mikroorganisme endofit (bakteri dan
jamur) pada media agar Potato Dextrose
Agar (PDA) dalam cawan petri.
dari sejenis tumbuhan obat pada media agar
dalam cawan petri.
ANTIBIOTIKA
Secara umum, antibiotika didefinisikan
sebagai senyawa obat yang digunakan
untuk mengobati infeksi yang disebabkan
oleh bakteri dan mikroorganisme selain
bakteri. Awalnya, senyawa antibiotika
diproduksi oleh suatu mikroorganisme
untuk
menghambat
pertumbuhan
mikroorganisme lainnya secara selektif.
Selain itu, senyawa antibiotika yang
mampu
membunuh
bakteri
disebut
bakterisida dan senyawa antibiotika yang
hanya
mampu
menghambat
atau
menghentikan pertumbuhan bakteri disebut
bakteristatis.
Penelitian terhadap senyawa antibiotika
dari
mikroorganisme
diawali
oleh
penemuan senyawa penicillin (-laktam
antibitiotika) oleh Alexander Fleming pada
1936,
yang
merupakan
inhibitor
pertumbuhan bakteri yang diproduksi oleh
jamur Penicillin sp. Pada tahun 1942,
Weksman
melaporkan
senyawa
streptomycin yang diisolasi pertama sekali
dari bakteri Streptomyces griseus yang
kemudian digunakan untuk pengobatan
penyakit tuberculosis.
Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013
NH
HN
NH2
HO
OH
NH
HO
N
NH2
H OH
H
H3C
O
O
OH
FERMENTASI, EKSTRAKSI DAN
ISOLASI SENYAWA BIOAKTIF
OO
H
OH
O
OH
HN
CH3
Streptomycin
ISOLASI JAMUR ENDOFIT
Sampel tangkai dan daun dari masingmasing tumbuhan kemboja dan galinggang
dicuci dengan air keran dan dikering
anginkan. Selanjutnya, sampel tangkai dan
daun dari masing-masing tumbuhan obat
tersebut dipotong kecil dengan ukuran
panjang 5 cm. Fragmen sampel daun dan
tangkai tersebut disterilisasi masing-masing
dengan proses perendaman secara berturutturut dalam EtOH 70% selama 1 menit,
larutan sodium hipoklorit 5% selama 5
menit, etanol 70% selama 1 menit, dan
dicuci dengan air steril sebanyak 2 (dua)
kali. Sampel tangkai dan daun yang telah
disterilisasi selanjutnya dikeringkan pada
kertas (tissue) steril dan ditransfer ke plat
medium padat potato dextrose agar (PDA)
pada cawan petri yang mengandung
chloramphenicol (100 mg/l). Plat kultur
PDA tersebut yang telah disegel dengan
parafilm, kemudian, diinkubasi dan diamati
pada suhu 28°C selama 1-2 minggu. Proses
pemurnian strain jamur endofitnya pada
plat medium PDA dilakukan perulangan
sampai didapatkan strain murni yang
dianalisis
secara
makroskopik
dan
mikroskopik, serta penentuan secara
taksonomi.
Strain murni jamur endofit ditumbuhkan
(dikultur) pada medium beras yang telah
disterilisasi dalam gelas Erlenmeyer 500 ml
(40g beras/80 ml air), dan difermentasi
pada suhu ruangan selama 4-6 minggu.
Beras fermentasi (beras yang telah
ditumbuhi
jamur
endofit)
tersebut
diekstraksi
secara
berturut-turut
menggunakan pelarut organik dengan
metanol, siklo-heksana, dan etilasetat.
Ketiga ekstrak fase organik tersebut
masing-masing
dilakukan
pemisahan
senyawa
metobolitnya
dengan
menggunakan kolom kromatografi silika
gel (G-60, 70-230 mesh) secara dan dielusi
secara gradien dengan pelarut siklo-heksana
dan etilasetat. Masing-masing fraksi
kromatografi kolom dimonitor pada plat
KLT dengan pereaksi penampak noda dan
sinar lampu UV, serta dipandu dengan uji
aktivitas antimikrobialnya terhadap bakteri
dan jamur. Fraksi aktifnya selanjutnya
dimurnikan
lebih
lanjut
dengan
kromatografi kolom Sephadex LH-20 yang
dielusi dengan pelarut metanol atau
campuran pelarut semipolar (metanol dan
diklorometana).
DAFTAR PUSTAKA
M. Bahi. (2012). Isolasi dan karakterisasi
senyawa metabolit sekunder dari
bakteri laut Streptomyces sp., Depik,
Vol. 1. Issue 3, p 159-162
M. S. Butler. (2005). Natural products to drugs:
natural product derived compounds in
clinical trials, Nat. Prod. Rep., Vol. 22,
p 162-195.
Semirata 2013 FMIPA Unila |431
Muhammad Bahi dkk: Senyawa Antibiotika dari Bakteri dan
Jamur Endofit: Mini review
S. A. Waksman, H. A. Lechevalier. (1949).
Neomycin, a new antibiotic active
against streptomycin resistant bacteria,
including Tuberculosis organisms,
Science, Vol. 109, Issue 2830, p 305307
A. H. Aly, A. Debbab, J. Kjer, P. Proksch.
(2010). Fungal endophytes from higher
plants:
a
prolific
source
of
phytochemicals and other bioactive
natural products, Fungal Divers., Vol.
41, p 1–16.
K. Nakanishi. (1999), An historical perspective
of natural products chemistry: S. Ushio
(Ed.), Comprehensive Natural Products
Chemistry, Vol. 1 Elsevier Science B.
V., Amsterdam, p 23-40.
K. D. Hyde, K. Soytong. (2008). The fungal
endophyte dilemma. Fungal Divers.,
Vol. 33, p 163–173.
M. A. Fischbach, C. T. Wals. (2009).
Antibiotics for emerging pathogens,
Science, Vol. 325, p 1089-1093.
M. S. Butler, and M. A. Cooper. (2011).
Antibiotic in the clinical pipeline in
2011, J. Antibiotic, Vol. 64, p 413-425.
J. Clardy, M. Fischbach, C. Currie. (2009). The
natural history of antibiotics, Curr.
Biol., Vol.19, Issue 11, p 347-441.
432|Semirata 2013 FMIPA Unila
D. S. S. Kumar, K. D. Heyde. (2004).
Biodiversity and tissue-recurrence of
endophytic fungi in Trypterygium
wilfordii, Fungal Divers., Vol. 33, p 6990
A. D. Buss, M. S. Butler, (Eds). (2010). Natural
Product Chemistry for Drug Discovery,
RCS Publishing Co., Cambridge, UK, p
215.