JST Kesehatan, Januari 2015, Vol.5 No.1 : 97 – 102
ISSN 2252-5416
AKTIVITAS INHIBITOR ALPHA-GLUKOSIDASE FUNGI ENDOFIT MPD2 YANG DIISOLASI DARI TANAMAN ONGKEA (Mezzetia parviflora Becc.) Activity Inhibitor Alpha-Glucosidase Endophytic Fungal MPD2 Isolated from Ongkea (Mezzetia parviflora Becc.) Hikmal, Gemini Alam, Mufidah Fakultas Farmasi, Universitas Hasanuddin, Makassar (E-mail:
[email protected]) ABSTRAK Salah satu tanaman obat yang secara empiris digunakan oleh masyarakat di Sulawesi Tenggara khususnya masyarakat buton adalah tanaman ongkea (Mezzettia parviflora Becc). Penelitian ini bertujuan menentukan efektivitas penghambatan enzim alpha glukosidase metabolit sekunder yang dihasilkan dari proses fermentasi fungi endofit MPR, MPD1, MPD2. Penelitian ini menggunakan metode experimental yang dilakukan di Laboratorium Biofarmaka Universitas Hasanuddin. Pengujian aktivitas penghambatan aktivitas enzim alpha glukosidase diukur dengan menggunakan substrat p-nitrofenil-α-D-Glukopiranosida. Enzim α-glukosidase akan menghidrolisis p-nitrofenil-αD-Glukopiranosida menjadi p-nitrofenol (berwarna kuning) dan α-D-glukopiranosida. Aktivitas enzim diukur berdasarkan hasil absorbansi p-nitrofenol yang absorbansinya terukur pada panjang gelombang 410 nm pada spektrofotometer UV-VIS. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa persentase penghambatan enzim alpha glukosidase dari metabolit sekunder fungi endofit MPR, MPD1, dan MPD2 adalah 18,48%, 9,38%, dan 42,56%. Partisi ekstrak MPD2 menghasilkan partisi A dan B. Persentase penghambatan partisi A dan B adalah 27,44% dan 2,56%. Nilai IC50 partisi A adalah 29 ppm. Kata Kunci: Diabetes, Alfa-Glukosidase, Endofit, Ongkea ABSTRACT One of the medicinal plants used empirically by people in the community, especially Southeast Sulawesi Buton is ongkea plants (Mezzettia parviflora Becc). This research aimed to determine the avtivites of inhibiting enzyme of the secondary metabolite alpha glukosidase extracted from the permentation process of the MPR, MPD1, and MPD2 endophytic fungi. The method used in the research was the experimental research which was conducted in the Biofarmaka of Hasanuddin University. The inhibiting activities of the alpha glukosidase enzyme werw measured using the substrate of the p-nitrofenil-a-D-glukosidase (yellow in color) a-D-glukopiranosides. The enzyme activities were measured based on the result of the p-nitrofenyl absorbation of which the absorbantion was measured at the wave length 0f 410 nm at UV-VIS spectrophotometer. The research results indicated that the percentages of the alpha glucosidase inhibiting enzyme og the secondary MPR, MPD1, and MPD2 endophytic fungi were 18,48%, 9,38%, and 42,56% respectively. The extract partition of MPD2 produced A and B partition. The percentages of A and B Partition were 27,44% and 2,56%. The value of the IC50 of partition A was 29 ppm. Keywords: Diabetes, Alpha Glucosidase, Endhophytic, Ongkea
Lebihdari 1000 spesies tumbuhan dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku obat. Tumbuhan tersebut menghasilkan metabolit sekunder dengan struktur molekul dan aktivitas biologik yang
PENDAHULUAN Indonesia memiliki keanekaragaman hayati yang sangat potensial dalam mengembangkan obat herbal yang berbasis pada tanaman obat kita sendiri. 97
Hikmal
ISSN 2252-5416
beranekaragam, memiliki potensi yang sangat baik untuk dikembangkan menjadi obat berbagai penyakit (Betsy, 2002). Salah satu tanaman obat yang secara empiris digunakan oleh masyarakat di Sulawesi Tenggara khususnya masyarakat Buton adalah tanaman ongkea (Mezzetia parviflora Becc.) dari familia Annonaceae yang dapat mengobati berbagai penyakit degeneratif antara lain antiinfeksi, antidiabetes dan antihiperkolesterol (Bharathidasan & Panneerselvam, 2011). Fungi endofit adalah fungi yang hidup di dalam jaringan tanaman dan merupakan sumber alam yang melimpah yang dapat dijadikan sumber penemuan obat baru. Pertumbuhan endofit lebih cepat dari inangnya, sehingga eksplorasi endofit sebagai sumber penemuan obat baru sangat menguntungkan. Fungi endofit di dalam suatu jaringan tumbuhan seperti biji, daun, bunga, ranting, batang dan akar tanpa menimbulkan gejala penyakit pada tumbuhan inangnya. Fungi endofit mampu menghasilkan senyawasenyawa bioaktif misalnya senyawa antibakteri, antifungi, antivirus, antikanker, antimalaria dan sebagainya (Campbell et al., 2003; Cul et al., 1998). Penelitian sebelumnya telah mendapatkan 3 isolat fungi endofit dari tanaman ongkea dan ketiga fungi tersebut menghasilkan metabolit sekunder yang memiliki aktivitas antiradikal bebas dan antifungi (Mufidah dkk., 2009). Fungi endofit yang bersifat sebagai inhibitor enzim alfa-glukosidase telah dilaporkan diisolasi dari tanaman brotowali, sambiloto, mahkota dewa dan pare yang secara empiris juga digunakan sebagai obat anti diabetes. Pengobatan DM pada prinsipnya adalah menjaga agar kadar glukosa darah dapat dipertahankan pada kondisi normal (80-120 mg/dl). Berbagai pilihan obat secara tradisional adalah dengan memanfaatkan berbagai jenis tanaman obat yang memiliki kandungan bahan aktif yang dapat menurunkan kadar gula darah. Berbagai tanaman obat tersebut misalnya
brotowali, sambiloto, mengkudu, delima, mahkota dewa, dan pare (Subroto, 2006; Klein et al., 2007). Salah satu cara kerja obat antidiabetes adalah menghambat pencernaan karbohidrat komplek (ami-lum) menjadi glukosa. Sehingga asupan glukosa dari usus ke dalam darah dapat dikurangi. Senyawa aktif yang memiliki aktifitas seperti ini misalnya inhibitor alpha glukosidase. Senyawa inhibitor alpha glukosidase dapat dihasilkan aleh mikroba. Sebagai contoh adalah acar-bose, suatu inhibitor alpha glukosidase yang dihasilkan oleh Acinoplanes sp. Suatu mikroba yang diisolasi dari daerah di Kenya (McGown, 2006). Berdasarkan hal tersebut, maka dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mengetahui aktivitas metabolit sekunder fungi endofit yang diisolasi dari tanaman ongkea (Mezzetia parviflora Becc). BAHAN DAN METODE Lokasi dan Rancangan Penelitian Penelitian ini dilaksanaka pada bulan November 2013 bertempat di Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Farmasi Universitas Hasanuddin, dan Laboratorium Biofarmaka Pusat Kegiatan Peneilitian Universitas Hasanuddin Makassar. Penelitian ini adalah penelitian eksperimental labora-torium yang bertujuan untuk mengetahui potensi meatbolit sekunder fungi endofit asal tanaman Ongkea (Mezzetia parviflora Becc) terhadap enzim alfa glukosidase. Instrumen penelitian Alat-alat yang telah digunakan digunakan adalah Spekrofotometer UV, Cawan Petri, Penangas air, Neraca analitik, Shaker, Corong pisah, Mikropipet, Peralatan gelas, Erlenmeyer, magnetic stirer, seperangkat alat KLT, HPLC, LCMS/MS. Sampel penelitian Isolat fungi endofit yaitu MpD 2 dari tanaman ongkea (Mezzetia parviflora 98
Diabetes, Alfa-Glukosidase, Endofit, Ongkea
Becc.) berasal dari penelitian sebelumnya.
ISSN 2252-5416
ini merupakan sistem yang paling sederhana dan sering digunakan di laboratorium untuk mendapatkan produk sel atau metabolitnya. Fermentasi sistem batch adalah sistem tertutup, artinya semua nutrisi yang dibutuhkan mikroba selama pertumbuhan dan pembentukan produk berada di dalam satu fermentor. Jadi tidak ada penambahan bahan atau pengambilan hasil selama fermentasi berlangsung. Keuntungan sistem ini adalah mudah, sederhana, dan kecil kemungkinan adanya kontaminasi (Yazid, 2005). Pemilihan waktu panen setelah 12 hari dikarenakan beberapa penelitian telah menunjukkan hari ke-12 merupakan waktu fermentasi yang menghasilkan pertumbuhan dan produksi metabolit maksimum (Bhattacharyya, 2011).
Pengumpulan data Pengumpulan dan pengolahan data didasarkan aktivitas penghambatan enzym alfa glukosidase metabolit sekunder yang dihasilkan dari proses fermentasi fungi endofit MPD2. Partisi dari metabolik sekunder Inhibitor enzym alfa-glukosidase yang dihasilkan oleh fungi endofit MPD2. Analisis data Analisis data digunakan adalah analisis persen inhibisi, analisis IC50 partisi dan analisis kromatografilapis tipis. HASIL Pada penelitian ini dilakukan uji aktivitas penghambatan enzim alfa glukosidase dari metabolit sekunder yang dihasilkan oleh fungi endofit tanaman ongkea (Mezzetia parviflora Becc.) yang secara empiris khususnya di masyarakat Buton (Sulawesi Tenggara) digunakan untuk mengobati berbagai penyakit salah satunya sebagai antidiabetes.
Pengujian dan penghitungan IC50 Partisi A Partisi A sebagai partisi aktif kemudian dilakukan pengujian untuk menghitung IC50nya. IC50 merupakan konsentrasi yang dibutuhkan untuk suatu senyawa untuk menginhibisi sebesar 50%. Pada pengujian ini dilakukan dengan menggunakan lima variasi konsentrasi yaitu 80 ppm, 40 ppm, 20 ppm, 10 ppm, dan 5 ppm. Hasil Pengujian dapat dilihat pada Tabel 1 dan analisis regresinya pada Gambar 2.
Produksi Metabolit Sekunder Fungi Endofit Sistem fermentasi yang digunakan adalah sistem batch (Gambar 1). Sistem
Gambar 1. Isolat yang telah diremajakan kembali pada medium PDA dengan masa inkubasi 3 hari pada suhu 25ºC 99
Hikmal
ISSN 2252-5416
100 80 60 40 20 0
y = 0.889x + 24.042 R² = 0.8649 0
20
40
60
80
100
Gambar 2. Analisis regresipartisi A Tabel 1. Hasil Uji Aktivitas Penghambatan Enzim Alfa Glukosidase variasi konsentrasi Partisi A dan kontrol positif Acarbose® Sampel Kontrol
Kontrol Positif (Acarbose® 10 ppm)
Absorbansi 0,931 0,934 0,920 0,853 0,027 0,547 0,544 0,539 0,543 0,040 0,152 0,147 0,189 0,749 0,034 0,235 0,261 0,254 0,827 0,030 0,599 0,552 0,548 0,544 0,015 0,611 0,640 0,664 0,544 0,007 0,766 0,760 0,740 0,544
1 2 3 Rata-rata So S1
1 2 3
Rata-rata So 80 ppm
S1
1 2 3
Rata-rata So 40 ppm
S1
1 2 3
Rata-rata So 20 ppm
10 ppm
5 ppm
S1
1 2 3
Rata-rata So S1 1 2 3 Rata-rata So S1 1 2 3 Rata-rata 100
Persentase Inhibisi (%)
44,83
88,47
76,72
42,40
32,83
19,25
Diabetes, Alfa-Glukosidase, Endofit, Ongkea
ISSN 2252-5416
metabolitnya. Fermentasi sistem batch adalah sistem tertutup, artinya semua nutrisi yang dibutuhkan mikroba selama pertumbuhan dan pembentukan produk berada di dalam satu fermentor. Jadi tidak ada penambahan bahan atau pengambilan hasil selama fermentasi berlangsung. Keuntungan sistem ini adalah mudah, sederhana dan kecil kemungkinan adanya kontaminasi (Yazid, 2005). Partisi A sebagai partisi aktif kemudian dilakukan pengujian untuk menghitung IC50nya. IC50 merupakan konsentrasi yang dibutuhkan untuk suatu senyawa untuk menginhibisi sebesar 50%. pada pengujian ini dilakukan dengan menggunakan lima variasi konsentrasi yaitu 80 ppm, 40 ppm, 20 ppm, 10 ppm dan 5 ppm. Hasil Pengujian dapat dilihat pada tabel 4 dan analisis regresinya. Pada Pengujian diketahui bahwa konsentrasi partisi A berbanding lurus dengan aktivitas penghambatan enzim alfa glukosidase. Persentase inhibisi partisi A berturut-turut untuk konsentrasi 80 ppm, 40 ppm, 20 ppm, 10 ppm, dan 5 ppm adalah 88,47%, 76,72%, 42,20%, 32,83% dan 19,25%. Konsentrasi inhibisi terbesar yaitu pada konsentrasi 80 ppm (88,47%), yang terbukti lebih efektif jika dibandingkan Acarbose® 10 ppm dengan persentase inhibisi 44,83%. Konsentrasi 20 ppm memperlihatkan aktivitas penghambatan yang hampir sama dengan Acarbose® 10 ppm.
PEMBAHASAN Penelitian ini memperlihatkan aktivitas penghambatan enzim alfa glukosidase yaitu sebesar 42,56%, partisi A merupakan partisi aktif dengan persentase inhibisi sebesar 27,44%. Produksi metabolit sekunder dari isolat fungi endofit MPD2 dilakukan dengan metode fermentasi. Sebelum dilakukan fermentase isolat fungi tersebut diremajakan terlebih dahulu pada medium PDA selama 3 hari pada suhu 250C. Hasil peremajaan fungi kemudian diteruskan untuk pembuatan starter, koloni yang tumbuh dimedium PDA kemudian dipindahkan ke medium PDY dan diinkubasi selama 3 hari pada suhu 250C. Tujuan pembuatan starter yaitu untuk memperbanyak jumlah miselia dan sebagai salahsatu tahap adaptasi. Fungi dari medium starter selanjutnya akan dipindahkan ke medium PDY dan diinkubasi selama 12 hari sambil dikocok setiap hari. Fermentasi dengan pengocokan (shaker culture) merupakan metode pemanfaatan medium oleh mikroorganisme yang hasilnya lebih efisien, mempercepat pertumbuhan, dan pertumbuhannya lebihhomogen (Fardiaz, 1998). Fermentasi dilakukan selama 12 hari dan diperoleh hasil fermentasi berwarna coklat dan miselia fungi endofit tumbuh menyebar di dalam medium hasil fermentasi. Perubahan warna yang lebih pekat pada saat inkubasi menunjukkan adanya proses fermentasi yang dilakukan oleh isolat fungi endofit dimana perubahan ini menunjukkan metabolit sekunder telah diproduksi di dalam medium. Pemilihan waktu panen setelah 12 hari dikarenakan beberapa penelitian telah menunjukkan hari ke-12 merupakan waktu fermentasi yang menghasilkan pertumbuhan dan produksi metabolit maksimum (Bhattacharyya, 2011). Sistem fermentasi yang digunakan adalah sistem batch. Sistem ini merupakan sistem yang paling sederhana dan sering digunakan di laboratorium untuk mendapatkan produk sel atau
KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan pada penelitian aktifitas inhibitor alpha-glukosidase fungi endofit metabolit sekunder MPD2 yang diisolasi dari tanaman ongkea (Mezzetia parviflora Becc.), maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: Pada konsentrasi 30 ppm metabolit sekunder dari fungi MPD2 memperlihatkan aktivitas penghambatan enzim alfa glukosidase yaitu sebesar 42,56%.Partisi A pada konsentrasi 20 ppm menunjukkan efek penghambatan yang hampir sama dengan Acarbose® 10 ppm dan konsentasi IC50dari partisi A 101
Hikmal
ISSN 2252-5416
adalah 29 ppm. Penelitian selanjutnya diharapakan untuk melakukan isolasi agar mengetahui senyawa yang bersifat sebagai inhibitor alpha-glukosidase.
Mezzetiaparviflora. Journal of Natural Product. Fardiaz S. (1998). Fisiologi Fermentasi, Lembaga Sumber Daya Informasi – IPB, Bogor. Klein G., Jaekyung Kim, Klaus, Yanyan Cao and Xiaozhuo Chen. (2007). Antidiabetes and Anti-Obesity Activity of Lagerstroemia speciosa. eCAM. 4:401-407 Mufidah, Manggau MA, Bariun H, and Alam G. (2009). Anti platelet aggregation and free radical scavenging activities of Mezzetia parviflora becc. Woodbarckethanolic extract, proceeding Makassar international symposium on pharmaceutical science, March 19-20, Makassar, Indonesia. McGown J. (2006). Diabetes Drug Produced by a Microbe in Out of Africa: Mysteries of Accses and Benefit Sharing. Beth Burrows (ed). The Emonds Institute. Washington. USA. Subroto A. (2006). Ramuan Herbal untuk Diabetes Mellitus. Penebar Swadaya. Jakarta. Yazid E. (2005). Kimia Fisika untuk Paramedis. Cetakan pertama. Penerbit Andi. Yogyakarta.
DAFTAR PUSTAKA Betsy T. (2002). Microbiology Demystified. Mobraw Hill. USA. Bharathidasan, R. & Panneerselvam, A. (2011). Isolation and identification of endophytic fungi from Avicennia marina in Ramanathapuram District. European Journal of Experimental Biology. Bhattacharyya P.N. & Jha D.K. (2011). Optimization of cultural conditions affecting growth and improved bioactive metabolite production by a surface Aspergillus strain TSF 146. International Journal of Applied Biology and Pharmaceutical Technology. 2 (4). Campbell N.A., Reece, Jane B.M., Lawrence, G. (2003).Biologi 5th ed. Jilid 2. Terjemahan oleh Wasmen Manalu, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1999. Cul B., Chal, H., Santisuk, T., Reutrakul, V., Fransworth, N.R., Pezzuto, J.M.et al., (1998). Novel Cytotoxic Acettylated Oligorhamnosida From
102
