METABOLIT SEKUNDER DARI SPONS SEBAGAI

sumber:www.oseanografi.lipi.go.id

Oseana, Volume XXVIII, Nomor 3, 2003 : 27-33

ISSN 0216-1877

METABOLIT SEKUNDER DARI SPONS SEBAGAI BAHAN OBAT-OBATAN Oleh Tutik Murniasih 1) ABSTRACT SECONDARY METABOLITES PRODUCED BY SPONGES FOR PHARMACEU-TICALS. Secondary metabolites produced by sponges are not only used for self-defense, but also have a width variety of function for pharmaceuticals. Isolation of bioactive compounds derived from sponges with chromatographic is the most accurate method to obtain a new role of bioactive chemical structure. Investigations of bioactive compound from sponges' secondary metabolites have successes to produce antimicrobial, anticancer, antiviral, antiepileptic, and gastric antacid lead compounds. Hasil metabolisme sekunder ini mempunyai keaktifan sebagai antimikroba, antivirus, antikanker yang sangat berguna sebagai bahan baku obat. Metabolit sekunder adalah senyawasenyawa hasil biosintetik turunan dari metabolit primer yang umumnya diproduksi oleh organisme yang berguna untuk pertahanan diri dari lingkungan maupun dari serangan organisme lain. Sedangkan substansi yang dihasilkan oleh organisme melalui metabolisme dasar, digunakan untuk pertumbuhan dan perkembangan organisme yang bersangkutan disebut dengan metabolit primer. Hasil metabolit sekunder dari spons merupakan produk alam yang potensial sebagai bahan baku obat. Perbedaan kondisi lingkungan seperti tingginya kekuatan ionik pada air laut, intensitas cahaya yang kecil,

PENDAHULUAN

Penelitian bahan bioaktif dari organisme laut beberapa tahun terakhir sangat gencar dilakukan, baik didalam maupun diluar negeri. Substansi bioaktif, terutama terdapat pada biota laut yang tidak bertulang belakang (avertebrae) seperti spons, koral dan tunicate. Biota-biota tersebut mengandung senyawa aktif yang lebih banyak dibanding algae dan tumbuhan darat. Diantara biota laut tak bertulang belakang tersebut, spons menduduki tempat teratas sebagai sumber substansi aktif (PROKSCH, 1998). Berbagai macam senyawa telah berhasil diisolasi dari biota ini diantaranya adalah alkaloid, terpenoid, acetogenin, senyawa nitrogen, halida siklik, peptide siklik dan lain-lain. Senyawa-senyawa ini merupakan hasil metabolisme sekunder dari biota spons.

27

Oseana, Volume XXVIII no. 3, 2003


rendahnya temperature, tekanan dan struktur tubuh yang berbeda dengan organisme darat memungkinkan spons menghasilkan metabolit yang mempunyai struktur kimia yang spesifik dan bervariasi hal ini sangat berpengaruh terhadap bioktivitasnya (MOTOMASA, 1998). Spons (porifera) merupakan biota laut multi sel yang fungsi jaringan dan organnya sangat sederhana. Habitat spons umumnya adalah menempel pada pasir, batu-batuan dan karang-karang mati. Biota laut ini dikenal dengan "filter feeders", yaitu mencari makanan dengan mengisap dan menyaring air melalui sel cambuk dan memompakan air keluar melalui oskulum. Partikel-partikel makanan seperti bakteri, mikroalga dan detritus terbawa oleh aliran air ini (AMIR, 1996). Habitat spons yang melekat pada pasir atau bebatuan menyebabkan hewan ini sulit untuk bergerak. Untuk mempertahankan diri dari serangan predator dan infeksi bakteri pathogen, spons mengembangkan system "biodefense" yaitu dengan menghasilkan zat racun dari dalam tubuhnya, zat ini umumnya dapat dimanfaatkan sebagai bahan farmasi (MOTOMASA, 1998). Indonesia mempunyai banyak keanekaragaman jenis spons, dan berdasarkan ekspedisi Snellius-II terdapat 830 ditemukan dari perairan Indonesia Timur (VAN SOEST, 1989). Kekayaan jenis spons yang sangat potensial ini belum banyak dimanfaatkan oleh masyarakat Indonesia. Untuk memberi nilai tambah terhadap biota tersebut beberapa penelitian telah dilakukan baik oleh institusi pemerintah maupun perguruan tinggi. Perlunya penelitian pencarian bahan aktif dari hasil metabolisme sekunder dari biota-biota laut selain tersebut di atas adalah untuk mendapatkan sumber bahan baku obat-obatan dari biota laut.

isolasi dengan metode pemisahan senyawa organik. Isolasi metabolit sekunder dari biota laut ini dilakukan dengan beberapa tahap, diantaranya adalah ekstraksi senyawa menggunakan pelarut organik. Sampel dihaluskan dan dimaserasi (perendaman pada suhu rendah) atau dengan sokletasi (ekstraksi suhu tinggi). Pelarut organik yang biasa digunakan dalam isolasi biota laut adalah yang bersifat polar seperti metanol, etanol dan etil asetat. Hal ini sangat berhubungan dengan sifat kepolaran senyawa yang akan diisolasi. Struktur kimia beberapa senyawa aktif yang diisolasi dari biota ini mempunyai gugus polar, menyebabkan senyawa-senyawa tersebut larut dalam pelarut polar. Selain itu, dengan menggunakan pelarut polar senyawa nonpolar dan polar yang terkandung dalam sample akan ikut terlarut. Tahap kedua adalah dengan ekstraksi partisi pelarut. Ekstraksi partisi ini dimaksudkan untuk memisahkan senyawa-senyawa nonpolar dengan senyawa polar yang terdapat dalam ekstrak kasar. Ekstraksi partisi dilakukan dengan mencampurkan dua pelarut yang tidak bercampur kedalam corong pisah. Ekstrak kasar akan terdistribusi kedalam dua pelarut sesuai dengan kepolarannya. Tahap selanjutnya adalah pemisahan senyawa organik menggunakan metode kromatografi. Metode kromatografi adalah pemisahan berdasarkan distribusi senyawa dalam fase gerak dan fase diam. Metode kromatografi yang umum dilakukan dalam pemisahan senyawa pada biota laut adalah kromatografi kolom, kromatografi lapis tipis dan kromatografi cair kinerja tinggi. Kromatografi kolom dilakukan dengan fase diam antara lain silika gel dan oktadesil silana dengan fase gerak bertingkat kepolarannya mulai dari heksana, etil asetat, kloroform, diklorometan, methanol dan air. Tahap pemisahan sekaligus pemurnian senyawa dilakukan dengan kromatografi cair kinerja tinggi, kolom yang biasa digunakan untuk isolasi senyawa biota laut diantaranya

ISOLASI SUBSTANSI AKTIF Untuk mendapatkan metabolit sekunder dari biota laut khususnya spons dilakukan

28



ini dimanfaatkan dalam farmakologi sebagai obat terhadap penyakit yang umumnya disebabkan oleh mikroorganisme seperti bakteri, yeast dan jamur. Beberapa senyawa antimikroba yang telah diisolasi dari biota spons diantaranya adalah :

adalah kolom ODS dan Mightysil RP 18. Pemisahan dengan kromatografi cair kinerja tinggi akan menghasilkan isolat-isolat senyawa tunggal untuk kemudian diuji bioaktivitasnya dan diidentifikasi struktur kimianya. Uji bioaktivitas antimikroba dan antijamur yang dilakukan dilaboratorium produk alam laut menggunakan metode difusi agar, dengan bioindikator bakteri Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis dan Vibrio eltor. Daya penghambatan ditunjukkan dengan permukaan bening pada radius kertas cakram yang ditetesi sample. Identifikasi struktur kimia senyawa aktif dilakukan dengan metode spektroskopi massa dan NMR. Spektroskopi massa digunakan untuk menentukan bobot molekul dan massa fragmentasi ion molekulnya. Pada dekade terakhir sepektroskopi 2D-NMR inti 13C dan 1H sangat luas penggunaannya, karena sangat efektif dalam penentuan struktur kimia senyawa aktif. Multidimensi NMR inti karbon dan proton sangat mempermudah penentuan struktur kimia, karena mampu mendeteksi bentuk kerangka karbon berikut atom yang berikatan dengan inti karbon.

a) Aeroplysinin-1 yang diisolasi dari spons jenis Aplysina aerophoba. Senyawa aeroplysinin-1 dapat menghambat pertumbuhan bakteri Vibrio micrococcus atau Alteromonas sp (TEE YAP ANT et al. 1993). Berikut di bawah ini adalah struktur kimia dari senyawa aeroplysinin. MeO

b) Strongylophorines diisolasi dari spons Strongylophora durissina yang ditemukan

di Papua New Guinea. Senyawa meroditerpenoid ini aktif menghambat

bakteri Salmonella typhii dan Micrococcus luteus dengan zone diameter hambat bakteri 7-9 mm pada konsentrasi 100μg/disk (BALBIN et al. 1998). Berikut di bawah ini adalah struktur dari senyawa Strongylophorine 2 dan Stronggyloporine 3.

SUBSTANSI AKTIF YANG DIISOLASI DARI SPONS Penelitian senyawa aktif dari hasil metabolisme sekunder biota spons telah menghasilkan beberapa senyawa obat, antara lain adalah antimikroba, antikanker, anti virus dan lain-lain. Berikut adalah beberapa senyawa aktif dari biota spons yang berpotensi sebagai bahan farmasi.

c) Chromodorolide A adalah senyawa diterpene yang mempunyai kerangka karbon yang berbeda dengan senyawa diterpen sebelumnya. Senyawa ini mempunyai aktivitas antimikroba dan sitotoksik. Chromodorolide tidak disintesa dalam tubuh spons, melainkan berasal dari

1. Senyawa Antimikroba Substansi antimikroba adalah senyawa kimia yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme tertentu. Sifat penghambatan

29



nudibranch (Chromodoris sp) yang

f) Oroidin adalah senyawa antibiotik sikloheksadiena yang mempunyai fungsi antiseptik seperti iodine tincture. Gambar struktur kimia dari senyawa ini adalah sebagai berikut:

dimakannya (CAPON & MACLEOD, 1987). Berikut dibawah ini adalah struktur dari Chromodorolide A.

g) Aaptamine dan Demethylaaptamine adalah senyawa alkaloid yang mempunyai keaktifan menghambat pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis dan Vibrio eltor. (RACHMANIAR et al. 2001). Struktur kimia dari senyawa aaptamine dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

d) Muqubilin, adalah senyawa peroksida siklik norsesterpen yang diisolasi dari spons Prianos sp. Organisme tersebut diambil dari Teluk Eilat. Senyawa ini mempunyai aktivitas sebagai antibiotik (ALBERICCI et al. 1979). Struktur kimia senyawa muqubilin adalah sebagai berikut:

muqubilin ( 1 )

e) Sigmosceptrellin-A adalah senyawa antimikroba peroksida siklik norsesterpen, yang tidak berbentuk kristal, penentuan strereokimia dari senyawa ini tidak dapat dilakukan dengan sinar x. Senyawa ini diisolasi dari spons jenis Sigmosceptrella laevis yang berasal dari pantai utara Papua New Guinea. (ALBERICCI et al. 1979). Berikut dibawah ini adalah struktur kimia dari Sigmosceptrellin-A.

h) Senyawa N-Amidino-4-bromo-pyrole-2carboxamide senyawa antibiotik yang diisolasi dari spons jenis Agelas sp. (INANAGA et al. 1974). Berikut dibawah ini adalah gambar struktur kimia dari senyawa tersebut di atas.

HO2C

30



b) Avarol dan avaron adalah senyawa yang mempunyai keaktifan menghambat virus HIV. Senyawa ini dapat menghambat replikasi virus-HIV dan melindungi Tlymphoocytes dari infeksi virus (SARIN et al. 1987). Berikut di bawah ini adalah struktur kimia senyawa avarol (1) dan avaron (2).

i) Senyawa 3,5-Dibromo-4hydroxyphenyl-acetamide dan 4Acetamido-2,6-dibromo-4-hydroxycyclohexadienon. Kedua senyawa ini mempunyai aktivitas sebagai antibiotik diisolasi dari spons Verongia archeri dan Verongia cauliformis (BOTTICELLI, 1960). Berikut dibawah ini adalah gambar struktur kimia dari kedua senyawa tersebut di atas.

Br

Br Br

Br

c) Adociaquinon B diisolasi dari spons

Xestospongia sp., Senyawa ini aktif dalam menghambat pertumbuhan sel tumor manusia (Human Colon Tumor) (SWERSEY, 1988). Berikut di bawah ini adalah gambar struktur kimia dari senyawa tersebut di atas.

2. Senyawa Antikanker Beberapa senyawa yang berhasil diisolasi dari biota spons telah terbukti menghambat pertumbuhan sel kanker, berikut adalah senyawa-senyawa antikanker yang ditemukan: a) Spongouridin dan spongothymidine, adalah senyawa yang disintesa dari spons

Cryptotetis crypta yang mempunyai

keaktifan sitotoksik terhadap sel karsinoma pada manusia. Senyawa ini merupakan sebuah nukleosida yang berbeda dari biasanya dan dapat berfungsi sebagai terapi terhadap nukleosida virustatik AraA. Kedua senyawa ini merupakan zat aktif terhadap virus harpes simplex. (BERGMAN & FEENY. 1951). Dibawah ini adalah gambar struktur kimia dari kedua senyawa tersebut diatas

d) Bistratamide D diisolasi dari senyawa Lissoclinum bistratum. Senyawa ini aktif menghambat sel tumor HCT (Human Colon Tumor) (CONCEPCION et al. 1995). Berikut di bawah ini adalah gambar struktur kimia dari senyawa tersebut.

31



d) Metionin, senyawa ini mempunyai keaktifan sebagai lipotropic agent (BERGMANN & STEMPIEN, 1957)

e) Makaluvamine N Senyawa ini diisolasi dari Zyzzyafiiliginosa dikumpulkan dari Filipina, mempunyai keaktifan menghambat aktifitas katalitik topoisomerase II. (FOSTER et al 1992). Berikut di bawah ini adalah struktur kimia dari senyawa makaluvamine N.

KESIMPULAN

Hasil metabolit sekunder dari beberapa spons terbukti mengandung senyawasenyawa aktif sebagai "lead compound" dalam pengembangan obat antibiotik, antikanker antivirus dan Iain-lain. Hal ini membuktikan bahwa spons sangat potensial dalam pengembangan industri farmasi, mengingat senyawa-senyawa aktif yang dihasilkan mempunyai perbedaan dengan senyawa yang dihasilkan oleh tumbuh-tumbuhan darat yang selama ini merupakan sumber utama bahan obat-obatan. Salah satu masalah yang dihadapi dalam pengembangan obat dari biota laut ini adalah terbatasnya bahan baku yang tersedia di alam, karena itu sangat perlu sekali untuk dilakukan penelitian bioteknologi untuk budidaya spons.

Selain senyawa-senyawa yang mempunyai keaktifan sebagai antimikroba dan antikanker, beberapa senyawa dari spons dapat digunakan juga sebagai "lead compound" obat antasida, antiepileptic, lipotropik dan hypotensif. Adapun gambar struktur kimia dari senyawa tersebut adalah : a) Glisin diisolasi dari spons Zoanthids, senyawa ini mempunyai keaktifan sebagai antasida. (CORMIER et al. 1973)

b) Asam Glutamat, senyawa ini mempunyai keaktifan sebagai antiepileptic (CORMIER et al. 1973)

DAFTAR PUSTAKA AMIR, I. dan A. BUDIYANTO 1996. Mengenal Spons Laut (Demospongiae) Secara Umum. Oseana, XXI (2) : 15-31

c) N,N-Dimethylhistamine, diisolasi dari spons Geodia gigas dan Ianthella sp. Senyawa ini mempunyai keaktifan sebagai hipotensif (CORMIERS et al. 1973).

ALBERICI, M., M. COLLART-LEMPEREUR, J. C. BRAEKMAN, D. DALOZE, B. TURSCH, J.P. DECLERCQ, G. GERMAN and M. VAN MEERSSCHE 1979 in Marine Norterpene Cyclic: a Stereochemical Paper Chase. Tet. Letts. 2687-2690.

32



BALBIN, M. 1998. A New Meroditerpenoid Dimer from an Undiscribed Philippine Marine Sponge of the Genus Strongylophora. Jurnal Natural Product 61: 948-962.

MOTOMASA, K. 1998 Search for Biologically Active Substances from Marine Sponges. In: Prosiding Seminar Bioteknologi I (R. R. eds.), Puslit Oseanologi LIPI, Jakarta.

BERGMANN, W. and R.J.FEENY1951. Contribution to the Study of Marine Sponges. The Nucleosides of Sponges. J. Org. Chem. 16:981-987.

PROKSCH, P. 1998 Pharmacologically Active Natural Product from Marine Invertebrates and Associated Microorganisms. Prosiding Seminar Bioteknologi I, Ed. Rachmaniar dkk., Puslit Oseanologi LIPI, Jakarta.

BERGMANN, W. and T.E.STEMPIEN Jr. 1957. Contributions to the Study of Marine Products XLIII. The Nucleosides of Sponges V. The Synthesis of Spongosine. J. Org. Chem. 16: 22,1575.

RACHMANIAR, R., T. MURNIASIH, A. RASYID, F. UNTARI, 2001 Substansi Bioaktif dari Spons Sebagai “Lead Compound" Antimikroba. Laporan Penelitian Pusat Penelitian Oseanografi LIPI, Jakarta.

BOTTICELLI, C, F. HISAW Jr. and H. WOTIZ 1960. Estrogens and Progesterone in The Sea Urchin Strongylocentrotus franciscanus and Pecten hericius. Proc. Soc. Exp. Biol. Med, 106, 887.

SARIN, P.S., D. SUN , A. THORNTON, and W.E.G. MULLER 1987 Inhibition of Replication of The Etiologic Agent of Acquired Immune Deficiency Syndrome (human Tlymphotropic retrovirus/lymphaedenopathyassociated virus) by Avarol and Avarone." J. Nat. Cancer Inst. 78: 663-666.

CAPON, J. and K. MACLEOD 1987 in Studies in Natural Products Chemistry: Structure and Chemistry. J. Nat. Product 50: 225-229. CONCEPTION, G.P. 1995 in Bioinformatics and Biotechnology. GeneSeas Asia inc., Manila Philippines.

SWERSEY, J.C., 1988 in Biomedical Importance of Marine Organisms D.G. Fautin, Ed., California Academy of Sciences, San Francisco.

FOSTER, M.P., G. P. CONCEPCION, G.B. CARAAN, CM. IRELAND, 1992 Study of Sponges and Ascidians J.Org. Chem. 57: 6672-6675.

TEEYAPANT, R. and P. PROKSCH 1993. Biotransformation of Brominated Compounds in The Marine Sponge Verongia aerophoba Evidence for an Induced Chemical Defence. Naturwissen-schafien 80, 369-370.

INANAGA, J., T. IKE, A. NAKANO, N. OKUKADO and M. YAMAGUCHI 1973 Total Synthesis of Natural Acetylenic Analogues of Isorenieratene. Bull. Chem. Soc. Japan, 46, 2920.

VAN SOEST, R. W. 1989 The Indonesian Sponge Fauna : A Status Report. Institute of Taxonomic Zoology, University of Amsterdam.

LIBES, M. 1992. An Introduction to Marine Biogeochemistry. John Wiley & Sons, New York.

33


METABOLIT SEKUNDER DARI SPONS SEBAGAI

Recommend Documents