SENYAWA ANTIBIOTIKA DARI BAKTERI DAN JAMUR ENDOFIT

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.