HASIL DAN PEMBAHASAN
KADAR LOVASTATIN (%)
Lane No. 1 JmbA ( k ) 3537 0,37 Lane No. 2 JmbA H4103 5994 0,98 Lane No. 3 AID (k) 5940 0,17 Lane No. 4 AID H2103 9531 1,17 Lane No. 5 TOS H6104 11691 2,19 Lane No. 6 TOS (k)
8910 0,8
Intensitas ekspresi gen penghasil lovastatin tertinggi dihasilkan sampel TOS
H6104: 11691 kemudian diikuti sampel AID H2103: 9531, TOS (k): 8910, JmbA
300 200 100 Mk 1 2 3 4 5 6 6 bp
87
H4103: 5994, AID (k): 5940 , dan JmbA (k): 3537. Sifat fenotipik M. purpureus TOS H6104 hasil ko-kultur menggunakan E. burtonii berkaitan produksi lovastatin tinggi, sejalan dengan sifat genotipik ditunjukkan dengan tingginya intensitas ekspresi gen penghasil lovastatin.
Intensitas ekspresi gen penghasil lovastatin yang tinggi pada sampel TOS H6104 hasil ko-kultur berkaitan erat dengan peran amilase yang dihasilkan oleh E. burtonii. Amilase akan memecah substrat karbohidrat menjadi unit-unit glukosa. Glukosa merupakan sumber karbon dan dapat mendorong komplek regulasi pada ekspresi gen dan aktivitas enzim untuk mensitesa poliketida (Hajjay et al, 2001). Semakin banyak glukosa yang terbentuk, dorongan terhadap komplek regulasi pada ekspresi gen dan aktivitas enzim untuk mensitesa poliketika (lovastatin) akan semakin banyak pula, sehingga lovastatin yang disintesapun akan semakin banyak. Glukosa yang terbentuk dari aktivitas amilase, berperan sebagai signal bagi DNA untuk mentransfer informasi genetik kepada RNA (transkripsi) yang merupakan tahap awal proses ekspresi gen. Proses transkripsi merupakan proses pembentukan rantai poliribonukleotida dari berbagai monoribonukleotida dengan melibatkan ruas DNA sebagai model cetakannya dan dipandu oleh enzim transkriptase sebagai katalisator. Transkriptase adalah polimerase RNA yang khusus berperanan dalam proses transkripsi. Runtunan basa pada utasan RNA ditentukan oleh runtunan basa yang terdapat pada suatu utas DNA model cetakan. Polemerase RNA akan membaca basa- basa yang terdapat pada ruas DNA, dan untuk setiap basa tersebut akan dicari padanan ribonukleotida yang kemudian akan dirangkaikan menjadi rantai RNA. Tahap selanjutnya adalah proses translasi yaitu penterjemahan informasi genetik yang terdapat pada RNA ke dalam polipeptida yang dapat berupa ensim lovastatin nonketida sintase (LNKS) yang menentukan tahap akhir perubahan ketida menjadi lovastatin.
88
Gambar 6.3 Elektrogram analisis pita pada elektroforesis hasil amplifikasi cDNA pada gel agarosa strain-strain M. purpureus ko-kultur dengan E. burtonii
89
SIMPULAN
Ko-kultur strain M. purpureus dengan E. burtonii untuk tujuan meningkatkan kadar lovastatin, mempengaruhi ekspresi gen penghasil lovastatin (gen lov B). Isolasi terhadap total RNA strain-strain M. purpureus hasil ko-kultur dengan E. burtonii menghasilkan tingkat kemurnian yang baik ditunjukkan rasio absorbansi A260nm/A280nm lebih dari 1,8. Total RNA tertinggi diperoleh dari gen M. purpureus
strain TOS H6104 dengan konsentrasi tiga kali lipat lebih tinggi dibanding kontrol. Espresi gen lov B tertinggi juga dihasilkan gen M. purpureus strain TOS H6104: 11691 kemudian diikuti strain-strain AID H2103: 9531, TOS (k): 8910, JmbA H4103:
5994, AID (k) : 5940 , dan JmbA (k): 3537. Dari hasil yang diperoleh dapat
disimpulkan bahwa sifat fenotipik M. purpureus TOS H6104 hasil ko-kultur
menggunakan E. burtonii untuk produksi lovastatin tinggi, sejalan dengan sifat
genotipiknya yang ditunjukkan dengan tingginya intensitas ekspresi gen penghasil lovastatin.
DAFTAR PUSTAKA
Astuti, S. 2004. Seleksi isolat Monascus purpureus penghasil lovastatin dan analisis kadarnya, Program Studi Biokimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA), IPB, Bogor
Alberts AW, J Chen, G Kuron, V Hunt, J Huff, C Hoffman. 1980. Mevinolin : A. highly potent competitive inhibitor of hydroxymethyl glutaryl coenzyme A reductase and cholesterol lowering agent. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 77(7), 3957-3961. Banerjee R, G Mukherjee, and KC Patra. 2005. Microbial transformation of
tannin-rich substrate to gallic acid through co-culture method. Bioresource Technology, 96(8), 949-953.
90
Chiu CH, NiKH Guu, YK TM Pan. 2006. Production of red mold rice using a modified Nagata type Koji marker. Applied Microbiology and Biotechnology,
73(2), 297-304.
Chomenzynski P. and N Sacchi. 1987. Single step methods of RNA isolation by
acid guanidium thiocyanate-phenol-chloroform extraction. Anal Biochem,
162:156-159.
Danuri H. 2008. Optimizing angkak pigment and lovastatin production by Monascus purpureus. Hayati Journal of Bioscience, June, p 61-66.
Hames BD., NM. Hooper . 2000. Biochemistry (Instant Notes). School of biochemistry and molecular biology, university of leeds, UK.
Handayani WR. 2006. Penurunan ekspresi gen pho85 sel apoptosis Saccharomyces cerevisiae oleh ekstrak air daun ciplukan 33NHR dan Geobacillus sp. 22a. Bogor.
Hajjaj H, P Niedberger, P Duboc. 2001. Lovastatin biosynthesis by Aspergillus
terreus in chemically defined medium. Applied and Environmental
Microbiology, 67(6), 2596-2604.
Kohama Y, S Matsumoto, T Mimura, N Tanabe, A Inada, & T Nakanishi, T. (1987). Isolation and identification of hypotensive principles in red-mold rice. Chemical and pharmaceutical Bulletin, 35(6), 2484-2489.
Lee CL, JJ Wong, SL Kuo, TM Pan. 2006. Monascus fermentation of dioscorea for increasing the production of cholesterol-lowering agents-monacolin K and antiinflammation agent-monascin. Applied Microbiology and Biotechnology, 72(6), 1254-1262.
Lim HS, SK Yoo, CS Shin, and YM Hyun. 2000. Monascus red pigment overproduction by co-culture with recombinant Saccharomyces cerevisiae secreting glucoamylase. The Journal of Microbiology, March, p 48-51.
Miyake T, A Mori, T Kii , T Okuno, Y Usui, S Fumihiro. 2005. Light effect on
cell development and secondary metabolism in Monascus. Journal of
91
Miyake T, S Ohno, S Sakai. 1984. Process for the production of Monascus pigment.
US.Pat.4442 209.
Murray, Robert K, Daryl K, Granner, Petter A, Mayes, Victor W, Rodwell. 2003. Harper’s illustrated biochemistry Ed 26. New York: Mc Graw-Hill Companies.
Panda BP, S Javed, and M Ali. 2010. Optimization of fermentation parameter for higher lovastatin production in red mold rice through co-culture of Monascus purpureus and Monascus ruber. Food Bioprocess Technol, 3: 373-378.
Pandey A, P Selvakumar, CR Socool, and P Nigam. 1999. Solid-state fermentation for production of industrial enzymes. Current Science, 77(1),
149-162.
Sambrook J. 1989. Molecular cloning a laboratory manual. Ed ke-1. New York: Cold Spring Harbor Lab Pr.
Shin CS, HJ Kim, MJ Kim, and JY Ju. 2005. Morphological change and enhanced pigmen production of Monascus when co-cultured with Saccharomyces cereviseae or Aspergillus oryzae. Biotechnol. Bioeng. 59, 576-581.
Stocking EM, Williams RM. 2003. Chemistry and biology of biosynthetic Diels- Alder Reactions. Angew. Chem. Int. Ed 42, 3078-3115.
Su YC, Wang JJ, Lin TT, TM Pan. 2003. Production of secondary metabolites, γ-
amino butyric acid and monacolin K by Monascus. Journal of Industrial
Microbiology and Biotechnology, 30(1), 41-46.
Termudo MF, Kleerebezem R, and Loosdrecht M. 2007. Influence of the pH on
(open) mixed culture fermentation of glucose: A chemostat study.
Biotechnology and Bioengineering, 98(1), 69-79.
Turner PC, McLennan AG, Bates AD, White MRH. 1998. Molecular biology
(Instant Notes). School of biological sciences, University of Liverpool, Liverpool, UK.
Wilson K, J Walker. 2000. Principles and techniques of practical biochemistry. Ed. Ke-5. London. Cambridge Univ .
92
7. STABILITAS PIGMEN DAN LOVASTATIN ANGKAK
YANG DIPRODUKSI SECARA KO-KULTUR Monascus purpureus TOS DENGAN Endomycopsis burtonii PADA BERBAGAI SUHU DAN pH
Abstrak
Pigmen dan lovastatin merupakan metabolit sekunder yang diproduksi oleh
Monascus purpureus. Angkak yang diproduksi secara ko-kultur M. purpureus TOS
dengan Endomycopsis burtonii disertai angkak produk monokultur M. purpureus,
dipelajari stabilitas pigmen dan lovastatinnya terhadap suhu (70˚C, 100˚C, 121˚C dengan waktu kontak 15, 30 dan 45 menit) dan pH (3, 5, 7 dengan waktu kontak 2, 4, 6, dan 8 jam). Suhu 70˚C, 100˚C, dan 121˚C dengan waktu kontak 15-45 menit serta pH 7 dengan waktu kontak 4-8 jam tidak mempengaruhi stabilitas pigmen merah angkak baik yang diproduksi secara monokultur maupun ko-kultur. Nilai pH 3,0 dan 5,0 dengan waktu kontak 2-8 jam menyebabkan penurunan stabilitas pigmen merah angkak monokultur maupun ko-kultur. Suhu 70˚C-121˚C dengan waktu kontak 15-30 menit tidak mempengaruhi kadar lovastatin angkak ko-kultur, sedangkan suhu 121˚C dengan waktu kontak 45 menit serta pH 3,0-5,0 dengan waktu kontak 4, 6 dan 8 jam menyebabkan penurunan kadar lovastatin angkak hasil ko-kultur. Suhu 70˚C-121˚C dengan waktu kontak 15-45 menit serta pH 3,0-7,0 tidak mempengaruhi kadar lovastatin angkak yang diproduksi secara monokultur.
Key words: Stabilitas, Pigmen angkak, Monascus purpureus, Endomycopsis burtonii
PENDAHULUAN
Pigmen dan lovastatin angkak merupakan metabolit-metabolit sekunder yang diproduksi M. purpureus pada fase stasioner atau akhir fase logaritmik. Pada fermentasi padat menggunakan beras sebagai substrat, diproduksi pigmen merah ekstraseluler (Kaur et al 2009). Selain pigmen merah, selama fermentasi angkak juga diproduksi pigmen kuning dan jingga. Pigmen angkak digunakan sebagai pewarna makanan di Cina, Taiwan, dan Filipina untuk mewarnai produk-produk pangan seperti ikan, daging , acar, anggur, pasta ikan, keju, dan sebagainya
Komponen utama pigmen angkak terdiri dari rubropunktatin, rubropunktamin, ankaflavin, monaskorubrin, monaskorubramin, dan monaskin. Rubropunktamin (C21H29NO4) dan monaskorubramin (C23 H29NO4) merupakan komponen pigmen
93
merah, rubropunktatin (C21 H22 O5) dan monaskorubrin (C23 H26 O5) merupakan
pigmen jingga, sedangkan monaskin (C21 H26 O5) dan ankaflavin (C23 H30 O5)
merupakan komponen pigmen kuning.
Karakteristik pigmen angkak yang diproduksi menggunakan kultur tunggal M. purpureus terutama kestabilan pigmen terhadap suhu dan pH, telah dipelajari oleh beberapa peneliti seperti Kaur et al. (2009 ) dan Sutrisno (1987). Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa pigmen merah angkak labil terhadap pemanasan di atas suhu 70˚C dan menunjukkan perubahan warna dari merah menjadi kehitaman ketika terkena panas 100˚C selama 15 menit (Kaur et al., 2009 ). Suhu tinggi dapat nenyebabkan terjadinya kerusakan gugus kromofor pigmen sehingga menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan pada ikatan atau gugus fungsionalnya (Sutrisno,1987). Penelitian berkaitan pengaruh suhu dan pH terhadap stabilitas lovastatin, selama ini belum pernah dilaporkan.
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh suhu dan pH terhadap stabilitas pigmen dan lovastatin angkak hasil ko-kultur M. purpureus dengan E.
burtonii dibandingkan dengan pigmen dan lovastatin angkak yang diproduksi secara monokultur. Penelitian ko-kultur M. purpureus dengan E. burtonii yang telah dilakukan sebelumnya, mampu meningkatkan produksi pigmen dan lovastatin angkak. Karakteristik pigmen dan lovastatin angkak sangat penting dipelajari untuk aplikasi lebih luas pada berbagai makanan dengan dengan suhu pemanasan yang berbeda. Angkak dengan kandungan pigmen sangat potensial dikembangkan untuk menekan penggunaan pewarna berbahaya yang sering digunakan pada makanan. Kandungan lovastatin yang terdapat pada angkak juga sangat potensial sebagai pangan fungsional.
BAHAN DAN METODE PENELITIAN