TINJAUAN PUSTAKA
2.2.3 Metabolit – Metabolit yang Dihasilkan Jamur Endofit
Berbagai jenis endofit telah berhasil diisolasi dari tanaman inangnya, dan telah berhasil dibiakkan dalam media perbenihan yang sesuai. Demikian pula metabolit sekunder yang diproduksi oleh mikroba endofit tersebut telah berhasil diisolasi dan dimurnikan serta telah dielusidasi struktur molekulnya. Beberapa diantaranya adalah :
1. Mikroba endofit yang menghasilkan antibiotika
Cryptocandin adalah antifungi yang dihasilkan oleh mikroba
endofit Cryptosporiopsisquercina yang berhasil diisolasi dari tanaman
obat Tripterigeum wilfordii, dan berhasiat sebagai antijamur yang
patogen terhadap manusia yaitu Candida albicans dan Trichopyton spp.
(Strobel et.al. 1999).
Jenis endofit lainnya yang juga menghasilkan metabolit yang memiliki aktivitas antibiotika berspektrum luas adalah jamur endofit
yang diisolasi dari rhizome Acorus calamus , yaitu jamur Fusarium
oxysporum . Selain memiliki kemampuan sebagai antibakteri metabolit yang dihasilkan juga memiliki kemampuan sebagai anti jamur. (Barik,
et al. 2010)
2. Mikroba endofit yang menghasilkan metabolit sebagai antikanker
Paclitaxel dan derivatnya merupakan zat yang berkhasiat sebagai antikanker yang pertama kali ditemukan yang diproduksi oleh mikroba endofit. Paclitaxel merupakan senyawa diterpenoid yang didapatkan dalam tanaman Taxus. Senyawa yang dapat mempengaruhi molekul tubuli dalam proses pembelahan sel-sel kanker ini, umumnya
diproduksi oleh endofit Pestalotiopsis microspora, yang diisolasi dari
tanaman Taxus andreanae, T. brevifolia, dan T. wallichiana. Saat ini
beberapa jenis endofit lainnya telah dapat diisolasi dari berbagai jenis Taxus dan didapatkan berbagai senyawa yang berhasiat sebagai anti tumor. Demikian pula upaya untuk sintesisnya telah berhasil dilakukan (Strobel. et.al. 2002).
3. Mikroba endofit penghasil zat anti malaria
Colletotrichum sp. Merupakan endofit yang diisolasi dari tanaman
Artemisia annua, menghasilkan metabolit artemisinin yang sangat
potensial sebagai anti malaria (Lu H., et.al. 2000). Disamping itu
beberapa mikroba endofit yang diisolasi dari tanaman Cinchona spp,
jugamampu menghasilkan alkaloidcinchona yang dapat dikembangkan
sebagai sumber bahan bakuobat anti malaria (Simanjuntak,et.al. 2002).
4. Endofit yang memproduksi antioksidan
Pestacin dan isopestacin merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan oleh endofit P.microspora. Endofit ini berhasil diisolasi dari
tanaman Terminalia morobensis, yang tumbuh di Papua New Guinea.
Baik pestacin ataupun isopestacin berhasiat sebagai antioksidan, dimana aktivitas ini diduga karena struktur molekulnya mirip dengan flavonoid (Strobel, et.al. 2002)
2.3 Biotransformasi
Biotransformasi adalah proses yang dilakukan oleh mikroorganisme atau enzim untuk merubah suatu senyawa menjadi suatu produk dengan kerangka dasar yang mirip. Reaksi yang terjadi dikatalis oleh enzim yang dihasilkan oleh sel mikroba. Kebanyakan enzim tersebut dibutuhkan untuk fungsi normal dalam kehidupan mikroba seperti metabolisme dan reproduksi. (Rosazza, 1982). Biotransformasi ini digunakan pada banyak kasus untuk meningkatkan aktivitas biologik dari suatu struktur kimia dan biasanya melibatkan aksi dari salah satu atau beberapa enzim yang digabungkan dalam sequence untuk melakukan suatu reaksi kimia khusus. (Surodjo, 2008). Agar proses biotransformasi dapat berhasil, diperlukan berbagai persyaratan diantaranya kultur harus mempunyai enzim utama untuk mengubah dari prekusor ke produk. Produk yang dibentuk harus lebih cepat untuk menghindari dimetabolisme lebih lanjut, dan kultur harus toleransi dengan substrat yang ditambahkan juga produk yang dihasilkan.
Beberapa penelitian telah membuktikan bahwa suatu mikroba endofit dapat melakukan proses biotransformasi metabolit sekunder yang ada pada tanaman inangnya, diantaranya adalah :
• Fungi endofit Xylaria sp. yang diisolasi dari Chincona pubescence
dilaporkan dapat mengubah alkaloid kina menjadi turunan 1-N-oksida yang memiliki efek sitotoksik lebih rendah dibanding
melibatkan reaksi oksidasi yang menggunakan molekul oksigen yang dikatalisasi oleh endoenzim (Shibuya, et al . 2002).
Gambar 2. Reaksi biotransformasi kuinin oleh jamur endofit Xylaria sp yang diisolasi dari tumbuhan kina.
• Lima senyawa yang telah diisolasi dari tumbuhan teh (Camelia sinensis) yaitu katekin, epikatekin, epikatekin 3 O-gallate, epilokatekin 3-O-gallate, dan galokatekin dapat mengalami biotransformasi oleh jamur endofit Diaporthe sp. Salah satu contohnya adalah senyawa (+)- catechin yang mengalami stereoselektif oksidasi pada posisi C-4, berubah menjadi (+)-(2R,3S,4S)-3,4,5,7,3’,4’ hexahydroxyflavan. (Agusta, et al. 2005).
• Senyawa (+)-epigalokatekin-3-O-gallat dilaporkan dapat mengalami biotransformasi menjadi (-)-2R,3S-Dihidromirisetin oleh fungi
endofit Diaporthe sp yang diisolasi dari tumbuhan teh. Proses
biotransformasi tersebut terjadi melalui tiga tahapan reaksi.Reaksi tahap pertama adalah reaksi hidrolisis untuk melepaskan gugus galoil menjadi (-)- GCG (galokatekin galat) dan asam galat. Reaksi tahap kedua adalah reaksi oksidasi gugus metilen C-4 menjadi 4-hidroksi untuk menghasilkan produk minor. Dan pada reaksi tahap ketiga terjadi reaksi oksidasi lanjutan pada atom C-4 untuk
kuinin Kuinin 1-N-Oksida
membentuk gugus karbonil sehingga menghasilkan (-)-(2R,3S)-dihidromirisetin. (Agusta. 2007)
Reaksi biotransformasi oleh jamur endofit adalah unik dan spesifik. Salah satu contohnya adalah reaksi biotransformasi yang terjadi pada (+)-epigalokatekin-3-O-gallat oleh jamur Diaporthe sp, dimana pada peningkatan suhu inkubasi sampai 30°C tidak menghasilkan produk (-)-2R,3S-dihidromirisetin. Akan tetapi jika suhu diturunkan sampai 10°C , reaksi dapat berlangsung dan menghasilkan produk. Selain itu factor cahaya juga sangat berpengaruh terhadap reaksi biotransformasi tersebut. Pada kondisi ruangan yang terang pada siang hari reaksi biotransformasi tidak berlangsung, karena reaksi tersebut berjalan pada kondisi gelap. (Agusta, 2007). Contoh lain yang menunjukan bahwa reaksi biotransformasi itu adalah spesifik adalah yang diperlihatkan oleh jamur endofit Diaporthe sp yang hanya bisa melakukan biotransformasi senyawa katekin alami yang terdapat pada tumbuhan inangnya. Karena turunan katekin dengan konfigurasi 2S- fenil yang merupakan senyawa artefak yang bukan komponen kimia alami teh, tidak menunjukan berlangsungnya reaksi biotransformasi. (Agusta , et al. 2005).
Pada proses biotransformasi, jamur endofit berperan sebagai katalis dimana jamur akan mengeluarkan suatu enzim yang dapat merubah struktur suatu senyawa kimia. Enzim akan bekerja baik apabila jamur endofit tersebut mendapatkan nutrisi yang baik pula. Sehingga pemilihan medium yang cocok sangat mempengaruhi proses biotransformasi
pertumbuhan jamur pun akan baik dan dapat berpengaruh terhadap produksi enzim yang dihasilkannya.
Selain itu penambahan substrat juga mempengaruhi jalanya reaksi biotransformasi. Contohnya pada biotransformasi kina oleh jamur Xylaria sp tidak berjalan dan tidak menghasilkan produk biotransformasi dengan penambahan substrat yang sekaligus banyak (20 mg). Sebaliknya substrat yang ditambahkan secara bertahap dari jumlah yang sedikit (2mg) kemudian beberapa hari kemudian ditambahkan lagi sebanyak 20 mg, memperlihatkan jalannya reaksi biotransformasi (Shibuya, 2003). Sehingga agar proses biotransformasi dapat berjalan maka perlu dicari kondisi yang cocok untuk jamur tersebut, karena pada dasarnya setiap jamur memiliki karakter yang spesifik dan unik untuk dapat melakukan reaksi biotransformasi.
Proses biotransformasi memiliki banyak keuntungan diantaranya, biotransformasi dengan kultur sel tanaman bersifat enzimatis sehingga reaksinya selektif dan spesifik. Selain itu dalam proses tersebut dihasilkan senyawa baru, dimana senyawa tersebut tidak mungkin dihasilkan dalam proses yang normal, didapatkan senyawa baru yang unik aktivitas biologinya, punya efek farmakologi, senyawa baru yang dihasilkan memiliki harga yang lebih tinggi (mahal), dan senyawa yang lebih baik dari senyawa awalnya, baik dalam hal stabilitasnya atau pun kelarutan. Namun disamping keuntungan yang diperoleh, biotransformasi pun memiliki beberapa kelemahan diantaranya teknik ini sulit dan rumit untuk dilakukan dan peralatan yang dibutuhkan cukup mahal.
2.4 Palmatin
Gambar 3. Struktur Molekul Palmatin
Palmatin adalah isoquinoline alkaloid yang memiliki rumus molekul C21H22NO4 dengan bobot molekul m/z 352.4 (Chen, et al. 1999). Palmatin ditemukan dibeberapa tumbuhan menispermaceae yang salah satunya ada pada tumbuhan akar kuning (Arcangelisia flava L. Merr) .Di Cina, protoberberin alkaloid ini sudah banyak digunakan untuk pengobatan demam, diare dan malaria serta digunakan pula sebagai antiradang dan penyakit infeksi lainnya seperti infeksi saluran cerna, infeksi kemih dan lainnya. (Mingming. et al. 2007 ) . Beberapa penelitian lainnya pun telah banyak membuktikan bahwa palmatin merupakan alkaloid yang memiliki berbagai aktivitas farmakologi yang cukup baik seperti antibakteri dan antiinflamasi . Palmatin dilaporkan pula memiliki aktivitas yang baik digunakan untuk penyakit hepar (Wang. 2003). Dan penelitian baru-baru ini juga melaporkan bahwa alkaloid palmatin memiliki aktivitas yang baik untuk mengurangi iskemia (Kim. et al .2009)
BAB III