PROSPEK MIKROBA ENDOFIT SEBAGAI SUMBER SENYAWA BIOAKTIF
PROSPECT OF ENDOPHYTE AS A BIOACTIVE COMPOUND SOURCE
Widyati Prihatiningtias1, Mae Sri Hartati Wahyuningsih2 1
Fakultas Farmasi Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta 2
Fakultas Kedokteran Universitas Gadjah mada, Yogyakarta
ABSTRAK
Mikroba endofit merupakan mikroorganisme yang tumbuh dalam jaringan tumbuhan dan dapat dijumpai pada bagian akar, daun serta batang tumbuhan. Mikroba endofit dapat menghasilkan senyawa-senyawa bioaktif yang dapat berperan sebagai antimikrobia, anti malaria, antikanker, dan juga dapat digunakan dalam dunia pertanian dan industri. Mikroba endofit memiliki prospek yang baik dalam penemuan sumber-sumber senyawa bioaktif yang dalam perkembanagan lebih lanjut dapat dijadikan sebagai sumber penemuan obat untuk berbagai macam penyakit.
Kata kunci : endofit, mikroorganisme, senyawa bioaktif, penemuan obat
ABSTRACT
Endophyte are microorganisms that reside in the tissues of living plant, and it can be isolated from the root, stem and leave of plant. Endophyte produced bioactive compound as antimicrobes, anti malaria, anticancer and also can be used in agricultural and industry. Endophyte have good prospect on finding bioactive sources an for further study can be used tofinding a new drugs.
PENDAHULUAN
Pencarian sumber senyawa bioaktif terus menerus dilakukan seiring dengan makin banyaknya penyakit-penyakit baru yang bermunculan, mulai dari penyakit infeksi, kanker, dan beberapa penyakit berbahaya lainnya. Senyawa bioaktif dapat diperoleh dari beberapa sumber, diantaranya dari tumbuhan, hewan, mikroba dan organisme laut(Prihatiningtias, 2005).
Salah satu sumber senyawa bioaktif yang berasal dari mikroba adalah mikroba endofit. Mikroba endofit dapat menghasilkan senayawa-senyawa bioaktif yang sangat potensial untuk dikembangkan menjadi obat. Mikrobia endofit memiliki potensi yang besar dalam pencarian sumber-sumber obat baru. Hal ini karena mikrobia merupakan organisme yang mudah ditumbuhkan, memiliki siklus hidup yang pendek dan dapat menghasilkan jumlah senyawa bioaktif dalam jumlah besar dengan metode fermentasi.
Mikroba endofit merupakan mikroorganisme yang tumbuh dalam jaringan tumbuhan. Mikroba endofit dapat diisolasi dari jaringan akar, batang dan daun, dan yang paling umum ditemukan adalah dari jenis fungi (Strobel, 2003).
Beberapa mikroba endofit dapat menghasilkan senyawa - senyawa bioaktif sebagai senyawa metabolit sekunder yang memiliki daya antimikroba, antimalaria, antikanker dan sebagainya. Mikroba endofit selain memiliki peranan penting dalam dunia pengobatan, juga memiliki peranan penting dalam dunia industri dan pertanian (Strobel, 2003).
Indonesia merupakan negara yang memiliki area hutan hujan tropis yang luas. Hutan hujan tropis merupakan sumber tumbuh-tumbuhan yang mengandung senyawa bioaktif yang potensial. Mikrobia endofit dari jaringan tumbuhan yang tumbuh di hutan hujan tropis juga memiliki aktivitas biologi yang tinggi (Strobel, 2003).
Makalah ini akan mengkaji prospek mikroba endofit sebagai sumber senyawa bioaktif dengan tujuan untuk mendapatkan senyawa bioaktif dalam jumlah yang besar.
MIKROBA ENDOFIT
Mikroba endofit dapat ditemukan hampir di semua tumbuhan di muka bumi ini, dan merupakan mikroba yang tumbuh di dalam jaringan tumbuhan. Mikroba endofit dapat diisolasi dari akar, batang dan daun suatu tumbuhan. Bakteri dan fungi adalah jenis mikroba yang umum ditemukan sebagai mikroba endofit, akan tetapi yang banyak diisolasi adalah golongan fungi. Hubungan antara mikroba endofit dan inangnya dapat berbentuk simbiosis mutualisma sampai hubungan yang patogenik (Strobel, 2003). Hubungan simbiosis mutualisme ditandai dengan hubungan yang saling menguntungkan antara mikroba endofit dan tumbuhan inangnya. Mikroba endofit dapat melindungi tumbuhan inang dari serangan patogen dengan senyawa yang dikeluarkan oleh mikroba endofit. Senyawa yang dikeluarkan mikroba endofit berupa senyawa metabolit sekunder yang merupakan senyawa bioaktif dan dapat berfungsi untuk membunuh patogen. Tumbuhan inang menyediakan nutrisi yang dibutuhkan oleh mikroba endofit untuk melengkapi siklus hidupnya.
Gambar1. Isolat fungi endofit
Metabolit sekunder yang dihasilkan akan lebih aktif dan spesifik jika diisolasi dari mikroba yang hidup pada biotop yang spesifik. Mikroba endofit terutama yang hidup di lingkungan yang spesifik atau bahkan di lingkungan yang tidak umum sering digunakan sebagai sumber penemuan senyawa bioaktif baru. Beberapa tumbuhan dapat menurunkan senyawa bioaktif yang dikandungnya kepada mikroba endofit yang tumbuh dalam jaringannya, sehingga mikroba
endofit tersebut dapat menghasilkan senyawa yang sama dengan inangnya. Sebagai contoh adalah senyawa taxol, sebagai senyawa antikanker yang dihasilkan oleh tumbuhan
Taxus brevifolia. Pada tahun 1993, senyawa
ini ternyata dapat diisolasi dari Taxomyces
andreanae, fungi endofit yang tumbuh pada
tumbuhan T. brevifolia (Strobel, 2003). Contoh lain adalah senyawa Oleandrin sebagai senyawa antikanker, selain dihasilkan oleh tanaman Nerium indicum, ternyata juga dihasilkan oleh fungi endofit yang diisolasi dari daun Nerium indicum (Prihatiningtias, unpublished).
Menurut Tan & Zou (2000), mikroba endofit memang dapat menghasilkan senyawa bioaktif yang karakternya mirip atau sama dengan inangnya. Hal ini disebabkan adanya pertukaran genetik yang terjadi antara inang dan mikroba endofit secara evolusioner.
ENDOFIT DAN BIODIVERSITAS
Indonesia merupakan negara yang memilki biodiversitas yang tinggi dan memiliki kawasan hutan hujan tropis yang luas sehingga merupakan satu kelebihan dalam pencarian sumber-sumber senyawa bioaktif. Hal ini disebabkan adanya kompetisi yang kuat, sumber nutrisi yang terbatas dan tekanan seleksi antar spesies berada pada puncaknya
(Redell dan Gordon, 2000).
Mikroba endofit yang diisolasi dari daerah tropis lebih potensial sebagai sumber senyawa bioaktif jika dibandingkan dengan mikroba endofit yang diisolasi dari daerah temperate (Strobel 2003).Mikrobia endofit yang tumbuh pada tumbuhan hutan hujan tropis juga memiliki potensi yang luar biasa sebagai sumber senyawa bioaktif. Sebagai contoh, fungi endofit Thievalia polygonoperda yang
diisolasi dari tumbuhan akar kuning (Fibraurea chloroleuca) yang tumbuh di hutan
Kalimantan memiliki daya antibakteri yang kuat. (Prihatiningtias, 2005).
Ada beberapa ketentuan untuk dapat mengisolasi mikroba endofit yang mampu menghasilkan senyawa bioaktif yang potensial, diantaranya yaitu:
1. Tumbuhan inang fungi endofit merupakan tumbuhan yang tumbuh pada lingkungan yang khas.
2. Tumbuhan tersebut memiliki sejarah ethnobotani yang berhubungan erat dengan penggunaan spesifik tumbuhan tersebut oleh penduduk asli suatu daerah. 3. Tumbuhan inang merupakan tumbuhan
endemik pada suatu daerah.
4. Tumbuhan inang fungi endofit tumbuh pada daerah yang memiliki biodiversitas yang tinggi
Dengan demikian, usaha penemuan mikroba endofit yang spesifik sebagai penghasil antibiotik tidak dapat dilakukan secara random. Tumbuhan sebagai inang fungi endofit harus memiliki proses seleksi tertentu berdasarkan pengaruh lingkungannya, umur dan sejarah tumbuhan inang, serta berdasarkan penggunaan tumbuhan inang secara etnobotani (Castillo et al., 2002).
AKTIVITAS BIOLOGI METABOLIT SEKUNDER MIKROBA ENDOFIT
Mikroba endofit memiliki aktivitas biologi yang tinggi. Beberapa penelitian tentang mikroba endofit, khususnya fungi endofit menunjukkan bahwa mikroba endofit memiliki aktivitas biologi sebagai antimikroba, anti kanker, antimalaria, antioksidan dan masih banyak lagi (Strobel 2003).
Banyak kelompok fungi endofit yang mampu memproduksi senyawa antibiotik yang aktif melawan bakteri maupun fungi patogenik terhadap manusia, hewan dan tumbuhan, terutama dari genus Coniothirum dan
Microsphaeropsis (Petrini et al., 1992).
Penelitian Dreyfuss et al., (1986) menunjukkan bahwa aktivitas isolat-isolat endofit Pleurophomopsis sp. dan
Cryptosporiopsis sp. yang diisolasi dari
tumbuhan Cardamin heptaphylla mempunyai aktivitas antimikroba yang tinggi. Isolat-isolat tersebut menghasilkan penisilin N, sporiofungin A, B, C. Suatu penelitian yang dilakukan oleh Tscherter dan Dreyfuss (1982)
dalam Petrini et al., (1992) menghasilkan
suatu kesimpulan bahwa galur-galur endofit
Cryptosporiopsis pada umumnya merupakan
luas. Isolat fungi endofit Xylaria spp. juga memiliki potensi besar dan dikembangkan dalam penelitian-penelitian industri farmasi maupun pertanian. Salah satu strain Xylaria yang diisolasi dari tumbuhan epifit di Amerika Selatan dan Meksiko dilaporkan dapat menghasilkan suatu senyawa antibiotik baru dari kelompok sitokhalasin (Dreyfuss et al., 1986). Sebagai contoh lain adalah phomopsikhalasin yang merupakan golongan sitokhalasin dan merupakan senyawa metabolik fungi endofit Phomopsis sp. Dengan metode difusi, senyawa ini juga mampu menghambat aktivitas bakteri Bacillus
subtilis, Salmonella gallinarium, dan
Staphylococcus aureus (Horn et al., 1995).
Selain menghasilkan senyawa yang bersifat antibakteri, fungi endofit juga menghasilkan senyawa antiviral, misalnya Cytonic acid A & B, sebagai senyawa penghambat ensim Human Cytomegalo Virus (hCMV), diisolasi dari fermentasi fungi
Cytonaema sp. (Guo et al., 2000). Senyawa
antimalaria dihasilkan oleh fungi Geotrichum sp. Fungi ini tumbuh pada tumbuhan
Crassocephalum crepidioides (Strobel, 2003).
PROSPEK MIKROBA ENDOFIT DALAM PENEMUAN SENYAWA-SENYAWA BIOAKTIF
Mikroba endofit menjanjikan dalam penemuan obat-obat baru, karena senyawa-senyawa bioaktif yang dikandungnya (Strobel, 1996).
Mikroba endofit mampu menghasilkan senyawa metabolit sekunder seperti alkaloid, terpen, steroid, flavonoid, kuinon, fenoldan lain sebagainya. Senyawa-senyawa ini sebagian besar mempunyai potensi yang besar sebagai senyawa bioaktif (Tan & Zou, 2001).
Keunggulan lain yang ditawarkan mikroba endofit dalam pencarian sumber-sumber senyawa bioaktif baru adalah siklus hidup mikroba endofit yang singkat dan senyawa-senyawa yang dihasilkan dapat diproduksi dalam skala besar melalui proses fermentasi. Isolasi senyawa bioaktif dari tumbuhan banyak menemui kendala dikarenakan jumlahnya yang terbatas dan siklus hidup tumbuhan yang relatif lama. Oleh karena itu, mikroba endofit memiliki prospek
yang baik dalam penemuan senyawa-senyawa baru.
KESIMPULAN
1. Mikroba endofit mampu menghasilkan senyawa-senyawa bioaktif yang potensial.
2. Mikroba endofit memiliki prospek yang bagus dalam penemuan senyawa-senyawa bioaktif baru.
DAFTAR PUSTAKA
Castillo, U.F., G.A. Strobel, E.J.Ford, W.M. Hess, Heidi Porter, J.B.Jensen, Heather Albert, Richard Robinson, M.A. Condron, D.B. Teplow, Dennis Steven, and Debbie Yaver. 2002. Munumbicins, wide-spectrum antibiotics produced by Streptomyces NRRL 30562, endophytic on Kennedia nigricans. Microbiology.148. pp.2676.
Dreyfuss, M.E., H.H. Hoffman, H. Kobel, W. Pache, and H. Tsecherter., 1986. Cyclosporin A and C : New Metabolites from Trichoderma polysporum (Link Expers) Rifai. Appl. Environ. Microbiol. 3:125-133.
Guo, B., J. Dai, S.Ng, Y. Huang, C. Leong, W.Ong, and B.K. Carte. 2000. Cytonic acid A & B : novel tridepside inhibitors of hCMV protease from the endophytic fungus Cytonaema species. J. Nat. Prod. 63 : 602-604
Horn, W.S, M.S.J. Simmonds, R.E. Schwartz, and W.M. Blaney. 1995. Phomopsichalasin, a novel antimicrobial agent from an endophytic Phomopsis sp. Tetrahedron 14 : 3969-3978.
Petrini, O., T.N. Sieber, L. Toti dan O. Viret. 1992. Ecology Metabolite Production and Substrate Utilization in Endophytic Fungi. Natural Toxins 1:185-196.
Prihatiningtias, W., 2005. Senyawa bioaktif Fungi Endofit Akar kuning (Fibraurea chloroleuca Miers) sebagai senyawa antimikroba. Tesis. Sekolah Pascasarjana UGM.
Redell, P., and V. Gordon. 2000. Lesson from nature : can ecology provide new leads in the search for novel bioactive chemicals from rain forest? p. 205-212. In S.K. Wrigley. M.A. hayes , R. Thomas, E.J.T. Chrystal, and N. Nicholson(ed)., Biodiversity: new leads for pharmaceutical and agrochemical industries. The Royal
Society of Chemistry. Chambridge, UK. pp. 205-212
Strobel, G.A. 1996. Endophytic Fungi : New sources for Old and new Pharmaceuticals. Pharmaceutical News. Vol 3, No.6. pp.7-9. Strobel, G.A. 2003. Endophytes as sources of
bioactive products. pp.11
Tan, R.X., and W.X. Zou. 2001. Endophytes : a rich source of functional metabolites. Nat. Prod. Rep. 18: 448-459.
