Ppt Produksi Metabolit Sekunder

(1)

PRODUKSI METABOLIT

SEKUNDER

KELOMPOK 5 :

Arin Febriana Crysanty

(1111095000030)

Danti Pratiwi

(1111095000038)

Dosen : Dini Damayanti, M.Si Dosen : Dini Damayanti, M.Si

(2)

Pengertian

senyawa metabolit yang nonesensial bagi

pertumbuhan organisme dan disintesis dalam jumlah

sedikit untuk meepertahankan diri dari perubahan

lingkungan sekitar dan peranannya sangat vital

Tidak disintesa secara terus menerus

Tidak disintesa secara terus menerus tetapi hanyatetapi hanya

pada

pada tingkat pertumbuhan dan tingkat pertumbuhan dan perkembanganperkembangan

tertentu

Metabolit sekunder

Selama periode stress biotik

Selama periode stress biotik karena kurang nutrisikarena kurang nutrisi

atau faktor abiotik

Atau

(3)

Pengertian

senyawa metabolit yang nonesensial bagi

pertumbuhan organisme dan disintesis dalam jumlah

sedikit untuk meepertahankan diri dari perubahan

lingkungan sekitar dan peranannya sangat vital

Tidak disintesa secara terus menerus

Tidak disintesa secara terus menerus tetapi hanyatetapi hanya

pada

pada tingkat pertumbuhan dan tingkat pertumbuhan dan perkembanganperkembangan

tertentu

Metabolit sekunder

Selama periode stress biotik

Selama periode stress biotik karena kurang nutrisikarena kurang nutrisi

atau faktor abiotik

Atau

(4)

Fungsi metabolit sekunder bagi

tumbuhan

mengatasi mengatasi hama dan hama dan penyakit penyakit menarik menarik polinator saat polinator saat penyerbukan penyerbukan bunga dan bunga dan sebagai sebagai molekul molekul sinyal. sinyal. Melindungi Melindungi dari stress dari stress lingkungan lingkungan alelopati alelopati Zat Zat Pengatur Pengatur Tumbuh

Tumbuh ProteksiProteksi

UV

(5)

Produk Metabolit sekunder

Industri farmasi Kosmetik Anti mikroba

Bioinsektisida &biofungisida

(6)

Senyawa metabolit sekunder

Terpenoid = Sebagian besar senyawa terpenoid

mengandung karbon dan hidrogen serta disintesis melalui jalur metabolisme asam mevalonat)

Fenolik = Senyawa ini terbuat dari gula sederhana dan memiliki cincinbenzena, hidrogen, dan oksigen dalam

struktur kimianya

(7)

1. Terpenoid

komponen minyak atsiri

kelompok senyawa yang memberikan rasa, bau, dan warna pada tumbuhan, biasanya terdapat pada daun dan

buah untuk tanaman tingkat tinggi seperti pinus, sitrus, dsb

(8)

Flavanoid

suatu kelompok yang termasuk ke dalam senyawa fenol yang terbanyak dialam, senyawa-senyawa flavonoid ini bertanggung jawab terhadap zat warna

ungu, merah, biru dan sebagian zat warna kuning dalam tumbuhan

2. Fenolik

Fungsi

pigmen

warna Patologi& sitologi

Aktivitas farmakol

ogi

(9)

3. Senyawa yang mengandung nitrogen

Alkaloid _{bagian tumbuhan seperti biji,}ditemukan dalam berbagai daun, ranting dan kulit kayu

berasal dari beberapa asam amino yang dibedakan atas

alkaloid

(10)

PENAMBAHANAN PRAZAT

Berdasarkan biosintesis media ms dapat ditambahkan prazat untuk menjadi produk yang lebih cepat dengan kultur suspensi sel

Mengubah senyawa awal menjadi senyawa

baru yang lebih bermanfaat dengan bantuan

suspensi sel.

Mengubah senyawa tertentu menjadi senyawa lain untuk menggantikan reaksi dengan kultur suspensi sel

(11)

Metode Produksi Metabolit Sekunder

Produksi metabolit sekunder dengan biotransformasi

Produksi metabolit sekunder dengan kultur akar berambut

Produksi metabolit sekunder dengan sel imobil

Produksi metabolit sekunder dengan jalur biosintesis

Produksi metabolit sekunder dengan estilasi

(12)

Produksi metabolit sekunder dengan

biotransformasi

Kegunaan :

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

Biotransformasi

Seluruh sel persiapan selkomponen immobil

(13)

Proses

Memanipulasi sel

Pemberian enzim glukosiltransferase

(14)

Produksi metabolit sekunder dengan

kultur akar berambut

Metode budidaya akar berambut secara in vitro

anak akar yang berupa akar kecil berbentuk seperti rambut

halus

Akar Rambut Kultur

Akar

(15)

Akar Rambut

Kegunaan

Kultur akar

berambut

Merupakan kultur organ pada teknik

kultur jaringan tanaman • Untuk memproduksi metabolit sekunder •Untuk mempelajari keberadaan senyawa bioaktif

(16)

Proses

T-DNA gen- gen onkogen RIP kultur Akar Normal Akar Transgenik

(17)

Produksi metabolit sekunder dengan sel

imobil

Sel imobil adalah suatu sel atau

gumpalan sel yang terjerap dalam

matriks tertentu.

Tujuan

Mencegah gesekan sel dengan dinding

bioreaktor.

Mencegah terjadinya agregasi/gumpalan sel,

karena kalau terjadi agregasidapat mengakibatkan sel

(18)

Proses

Pembentukan gel dengan proses pengikatan-silang

ionic dari polimer yang bermuatan

Pembentukan gel dengan pendinginan polimer yang

dilarutkan dengan pemanasan

Pembentukan gel

dengan reaksi kimia

•Gelatin yang berikatan silang dengan

glutaraldehida, agar atau agarosa, dan natrium alginat menjadi kalsium alginat

•Keterbatasan partisi dan difusi (perpindahan

massa), pengukuran parameter sel, dan pembebasan dan perolehan produk

Dasarnya adalah penjerapan

sel dengan matriks . Bahan

(19)

Produksi metabolit sekunder dengan jalur biosintesis

Jalur Biosintesis

Urutan pembentukan suatu metabolit dari molekul yang paling sederhana hingga molekul

yang paling kompleks

Jalur asam asetat

Jalur asam sikimat

Jalur asam

mevalonat

(20)

Modifikasi kondisi lingkungan pertumbuhan Penambahan enzim, precursor, senyawa intermediet, atau substrat ( aktivasi enzim ) Blocking suatu jalur untuk mengoptimalkan jalur yang lain

Modifikasi

jalur biosintesis

(21)

Cara untuk mengetahui jalur biosintesis pada kultur jaringan

Dengan analisis senyawa kompleks sehingga dapat diketahui building block penyusunnya yang dapat mengarahkan kita kepada senyawa asal dan jalur biosintesisnya.

Pelabelan dengan radioisotop

Mencari database mengenai jalur biosintesis suatu metabolit yang telah diteliti

(22)

Produksi metabolit sekunder dengan elisitasi

Proses penambahan elisitor pada sel tumbuhan untuk menginduksi dan meningkatkan

pembentukan metabolit sekunder.

Kebanyakan proses elisitasi terjadi ketika elisitor berasal reaksi oleh adanya infeksi patogen pada

tanaman.

Senyawa metabolit sekunder yang dihasilkan digunakan untuk mekanisme pertahanan

terhadap patogen tersebut.

Elisator adalah senyawa yang dapat menginduksi mekanisme pertahanan dan sekresi metabolit sekunder yang berhubungan dengan mekanisme pertahanan yang

(23)

Mekanisme pertahanan

•Mekanisme awal yang sudah ada sebelum

infeksi (preexisting).

•Contohnya : Lilin pada permukaan daun untuk

mencegah terbentuknya lapisan air sehingga tidak lembab (suasana alembab mendukung pertumbuhan beberpa mikroba dan patogen lainnya

Mekanisme

konstitutif

• Makanisme pertahanan yang

diinduksi oleh suatu substansi yang disebut sebagai elisitor.

Mekanisme

induksi

(24)

Proses

Pengikatan elisitor ke dalam reseptor pada

membran plasma.

Pengubahan aliran ion sepanjang membran sel

tanaman contoh efflux Cl- dan K+ dan influx

Ca2+ Peningkatan aktivitas phospolipid pada beberapa jaringan tanaman setalah berkontak dengan elisitor Aktivasi NADPH oksidase yang berperan

dalam pengasama sitosol

Aktivasi G-protein yang berperan dalam

respon awal elisitor. Perubahan cepat pada

fosforilasi protein. Reorganisasi sitoskeleton. Akumulasi protein yang berkorelasi dengan prtogen

Kematian sel pada tempat infeksi

(25)

Struktur dinding sel yang berubah.

Aktivasi transkripsi gen yang berhubungan dengan

respon terhadap patogen.

Produksi molekul pertahanan tanaman

seperti tanin dan fitoaleksin (2-4 jam setelah stimulais elisitor.

Sintesis jasmonic acid dan salicylic acid.

Resistensi sistematik terhadap patogen

(26)

KULTUR JARINGAN

METABOLIT SEKUNDER YANG BANYAK DIKENAL

KOMERSIAL (1983)

Lithospermum erithorhizon

1. Lithospermum erithorhizon

Kosmetik

Shikonin dari kultur sel Lithospermum erithorhizon (anti bakteri, zat pewarna, Kosmetik, untuk luka dll)

Sikonin dari alam dari akar pada saat tanaman umur 5

(27)

2. Ginsenoida dari akar ginseng

Saponin + Ginsenoida. Nitro Denko Comp. (1991)

(28)

3. Catharanthus roseus

Vinblastine + Vincristine  Alkaloid untuk

(29)

4. Rauvolvia sp

anti hipertensi

Rauvolvia sp

(30)

5. M orinda citrif olia L . Anthraquinon (golongan kuinon) damnachantal Kultur Kalus Antikanker

(31)

Beberapa senyawa yang sudah berhasil diproduksi

dengan Kultur Jaringan

 Sikonin  Antrakinon  Diosgenin  Asam rosmarinat  Reserpina  Atropina  Capsaisin  Artemisinin •Lithospermum erythrorrhizon •Morinda citrifolia •Dioscorea deltoidea •Coleus blumei •Catharanthus roseus •Coptis japonicum •Capsicum frutescens •Artemisia annua

(32)

REFERENSI

Amid,A., dan P.Jamal, 2009, Optimization of the Elicitation Process on

Chrysanthemum indicum Cell Suspension Culture Producing Xanthine

Oxidase Inhibitor , Journal of Applied Science Vol .9, Page 2256-2263

Bangun A.P. & B. Sarwono. 2002.Khasiat & Manfaat Mengkudu.Agro Media. Tangerang.

Eilert, U., F. Constable, and W.G.W. Kurz, 1986, Elicitor stimulation of monoterpene indole alkaloid formation in suspension cultures of Catharanthus roseus, J. Plant Phys., 126, 11-22.

Endress, R., 1994, Plant Cell Biotechnology, Springer – Verlag., Berlin.

Funk, C., K. Gugler and P. Brodelius, 1987, Increased secondary product

formation in plant cell suspension cultures after treatment with a yeast carbohydrate preparation (elicitor), J. Phytochem., 26:2, 401-405.

(33)

George, E. F. and P. H. Sherrington, 1984, Plant Propagation by Tissue Culture, Eastern Press Exegetic Ltd., England.

Hashimoto, T. and Y. Yamada, 1994, Alkaloid Biogenesis: Molecular Aspect, J. Plant Mol. Biol., 45, 257-285.

Roberts, Susan C., 2005, plant metabolic engineering for pharmaceutical production, www.metabolicengineering.gov/me2005/Roberts.pdf

Salisburry, F.B., dan Ross, C.W., 1995, Fisiologi Tumbuhan, Ed III, 286-288, diterjemahkan oleh Dyah R. Lukman dan Sumaryono, ITB, Bandung.

Verpoorte, R., R.van der Heijden, J.H.C. Hoge dan H.J.G ten Hoopen, 1994, Plant Cell Biotechnology for The Production of Secondary Metabolites, PureaAnd Applied Chemistry No.10/11, Page 2307-2310, Great Britain.

(34)