BAB
I
PENDAHULUAN
I.1
Latar Belakang
Penyakit infeksi merupakan salah satu permasalahan dalam bidang
kesehatan yang dari waktu ke waktu terus berkembang. Infeksi merupakan penyakit
menular disebabkan oleh berbagai mikroorganisme seperti virus, bakteri, jamur,
dan protozoa. Contoh infeksi yang disebabkan oleh bakteri adalah Escherichia
coli dan Staphylococcus aureus, E. coli sering menyebabkan infeksi saluran
kemih, diare dan penyakit lain. Salah satu penyembuhannya dengan antibiotic. S.
aureus merupakan contoh bakteri penyebab penyakit infeksi yang terutama dapat
menimbulkan penyakit pada manusia. Penyakit infeksi tersebut diatasi dengan
antibiotik tetapi sering terkendala oleh adanya factor resistensi bakteri
terhadap antibiotik yang telah ada. Oleh sebab itu sangat diperlukan eksplorasi
galur-galur mikroba baru yang menghasilkan antibiotik dengan potensi lebih
tinggi dalam mematikan penyebab penyakit, misalnya dari rizosfer (Rahayu,
2011).
Streptomyces diketahui mampu menghasilkan
lebih dari 500 senyawa anti mikroba yang telah diketahui senyawa penyusunnya.
Senyawa anti mikroba ini dalam bidang pertanian dimanfaatkan sebagai pestisida
hayati. Mekanisme penghambatan Streptomyces sp. terhadap fungi dapat terjadi
karena kemampuannya dalam menghasilkan antibiotik dan senyawa Hidrolitik
seperti Glukanase, kitinase yang mampu mendegradasi dinding sel fungi (Asmaria, 2013).
Dlam makalah ini akan
dibahas mengenai manfaat bakteri Streptomyces sebagai antibiotic yang digunakan
dalam dunia kedokteran.
I.2 Rumusan Masalah
Adapun malah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah :
1. Apakah yang dimaksud bakteri steptomyces?
2. Bagaimanakah pemanfaatan bakteri steptomyces dalam
bidang kesehatan?
I.3
Tujuan
Adapun tujuan yang akan dicapai :
1. Mengetahui tentang bakteri steptomyces.
2. Mengetahui manfaat bakteri Streptomyces dalam
bidang kedokteran dan senyawa yang dihasilkan.
BAB
II
PEMBAHASAN
II.1
Bakteri Steptomyces
Steptomyces adalah bakteri gram
positif yang menghasilkan spora yang dapat ditemukan di tanah. Bakteri ini
nonmotil dan berfilamen. Selain ditemukan pada tanah, bakteri ini juga
dapat ditemukan pada tumbuhan yang membusuk. Streptomyces dikenal
juga karena memproduksi senyawa volatil yaitu Geosmin yang memiliki bau khas pada tanah. Streptomyces termasuk ke dalam golongan Actinomyces yaitu bakteri yang memiliki struktur hifa bercabang menyerupai fungi dan dapat menghasilkan spora (Anonim, 2014).
Gambar : kultur Steptomyces
Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Streptomyces
Klasifikasi
Streptomyces sebagai berikut:
Domain :
Bacteria
Phylum :
Actinobacteria
Classis :
Actinomycetes
Ordo : Actinomycetales
Familia :
Streptomycetaceae
Genus : Streptomyces (Waksman dan Henrici 1943,
dalam Anonim, 2009)
Karateristik Streptomyces yang lain adalah koloni mereka yang keras, berbulu dan
tidak/jarang berpigmen. Streptomyces adalah organisme kemoheteroorganotrof yaitu organisme yang mampu menggunakan materi organik yang kompleks sebagai sumber karbon dan energi. Materi yang mereka dapatkan berasal
dari degradasi molekul ini di dalam tanah. Karena
sifat ini bakteri ini penting untuk menjaga tekstur dan kesuburan tanah. Bakteri ini
memiliki suhu optimal untuk pertumbuhan pada 25oC
dan pH 8-9 (Anonim, 2014).
Diketahui pula bahwa Streptomyces adalah sumber utama senyawa antibiotik dewasa ini. Streptomyces diketahui
mampu menghasilkan lebih dari 500 senyawa anti mikroba yang telah diketahui
senyawa penyusunnya. Senyawa anti mikroba ini dalam bidang pertanian
dimanfaatkan sebagai pestisida hayati. Mekanisme penghambatan Streptomyces sp.
terhadap fungi dapat terjadi karena kemampuannya dalam menghasilkan antibiotik
dan senyawa Hidrolitik seperti Glukanase, kitinase yang mampu mendegradasi
dinding sel fungi (Asmaria, 2013).
Aktivitas
penghambatan senyawa anti mikroba secara umum dapat dilakukan dengan berbagai
mekanisme, diantaranya adalah :
1.
Merusak dinding sel dengan cara menghambat
pembentukan maupun merubah setelah terbentuk.
2.
Perubahan permeabilitas sel, kerusakan pada
membran ini berakibat terhambatnya pertumbuhan sel atau matinya sel,
karena membran bertujuan untuk memelihara integritas komponen-komponen seluler.
3.
Perubahan molekul protein dan asam nukleat
4.
Penghambatan kerja enzim yang mengakibatkan
terganggunya metabolisme sel atau matinya sel.
5.
Penghambatan sintesa asam nukleat dan protein
yang berakibat terganggunya Aktivitas metabolisme karena DNA, RNA dan protein
memegang peranan penting dalam mekanisme sel secara
normal (Pelczar dan Chan, 2005 dalam J. Ulya, 2009).
Saat ini, Streptomyces memproduksi lebih dari dua pertiga
antibiotik alami yang berguna secara klinis. Streptomycin adalah salah satu contoh antibiotik
terkenal yang berasal dari Streptomyces.
Antibiotik primer tersebut dapat diaplikasikan pada manusia (sebagai
obat antikanker, immunoregulator) atau digunakan sebagai herbisida, agen
anti-parasit, dan penghasil beberapa enzim penting untuk industri makanan dan
industri lainnya. Streptomyces dikenal karena kemampuannya untuk mensintesis
senyawa yang dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain, antara lain Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Vibrio cholerae, Salmonella typhi, Staphylococcus aureus, dan Shigella dysenteriae (Anonim, 2014).
Antibiotik yang dihasilkan oleh Streptomyces sangat banyak, antara lain neomisin
dan kloramfenikol. Selain itu antibiotik streptomisin juga dinamakan
berdasarkan bakteri penghasilnya, yaitu Streptomyces griseus. Antibiotik yang dihasilkan oleh genus ini antara lain nystatin dari S. noursei, amphotericin B dari S. nodosus, natamycin dari S. natalensis, erythromycin
dari S. erythreus,
neomycin dari S. fradiae,
streptomycin dari S. griseus,
tetrasiklin dari S. rimosus,
vancomycin dari S. orientalis,
rifamycin dari S. mediterranei,
chloramphenicol dari S.
venezuelae, puromycin dari S.
alboniger dan lincomycin dari S. lincolnensis (Anonim, 2014).
II.2
Manfaat Steptomyces dalam bidang kesehatan
Streptomyces merupakan salah satu
sumber antibiotik. Salah satu senyawa antibiotic yang dihasilkan adalah
tetrasiklin periodontal fiber. Antibiotika ini dapat digunakan untuk
menyingkirkan atau menghentikan pertumbuhan bakteri yang menimbulkan masalah lebih
lanjut sekaligus mngontrol perkembangan jumlah bakteri subgigiva pada penyakit
periodontal (Wulandari, 2007).
Tertrasiklin ini diperoleh dan
diidolasi dari bakteri Streptomyces aureofaciens dengan struktur kimianya
(4S-(4aα, 6β, 12aα))-4-(dimethylamino)-1,4, 4a, 5, 5a, 6, 11, 12 octahydro-3,
6, 10, 12a- pentahydroxy-6-methyl-1, 11-dioxo-2-napthacenecarboxamide dengan
rumus empiris C22H24N2O8HCl Dipasaran senyawa ini dikenal dengan Actisite.
Tetrasiklin periodontal fiber ini memiliki sifat antibakteri dan juga dapat
mengurangi inflamasi serta membantu menghentikan kolagenase protein oleh karena
sifatnya yang antikolagenase
(Wulandari, 2007).
(Wulandari, 2007).
Senyawa ini membantu dalam merawat
periodontes refraktori. Penggunaan senyawa ini merupakan salah satu bentuk terapi
antibiotic. Actisite merupakan antibiotika local yang diberikan dengan cara
memasukkan kedalam saku periodontal dimana tetrasiklin terkandung didalam
acsite akan menyatu dengan cairan sulkus gingiva sehingga dapat menyingkirkan
bakteri-bakteri pathogen penyebab penyakit periodontal (Wulandari, 2007).
Gambar
: Letak tetrasiklin periodontal fiber pada rahang atas
Sumber
: Wulandari, 2007
Reduktiomisin adalah contoh lain dari senyawa yang berasal dari bakteri
genus Streptomyces. Shimizu dan Tamura (1981) pertama sekali mengisolasi dan
melaporkan reduktiomisin dari strain Actinomycete S551 yang berasal dari sampel
tanah di Osaka-shi Jepang pada tahun 1981. Senyawa tersebut merupakan senyawa
baru yang berasal dari mikroorganisme.
Dalam sebuah jurnal penelitian yang
berjudul “Isolasi bakteri reduktomisin dari bakteri terrestrial Streptomyces
sp” dalam penelitiannya menggunakan Isolat dan subkultur agar bakteri
Streptomyces sp. Ank181 diperoleh dari koleksi sampel genus Streptomyces
Professor Dr. H. Anke, Institute for Biotechnology and Drug Research,
Kaiserslautern, Germany. Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium kimia,
Institute of Organic and Biomoleculare Chemistry, University of Goettingen,
Germany. Penelitian ini bertujuan melakukan isolasi dan penentuan aktivitas
senyawa bioaktif reduktiomisin dari bakteri Streptomyces sp. Ank181 daratan
(terrestrial). Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium kimia, Institute of
Organic and Biomoleculare Chemistry, University of Goettingen.
Cara
Isolasi dan fermentasinya yakni Subkultur agar Streptomyces sp. Ank181 diinokulasi
dalam 25 l medium kultur M2 pada Ph 7,8 yang terlebih dahulu medium kulturnya
disterilisasi pada suhu 105o C dengan autoklaf selama 2 jam, dan
kultur tersebut difermentasi selama 6 hari pada suhu 28o C. Kultur
yang berwarna kuning dipanen pada hari ke-6 dan disaring dengan celite
menggunakan penyaring tekan. Filratnya kemudian dilewatkan pada kolom resin XAD-16
dan dielusi dengan pelarut sehingga diperoleh ekstrak kasar methanol sedangkan
campuran celite dan biomassa diekstraksi dengan pelarut etil asetat sehingga
diperoleh ekstrak kasar etil asetat. Kromatografi lapis tipis (KLT) dari kedua
ekstrak kasar, fase methanol, dan etil asetat, menunjukkan pola noda yang sama
sehingga kedua ekstrak fase tersebut digabung, dan diuapkan pelarutnya dengan
rotary evaporator bertekanan rendah. Residu yang diperoleh sebanyak 3,10 g
kemudian dihilangkan lemak (defating) dengan pelarut sikloheksana. Ekstrak yang
diperoleh selanjutnya difraksinasi secara kromatografi kolom terhadap gel 60
F254 dengan menggunakan pelarut diklorometana/ewcastl (0 sampai 50% MeOH) sehingga
diperoleh 4 fraksi kasar (fraksi I-IV). Subfraksi pertama mengandung lemak sehingga
tidak dipisahkan lebih lanjut. Fraksi II, III, dan IV masing-masing dipisahkan
dan dimurnikan lebih lanjut, dengan menggunakan kolom Sephadex LH-20 (pelarut ewcastl)
dan dimonitor dengan KLT, sehingga diperoleh secara berturut-turut; reduktiomisin
(2, 20.10 mg), dan dua senyawa trivial yaitu asam 2,3-dihidroksibenzoat dan
asam indole-3- karboksilat (Bahi dan Idores, 2013).
Pengujian aktivitas dari senyawa murni dilakukan dengan metoda dilusi
agar berdasarkan aktivitas daya hambat minimum pada media agar, yang
menggunakan medium potato dextrose agar (PDA) untuk bakteri (Staphylococcus
aureus, Escherichia coli), dan medium sabouraud dextrose agar (SDA) untuk jamur
(Candida albicans) dan aktimonisin-D sebagai referensinya (Bahi dan Idores,
2013).
Senyawa reduktiomisin diisolasi dari subfraksi II dengan kolom
Sephadex-LH20 dan pelarut MeOH dan diperoleh jarum berwarna kuning. Senyawa
reduktiomisin menunjukkan pita serapan UV pada λ 254 dan 366 nm, dan KLT
nodanya berwarna hijau tua dengan pereaksi semprot penampak noda
pmetoksibenzaldehid/asam sulfat (setelah dipanas pada suhu oven 105o
C) (Bahi dan Idores, 2013).
Hasil analisis ESI-SM diperoleh massa molekul senyawa reduktiomisin
sebesar 293 Dalton. Massa molekulnya merupakan kelipatan bilangan ganjil dan
mengindikasi adanya atom nitrogen dalam struktur senyawa reductiomycin (Bahi
dan Idores, 2013).
Hasil uji aktivitas biologi menunjukkan bahwa reductiomycin bersifat
antimikroba terhadap bakteri, jamur dan sitotoksik, reductiomycin digolongkan
sebagai zat yang aktif terhadap bakteri Gram positif, jamur, virus penyebab
penyakit. Penyakit Newcastle merupakan salah satu penyakit yang banyak
terjangkit pada hewan ternak ayam. Penyakit Newcastle ini disebabkan oleh virus
Avian paramyxovirus type-1 (Bahi dan Idores, 2013).
Tiga senyawa metabolit sekunder telah berhasil diisolasi dan
diidentifikasi dari bakteri tanah genus Streptomyces sp. Ank181, yaitu
reduktiomisin, asam 2,3-dihidroksibenzoat, dan asam indole-3-karboksilat. Hasil
uji antimikroba menunjukkan bahwa reduktiomisin bersifat bioaktif terhadap
bakteri, jamur, dan sitotoksik terhadap Artemia salina (Bahi dan Idores, 2013).
BAB
III
PENUTUP
III. 1 Kesimpulan
Adapun
kesimpulan yang diperoleh
1. Steptomyces adalah bakteri gram positif yang
menghasilkan spora yang dapat ditemukan di tanah, koloni mereka yang keras, berbulu dan tidak/jarang
berpigmen. Streptomyces adalah sumber utama senyawa antibiotik dewasa ini. Streptomyces diketahui
mampu menghasilkan lebih dari 500 senyawa anti mikroba yang telah diketahui
senyawa penyusunnya.
2. Streptomyces digunakan dalam bidang kesehatan
karena menghasilkan antibiotic beberapa diantaranya adalah Tetrasiklin
periodontal fiber dan Reduktomisin. Tetrasiklin periodontal fiber merupakan antibiotika
yang digunakan untuk menyingkirkan atau menghentikan pertumbuhan bakteri yang
menimbulkan masalah lebih lanjut sekaligus mengontrol perkembangan jumlah
bakteri subgigiva pada penyakit periodontal. Reduktiomisin adalah contoh lain
dari senyawa yang berasal dari bakteri genus Streptomyces.
DAFTAR
PUSTAKA
Anonim. 2014. Streptomyces. http://id.wikipedia.org/wiki/Streptomyces. diakses pada tanggal 2
Desember 2014.
Asmaria. 2013. Mengenal bakteri Streptomyces. http://asrimaria.blogspot.com
/2013/12/mengenal-bakteri-streptomyces.html. diakses pada tanggal 2
Desember 2014.
Bahi dan Idores. 2013. Isolasi antibiotic Reduktimisin
dari bakteri terrestrial Streptomyces sp. Jurnal kedokteran Hewan Vol.7(2) Hal.
192-131.
J. Ulya. 2009. Kemampuan Penghambatan
Streptomyces spp. terhadap Mikroba Patogen Tular Tanah
Pada Beberapa Kondisi Pertumbuhan : Jenis media, Waktu Produksi, pH dan Suhu,
dikutip dari http://repository.ipb
.ac.id. diakses
pada tanggal 2 Desember 2014.
Rahayu, Triastuti. 2011. Streptomyces sebagai Sumber
Antibiotik baru Indonesia. FKIP Universitas Muhammadiyah Surakarta. Surakarta.
Wulandari, Pitu. 2007. Tetrasiklin Periodontal Fiber
sebagai Perawatan Penunjang pada Penyakit Periodontal. http://repisitory.usu.ac.id. diakses pada tanggal 2
Desember 2014.
