Kemampuan Biotransformasi

Read Also

Berbagai galur Trichoderma memproduksi berbagai senyawa metabolit sekunder yang bersifat antibakteri, antinematoda, antifungi, atau antikhamir.  Berbagai antibiotik dan antifungi yang telah diisolasi dari Trichoderma dan Gliocladium sp. antara lain merupakan senyawa steroid seperti viridiol (Wipf & Kerekes, 2003), azaphilon (Vinale et al., 2006), derivat terpenil (Guo et al.,2007), hingga peptaibol (Duclohier, 2007) dan peptaibiotik (Degenkolb et al., 2008). Selain metabolit sekunder yang memiliki aktivitas antibiotik, beberapa senyawa turunan gliotoksin yang dihasilkan oleh Gliocladium roseum, memiliki kemampuan anti-anggiogenik, sehingga memiliki potensi untuk dikembangkan sebagai obat anti-rematik arthritis, dan anti-kanker (Lee et al., 2001).  Begitu pula, penelitian terbaru menunjukkan bahwa terdapat jenis peptaibol Trichoderma yang memiliki kemampuan dikembangkan sebagai obat kanker yang hanya menargetkan sel kanker, dan tidak menggangu sel normal (Shi et al., 2010).

            Maraknya perkembangan bakteri patogen yang resisten terhadap antibiotik yang sekarang ada di pasaran, telah memicu penelitian untuk mendapatkan antibiotik-antibiotik baru.  Golongan peptaibol dan peptaibiotik merupakan kandidat antibiotik baru yang dianggap penting, sehingga berbagai laboratorium kini berlomba dalam mengisolasi, memahami struktur dan bioaktivitasnya. Pentingnya peptaibol dan peptaibiotik tercermin dari dibangunnya suatu basis data online khusus untuk golongan senyawa ini (www.cryst.bbk.ac.uk/peptaibol). Hampir separuh dari 300 peptaibol dalam basis data tersebut bersumber dari genus Trichoderma.

            Peptaibiotik adalah antibiotik peptida non-ribosomal rantai pendek (umumnya kurang dari 20 residu) yang kaya dengan asam amino unik non-proteinogenik, yaitu asam aminoisobutirat (Aib), dan pada beberapa kasus juga mengandung asam amino teralkilasi seperti isovalin (Iva), atau asam imino hidroksiprolin. Diversitas peptaibiotik, selain disebabkan variasi dari asam amino pembentuknya, juga disebabkan gugus yang terdapat pada ujung C dari peptide tersebut.  Peptaibiotik yang juga mengandung gugus 1,2-amino alkohol pada ujung C-nya disebut peptaibol (Krause et al., 2006).    

            Umumnya peptaibol yang sudah diteliti menghambat bakteri gram positif, Mycoplasma dan Spiroplasma (Duval et al., 1997). Trichoderma asperellum T. N.J63 dan T.N.C52, dan Gliocladium sp. T.N.C73 isolat Riau, juga menghambat pertumbuhan bakteri gram positif, fungi patogen dan khamir.  Penelitian pendahuluan oleh penulis dengan tim peneliti dari FMIPA, UNRI mengindikasikan bahwa senyawa anti-bakteri dan anti-khamir ini kemungkinan besar merupakan peptaibol (Nugroho et al. , 2006; Jasril et al., 2006). 

            Penelitian bioaktivitas peptaibol menunjukkan bahwa beberapa peptaibol memiliki bioaktivitas lain yang tak kalah pentingnya dari aktivitas antibiotik.  Sebagai contoh adalah SPF-5506-A4, suatu peptaibol yang diproduksi Trichoderma sp. SPF-5506 dapat menginhibisi pembentukkan plak amiloid peptide-beta, sehingga dapat digunakan untuk menghambat progresifitas penyakit Alzheimer (Hosotani et al., 2007).  Peptaibol dari fungi lain, ada yang memiliki aktivitas sebagai inhibitor integrase HIV-1,sehingga dapat digunakan sebagai salah satu obat anti-HIV (AIDS) (Singh et al., 2002).  Shi et al. (2010) menemukan peptaibol produksi Trichoderma pseudokoningii SMF2 memiliki kemampuan menginhibisi pertumbuhan tumor, dengan menginduksi apoptosis (bunuh diri) sel kanker hepatoma. Peptaibol ini tidak mempengaruhi pertumbuhan sel sehat, sehingga cocok untuk dikembangkan sebagai obat yang menargetkan penghambatan sel kanker secara spesifik. Beragam aktivitas peptaibol ini dari berbagai fungi biokontrol menunjukkan potensi strategis untuk pengembangan obat farmasi.

            Berbagai galur dari fungi biokontrol juga digunakan untuk biotransformasi (sintesis) berbagai senyawa untuk keperluan farmasi dan bahan baku kimia lainnya, baik secara fermentasi langsung, maupun melalui penggunaan enzimnya. Biotransformasi dewasa ini merupakan metode yang banyak digunakan oleh ahli kimia, farmasi dan biokimia untuk menghasilkan berbagai senyawa kimia dan farmasi secara ekonomis dan ramah lingkungan (Huisman et al., 2002).  Berbagai reaksi kimia yang umumnya sulit dilakukan secara reaksi kimia organik sintetik klasik (konvensional), dengan biotransformasi dapat dilakukan dengan relatif mudah dan ekonomis.  Sifat selektif dan proses biotransformasi yang umumnya dilakukan pada kondisi reaksi lunak (pH dan temperatur fisiologis sel) meminimalkan pencemaran, dan meminimalkan sintesis senyawa samping yang tidak dikehendaki. Fungi biokontrol yang dapat digunakan untuk biotransformasi bukan saja dari genus Trichoderma dan Gliocladium, tetapi juga dari berbagai mikroba biokontrol lainnya, misalnya dari genus Beauveria dan Cordyceps.

            Seperti telah disebutkan, biotransformasi dapat dilakukan secara tak langsung dengan menggunakan enzim yang dihasilkan fungi biokontrol.  Noguchi et al., (2008) menggunakan amilase Trichoderma viride JCM22452, untuk modifikasi berbagai senyawa bioaktif flavonoid.  Flavonoid adalah senyawa polifenolik yang terdapat pada tanaman. Banyak dari anggota keluarga flavonoid yang memiliki kemampuan antibakteri, antikanker dan antioksidan.  Salah satu senyawa flavonoid yang dikenal umum adalah katekin yang terdapat pada teh hijau. Katekin, selain memiliki sifat antioksidan, juga dapat menghambat karies gigi (mikroba pembentuk lubang pada gigi), dan membantu pengaturan lipid plasma darah. Namun, penggunaan Katekin sebagai aditif makanan terbatas, karena kelarutannya dalam air rendah, mudah terdegradasi dan memiliki rasa pahit.  Modifikasi katekin menggunakan amilase Trichoderma viride JCM22452 menghasilkan beberapa glukosida turunan baru yang memiliki beberapa perbaikan sifat katekin, yakni berkurang rasa pahit, lebih tahan (stabil) terhadap suhu tinggi, dan memiliki peningkatan kelarutan dalam air (Noguchi et al., 2008).

            Biotransformasi secara fermentasi langsung yang telah berhasil dan dilaporkan, lebih banyak menggunakan spesies Gliocladium daripada Trichoderma. Berbagai lakton sesquiterpen memiliki aktivitas biologis, seperti anti-kejang, tetapi juga memiliki sifat sitotoksik (racun untuk sel) yang kuat.  Untuk mengurangi sifat sitotoksik ini, beberapa peneliti berusaha menggunakan teknik biotransformasi untuk menghidroksilasi sesquiterpen tersebut. Menggunakan Gliocladium roseum , Garcia-Granados et al., (2002), berhasil memproduksi beberapa turunan suatu lakton sesquiterpen terhidroksilasi pada posisi yang secara stereokimia akan sulit dilakukan, jika menggunakan reaksi kimia organik sintetik konvensional. Dong et al., (2007), juga berhasil menghidroksilasi suatu triterpenoid  menggunakan Gliocladium roseum.

            Seperti telah disebutkan, fungi biokontrol dari genus lain, misalnya dari genus Beauveria, Cordyceps dan Paecilomyces juga menghasilkan berbagai senyawa antibiotik potensial baru, dan juga digunakan untuk proses biotransformasi dalam rangka produksi berbagai obat farmaseutikal. Sebagai contoh, Beauveria bassiana ATCC 13144, yang merupakan fungi biokontrol anti-insekta, digunakan pada proses biotransformasi untuk menghasilkan turunan obat pengendali tekanan darah, dan obat pembuluh jantung (kardiovaskular) (Preisig et al.,2003).