26 Januari 2010

Produksi Metabolit Sekunder Dengan Kultur Jaringan Tanaman Melalui Jalur Biosintesis

Jalur biosintesis merupakan urutan pembentukan suatu metabolit dari molekul yang paling sederhana hingga molekul yang paling kompleks. Pengetahuan akan jalur biosintesis ini memungkinkan untuk melakukan modifikasi dari jalur tersebut sehingga dapat diproduksi metabolit dalam jumlah yang lebih banyak dan dalam waktu yang lebih singkat, mengetahui struktur metabolit yang dihasilkan, kemudian dapat dilakukan sintesis untuk menghasilkan derivatnya.
Jalur yang biasanya dilalui dalam pembentukan metabolit sekunder ada tiga jalur, yaitu:
1.jalur asam asetat,
2. jalur asam sikimat, dan
3. jalur asam mevalonat





Waktu penggunaan jalur biosintesis saat:
1. Rendahnya ekspresi dari gen-gen yang mengontrol tahap-tahap penting dari jalur biosintesis
2. Untuk mendapatkan senyawa tertentu yang sangat dibutuhkan dalam suatu obat. Dengan demikian dalam jalur biosintesis tanaman tersebut ditambahkan suatu prekursor seperti menggunakan jalur biosintesis triptofan untuk menyediakan prekursor terhadap sintesis hormon auksin (Indole-3-acetic acid/ IAA), fitoaleksin, glukosinolat, dan indole- serta anthranilat yang keduanya merupakan derivat alkaloid
Alasan penggunaan jalur biosintesis adalah :
1. Bisa mengubah senyawa awal menjadi senyawa baru yang lebih bermanfaat dengan pertolongan suspensi sel.
5. Berdasarkan biosintesis, metabolit sekunder dapat diumpankan dengan prazat untuk menjadi produk yang lebih cepat dengan kultur suspensi sel. Prazat dapat merangsang aktivitas enzim tertentu yang terlibat dalam jalur biosintesis, sehingga dapat meningkatkan produksi metabolit sekunder. Selain itu juga senyawa yang dikehendaki dapat ditingkatkan jumlahnya dengan cara memanipulasi media maupun dengan penambahan senyawa prekursor/prazat ,merangsang aktivitas enzim tertentu yang terlibat dalam jalur biosintesis, sehingga dapat meningkatkan produksi metabolit sekunder, contohnya penambahan skualen yang memberi pengaruh nyata dalam meningkatkan kandungan azadirahtin di dalam sel sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Zakiah(2003). Mendapatkan metabolisme sekunder yang merupakan bentuk diferensiasi dari sel-sel tanaman. Untuk memperoleh kandungan metabolit sekunder yang lebih tinggi dari induknya

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

Tujuan pemetaan jalur biosintesis:
Untuk mengetahui jalur biosintesis adalah dapat melakukan derivatisasi. Setelah kita mengetahui jalur biosintesisnya , dan ternyata jalur biosintesisnya bercabang- cabang maka kita dapat melakukan blocking pada salah satu cabang.

Modifikasi jalur biosintesis:
a. Blocking suatu jalur untuk mengoptimalkan jalur yang lain
b. Penambahan enzim, precursor, senyawa intermediet, atau substrat ( aktivasi enzim )
c. Modifikasi kondisi lingkungan pertumbuhan.
Perlakuan stres lingkungan meliputi kekurangan air (draught), kekurangan cahaya, kekurangan nutrisi (mineral), suhu di atas atau di bawah optimal.

Cara untuk mengetahui jalur biosintesis pada kultur jaringan adalah :
1. Dengan analisis senyawa kompleks sehingga dapat diketahui building block penyusunnya yang dapat mengarahkan kita kepada senyawa asal dan jalur biosintesisnya.
a. Pendekatan klasik dengan mengidentifikasi jalur biosintesis tiap individu
b. Isolasi enzim
c. Mengkloning gen pengkode
2. Pelabelan dengan radioisotop
3. Mencari database mengenai jalur biosintesis suatu metabolit yang telah diteliti

Keuntungan:
1. Tidak ada step tambahan untuk perlakuan kultur
2. Pelaksanaan relative mudah
3. Predictable
Saat penambahan prazat sudah dapat dipastikan dapat meningkatkan metabolit sekunder meskipun sedikit, kadar prazat yang berlebihan (melebihi kadar optimum) dapat meracuni sel terutama prazat yang bersifat toksik bagi sel

Kerugian:
1. Membutuhkan pengetahuan yang lebih, terutama tentang jalur biosintesis untuk pembentukkan metabolit sekunder yang dituju
2. Terjadi kesalahan penambahan substrat

REFERENSI:
Knoss, W, Reuter, B, 1997, Biosynthesis of isoprenic units via different pathways :
Occurrence and future prospects
, Institute of Pharmaceutical Biology,
University of Bonn, Germany
Manito, Paolo.1992.Biosintesis Produk Alam.IKIP Press. Semarang.
Soegihardjo, C.J. 2007. Pengaruh Stress terhadap Produksi Metabolit Sekunder. Fakultas Farmasi UGM. Yogyakarta.
Zakiah,Zulfa,dkk, 2003, Peningkatan Produksi Azadirahtin dalam Kultur Suspensi Sel
Azadirachta indica A.Juss melalui Penambahan Skualen
, Jurusan Biologi, FMIPA Universitas Tanjungpura, Pontianak

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar