Uncategorized

Review : Peningkatan produksi plumbagin pada sel amobil dari Plumbagi rosea dengan elisitasi dan adsorpsi in situ

PENDAHULUAN

Teknik sel amobil adalah teknik yang dilakukan dengan cara melakukan penjerapan sel pada matriks tertentu. Matrik yang biasa digunakan misalnya alginate, poliakrilamid, agar. Teknik ini biasanya digunakan untuk meningkatkan kadar metabolit sekunder tanpa terpengaruh oleh pertumbuhan sel. Sistem sel amobil merupakan teknik pilihan karena memiliki beberapa keunggulan, antara lain (a) mampu menggunakan kembali biomasa yang mahal harganya, (b) mampu secara fisikawi memisahkan antara sel, media, dan produk, (c) meningkatkan daya guna bioreaktor, dan (d) mampu beroperasi secara berkesinambungan dalam jangka waktu lama. Akan tetapi banyak metabolit sekunder yang jarang dilepaskan dari suspensi atau kultur sel amobil karena hidrofobisitas yang menyebabkan kelarutannya sangat rendah dalam air. Agar penggunaan sel amobil menjadi lebih ekonomis, produk yang tidak larut dalam air perlu dihilangkan dari media kultur (karena akumulasi metabolit sekunder tersebut dapat berefek toksik dan menyebabkan degenerasi sel) tanpa mengganggu aktivitas metabolit sel. Solusinya adalah menggunakan adsorpsi in situ atau ekstraksi metabolit menggunakan material hidrofob. Pada banyak kasus, penghilangan produk in situ dapat mengingkatkan produksi metabolit sekunder dan produk secara selektif dilepaskan dari sel dan terdisolusi dalam solven atau adsorben.

HASIL

1. Efek amobilisasi sel dalam calcium alginate

Sel yang ditumbuhkan pada 10mM CaCl2 menunjukkan pertumbuhan normal, tapi biomassanya tidak sebanyak sel kontrol. Alginate menstimulasi sintesis plumbagin hampir dua kali lipat dari sel kontrol, tetapi pertumbuhan sel terhambat dan viabilitas sel menurun lebih dari 40%. Hal ini karena alginat memodifikasi viskositas medium dan menyebabkan kurangnya transfer oksigen. Amobilisasi sel P.rosea meningkatkan produksi plumbagin karena efek amobilisasi menyebabkan kontak antar sel menjadi lebih baik dan membantu diferensiasi sel untuk memproduksi metabolit sekunder. Amobilisasi juga mempengaruhi pembentukan produk ekstraseluler dan lebih dari 40% produk dilepaskan ke media kultur. Hal ini menunjukkan amobilisasi dapat mempengaruhi fisiologi sel secara efektif.

2. Konsentrasi sel dalam kalsium alginate bead

Konsentrasi alginate 20% menghasilkan plumbagin yang optimal dan maksimal. Konsentrasi alginate mempengaruhi kekuatan bead dan ketersediaan oksigen yang terdisolusi pada sel. Pada konsentrasi rendah bentuk alginate terlalu lembek/strukturnya tidak kuat. Sedangkan pada konsentrasi tinggi dinding terlalu tebal dan kuat sehingga difusi nutrisi terhambat sehingga akumulasi metabolit menjadi lebih rendah.

3. Elisitasi sel amobil

Elisitasi merupakan proses penambahan elisitor pada sel tumbuhan dengan tujuan untuk menginduksi dan meningkatkan pembentukan metabolit sekunder. Kitosan yang optimal untuk sel amobil adalah 200mg/liter berdasarkan hambatan difusi bead amobil untuk mencapai sel. Kitosan baik digunakan karena aman digunakan dan efeknya pada permabilitas sel. Lebih dari 70% plumbagin dilepaskan ke medium sehingga ekstraksi metabolit lebih ekonomis.

4. Penggunaan sukrosa

Sel yang diperlakukan dalam ekstraksi in situ mengkonsumsi sukrosa lebih banyak daripada yang tidak diberi XAD-7. Hal ini menunjukkan XAD-7 tidak menunjukkan efek negatif pada metabolisme sel. Sel menggunakan sukrosa lebih banyak dan ini dapat mengindikasikan penurunan toksisitas metabolit sekunder pada sel karena adsorpsi oleh XAD-7.

5. Adsorpsi in situ plumbagin

Senyawa/metabolit yang tidak larut dalam air penting untuk dihilangkan karena tidak hanya toksik bagi sel pada kosentrasi tinggi, tetapi keberadaan senyawa tersebut dalam jangka waktu lama dapat menyebabkan degenerasi produk. Efek sinergis amobilisasi, elisitasi, dan adsoprsi produk in situ menghasilkan maksimal 92.13mg plumbagin per gram DCW. Total metabolit yang dihasilkan lebih besar dibandingkan sel bebas, amobil sel, sel bebas dengan elisitasi kitosan, dan sel amobil yang dielisitasi dengan kitosan. Hasil ini menunjukkan penghilangan plumbagin in situ menggunakan XAD-7 sebagai fase sekunder mengurangi feed back inhibition dari sintesis metabolit sekunder.

KESIMPULAN

Elisitasi sel amobil P. rosea dengan kitosan terbukti sangat efektif dengan menggunakan site ekstraseluler untuk akumulasi produk. Produksi plumbagin meningkat 21 kali lipat dengan penggunaan amobilisasi, elisitasi, dan kultur 2 fase.

DAFTAR PUSTAKA

Sebayang, Firman, 2006, Imobilisasi Enzim Papain dari Getah Pepaya dengan Alginat, Majalah Farmasi Indonesia, 16(4), 246 – 253

Soegihardjo, C. J. dan Koensoemardiyah, 2005, Produksi diosgenin dengan sistem sel amobil dari Costus speciosus smith, Majalah Farmasi Indonesia, 16(4), 246 – 253

 

Link Naskah Publikasi : http://144.206.159.178/FT/549/79340/1352743.pdf

Advertisements