Deteksi Asam Shikimat Laporan

8/17/2019 Deteksi Asam Shikimat Laporan

1/13

PRODUKSI ASAM SHIKIMAT DENGAN DUA JENIS BAKTERI E. COLI

LAPORAN

Untuk Memenuhi Tugas Matakuliah Mik!"i!l!gi In#usti $ang #i"ina !leh D%

En#ang Suasini% M&ke# #an I"u Sit!esmi

Oleh'

Kel!m(!k )* HK

Elsa Mega Su$ani +,-.-/)0,1--02

Kh!ium Ma3ati +,).-/,/),4012

Mauli#iana 5inansa 6usu7 + 2

The Learning University

UNI8ERSITAS NEGERI MALANG

5AKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN BIOLOGI


2/13

BAB I

Pen#ahuluan

,&, Lata Belakang

Asam shikimat (SA) adalah senyawa bernilai tinggi yang digunakan dalam

sintesis obat antivirus. Ini adalah bahan awal kunci yang digunakan dalam sintesis

neuraminidase inhibitor oseltamivir-fosfat, yang dikembangkan dengan nama flu

Tami untuk engobatan infeksi antivirus. (!ramer et al, "##$, Ahn et al, "##%)

asam Shikimic adalah synthon kiral menarik yang sangat difungsikan dengan

enam cincin karboksilat dan beberaa usat asimetris. Sebuah metabolisme

menengah aromatik biosintesis asam amino, asam shikimic telah muncul sebagai

bahan awal kiral enting dalam sintesis inhibitor neuraminidase yang efektif

dalam engobatan influen&a. (!im et al, ', *ohloff et al, '%+ handran et al,"##$).

!iral, serta bahan kimia aromatik uga daat disintesis dari asam shikimat.

isalnya asam katalis dehidrasi asam shikimic menghasilkan asam -

hidroksiben&oat. /-0ydro1yben&oic asam, yang memiliki roduksi tahunan dari

2 '# kg ,, adalah rekursor kunci untuk araben dan monomer yang digunakan

dalam sintesis olimer kristal cair. asam shikimat uga baru-baru ini telah

digunakan sebagai titik awal untuk sintesis besarerustakaan kombinatorial

molekul. (Shiraiet al, "##'+ 3scalante et al, "#'#).

Awalnya asam shikimat ini diroduksi dari eohonan atau tumbuh-

tumbuhan namun karena hasil roduksinya sangat sedikit dan musiman maka ara

ilmuwan mengusahakan untuk memroduksi asam shikimat dari bakteri.

Alternatif utama untuk roses ini adalah fermentasi menggunakan

mikroorganismememroduksi asam shikimat. enurut "##$ 4lasan, fermentasi

asam shikimat bisa memberikan, ada rinsinya, tidak terbatas asokan bahan

baku. 5an eneliti bekera keras untuk meningkatkan roses fermentasi, sehingga

lebih mudah untuk menghasilkan bahan utama obat. asam shikimat adalah

erantara alami dalam embentukan asam amino mikroba. 0al ini terakumulasi

dalam umlah kecil di banyak bakteri 6ram negatif di mana asam amino aromatik

alur biosintesis adalah fungsional (7hou et al, "##%+ hemler et al, "##%+ arner

8. 5. "##) .5alam konteks ini, karya ini bertuuan untuk memelaari roduksi

asam shikimic dari coliform diisolasi dari alam lingkungan 0idu.

,&) Rumusan Masalah

5ari latar belakang tersebut maka didaatkan rumusan masalah sebagai berikut9

a. Aakah enis E.Coli berengaruh terhada hasil roduksi asam shikimat:


3/13

,&- Hi(!tesis Penelitian

;enis 3. oli tidak berengaruh terhada hasil roduksi asam shikimat.


4/13

BAB II

Ka9ian Pustaka

)& , Asam Shikimat

Asam shikimat (') mula ertama diisolasi ada tahun '%%< oleh 3ykman

dari tanaman yang berasal dari ;eang, Illicium anisatum auh sebelurn

mengetahui signifikasi biosintesisnya. =ama shikimat diturunkan dari nama

tanaman yang berasal dari ;eang. /eranan asam shikimat daat menggantikan

asam amino esential fenilalanin, tirosin, dan tritoan dalam auksotroik

mutan Escherichia coli hingga ia harus meruakan &at antara dalam serangkaian

biosintesis.

3ritrosa->-fosfat meruakan senyawa enting dalam biosintesis. !ita telah

mengetahui bahwa senyawa tersebut meruakan &at antara dalam roses

regeneratif dalam fotosintesis ribulosa-l,-fosfat meruakan senyawa awal dalam

serangkaian biosintesis untuk menghasilkan asam shikimat dengan cara

kondensasi dengan asam fosfoenol iruvat (/3/) menadi asam $-deoksi-5-

arabino-hetulo-sonat--fosfat (5A0/). ('). 3liminasi asam fosfat menghasilkan

keton, mula-mula dalam bentuk enolnya, yang kemudian mengalami siklisasi

menadi asam-$-dehidro?uinat. @ebih lanut eliminasi air dan kemudian reduksi

menghasilkan asam shikimat. Semula mekanisme yang diusulkan tersebut tana

didukung dengan bukti ercobaan secara rinci. Studi lebih lanut mengungkakan

bahwa reaksi tersebut tidaklah semudah yang dibayangkan dan digambarkan

secara elas bahwa semua segi langkah reaksi harus diui sebelum diterima./ertama, (') mengatakan secara tidak langsung bahwa ikatan /- utus

bukannya-ikatan - dalam kondensasi /3/ dengan eritosa->-fosfat. Bosfat

cenderung dileaskan sebelum eritrosa. >-fosfat disera oleh en&im. enemuan

tersebut memberikan indikasi suatu enggantian fosfat dengan nukleofil en&im

dan senyawa komleks tersebut kemudian bereaksi dengan gula ("). /enemuan

yang terbukti ini menadi tidak daat diertahankan karena erumusan tersebut

secara tidak langsung menyatakan bahwa enggantian roton dalam metil iruvat

harus teradi dengan elarut. 0anya enggabungan yang rendah teramati dan

dengan menggunakan tanda yang khusus 7 dan 3 $-$0 /3/ menunukkan bahwa

kondensasi dengan eritrosa->-fosfat adalah stereo sesifik ($). 7-/3/menghasilkan $S-5A0/ dan 3-/3/ memberikan $-*-5A0/, yaitu muka Si /3/

ditambah muka re eritrosa->-fosfat.


5/13

)&) E.Coli

3scherichia oli ertama kali diidentifikasikan oleh dokter hewan ;erman,

Theodor 3scherich dalam studinya mengenai sistem encernaan ada bayi hewan.

/ada '%%


6/13

Secies 9 3scherichia oli

orfologi 3. oli dari anggota family 3nterobacteriaceae. 4kuran sel dengan

anang ",# F G,# Hm dan lebar ',' F ',< Hm. Dentuk sel dari bentuk seerti

coocal hingga membentuk seanang ukuran filamentous. Tidak ditemukan sora..3. oli batang gram negatif. Selnya bisa terdaat tunggal, berasangan, dan dalam

rantai endek, biasanya tidak berkasul.bakteri ini aerobic dan daat uga aerobic

fakultatif. 3. oli meruakan enghuni normal usus, seringkali menyebabkan

infeksi. orfologi !asula atau mikrokasula terbuat dari asam F asam

olisakarida. ukoid kadang F kadang memroduksi embuangan ekstraselular

yang tidak lain adalah sebuah olisakarida dari seksitifitas antigen ! tententu

atau terdaat ada asam olisakarida yang dibentuk oleh banyak 3. oli seerti

ada 3nterobacteriaceae. Selanutna digambarkan sebagai antigen dan

dikomosisikan oleh asam kolanik.

Diasanya sel ini bergerak dengan flagella etrichous. 3. oli memroduksi

macam F macam fimbria atau ili yang berbeda, banyakmacamnya ada struktur

dan seksitifitas antigen, antara lain filamentus, roteinaceus, seerti rambut

aendages di sekeliling sel dalam variasi umlah. Bimbria meruakan rangkaian

hidrofobik dan memunyai engaruh anas atau organ sesifik yang bersifat

adhesi. 0al itu meruakan faktor virulensi yang enting.3. oli meruakan

bakteri fakultatif anaerob, kemoorganotroik,memunyai tie metabolisme

fermentasi dan resirasi tetai ertumbuhannya aling sedikit banyak di bawah

keadaan anaerob.ertumbuhan yang baik ada suhu otimal $# ada mediayang mengandung ' etone sebagai sumber karbon dan nitrogen. 3.oli

memfermentasikan laktosa dan memroduksi indol yang digunakan untuk

mengidentifikasikan bakteri ada makanan dan air. 3. coli berbentuk besar ("-$

mm), circular, konveks dan koloni tidak berigemn ada nutrient dan media

darah. 3. oli daat bertahan hingga suhu G## selama '< menit atau ada


7/13

yang biasanya sembuh sendiri taetai daat uga kronik. @amanya diare 3/3

daat dierendek dengan emberian anibiotik. 5iare teradi ada manusia,

kelinci, aning, kucing dan kuda. Seerti 3T3, 3/3 uga menyebabkan diare

tetai mekanisme molekular dari kolonisasi dan etiologi adalah berbeda. 3/3

sedikit fimbria, ST dan @T toksin, tetai 3/3 menggunakan adhesin yang

dikenal sebagai intimin untuk mengikat inang sel usus. Sel 3/3 invasive (ika

memasuki sel inang) dan menyebabkan radang.

b. 3. oli 3nterotoksigenik (3T3)

/enyebab yang sering dari Cdiare wisatawanE dan sangat enting menyebabkan

diare ada bayi di =egara berkembang. Baktor kolonisasi 3T3 yang sesifik

untuk menimbulkan elekatan 3T3 ada sel eitel usus kecil. @umen usus

terengang oleh cairan dan mengakibatkan hiermortilitas serta diare, dan

berlangsung selama beberaa hari. Deberaa strain 3T3 menghasilkan eksotosin

tidak tahan anas. /rokfilaksis antimikroba daat efektif tetai bisa menimbulkan

eningkatan resistensi antibiotic ada bakteri, mungkin sebaiknya tidak

dianurkan secara umum. !etika timbul diare, emberian antibiotic daat secara

efektif memersingkat lamanya enyakit. 5iare tana disertai demam ini teradi

ada manusia, babi, domba, kambing, kuda, aning, dan sai. 3T3 menggunakan

fimbrial adhesi (enonolan dari dinding sel bakteri) untuk mengikat sel F sel

enterocit di usus halus. 3T3 daat memroduksi " roteinous enterotoksin9 dua

rotein yang lebih besar, @T enterotoksin sama ada struktur dan fungsi toksin

kolera hanya lebih kecil, ST enterotoksin menyebabkan akumulasi c6/ ada seltarget dan elektrolit dan cairan sekresi berikutnya ke lumen usus. 3T3 strains

tidak invasive dan tidak tinggal ada lumen usus.

c. 3. oli 3nterohemoragik (303)

enghasilkan verotoksin, dinamai sesuai efek sitotoksinya ada sel Jero, suatu

sel hiau dari monyet hiau Afrika. Terdaat sedikitnya dua bentuk antigenic dari

toksin. 303 berhubungan dengan holitis hemoragik, bentuk diare yang berat dan

dengan sindroma uremia hemolitik, suatu enyakit akibat gagal gina akut, anemia

hemolitik mikroangioatik, dan trombositoenia. Danyak kasus 303 daatdicegah dengan memasak daging samai matang. 5iare ini ditemukan ada

manusia, sai, dan kambing.


8/13

BAB III

Data #an Pem"ahasan

-&, Data

Absorbansi

λ 354#,##< #,### #.#$$ #,##> #,#

sampel Lab 1 Lab 2 Lab 3 Sungai 1 Sungai 2 Sungai 3

!urva standar diatas digunakan sebagai dasar enentuan konsentrasi as. Shikimic

dengan 9

KL konsentrasi as. Shikimic

M L absorbansi

5engan demikian konsentrasi as shikimic yang didaat adalah

@ab ' @ab " @ab $ Sungai ' Sungai " Sungai $

%$,%G>' %$,%

G

%$,%%$,%G$$%$,'"#"

%$,#G'$


9/13

-&) Analisis Data

;enis 3.

oli

4langan

' " $

@ab %$,%G>' %$,%G %$,%Sungai %$,%G$$ %$,'"#" %$,#G'$

0asil sidik ragam

sk 5b k kt f hit

f tab <

f tab

'

blok "

#,##''%

G

#,###

>

total G

5ikarenakan hasil sidik ragam Bhitung kurang dari B tabel maka hiotesis

enelitian ditolak. Sehingga enis 3.oli tidak berengaruh ada hasil roduksi

asam shikimat.


10/13

-&- P!se#u Ke9a

a. Isolasi Dakteri oliform

b. /embiakan Dakteri oliform ada medium agar miring

c. /rearasi Dakteri oliform ada medium =

d. /roduksi Asam Shikimat

bahan 9

6lucose (


11/13

BAB I8

Pem"ahasan

/&, Pem"ahasan

Dakteri metabolik rekayasa memberikan rute enting untuk roduksi asam

shikimic melalui fermentasi (ambell et al., '$+ !rNmer et al., "##$). Dakteri

3. coli telah menadi fokus dari kebanyakan uaya rekayasa metabolik (Ahn et al,

"##%+.. 3scalante et al, "#'#+ ;ohansson dan @iden, "##G+ ;ohansson et al, "##/

(!no et al., "##'). 5alam rekombinan 3. coli, eningkatan ketersediaan dari /3/

telah meningkatkan roduksi shikimic Asam (handran et al, "##$+.. Ki et al,

"##"). The modi fi kasi dari alur glikolisis melibatkan lebih dari eksresi /3/

synthase (//SA) mengarah ke eningkatan titer asam shikimic untuk GG g O @ dan

yield glukosa #,"$ mol O mol (handran et al., "##$). Inaktivasi oeron /TS

(/TS ), eksresi /TS non-transorter glukosa seerti glukosa 5ifasilitasi-tor

(6@B), glukokinase (6@!) dalam kombinasi dengan lebih dari eksresi tktA gen

dilaorkan meningkatkan titer asam shikimic untuk ' g O @ (handran et al,

"##$+.. 6ibson et al, "##'). enggunakan rekayasa 3. coli galur, konsentrasi

asam shikimic bisa lebih diangkat ke %> g O @ dengan menambah media minimal

dengan ekstrak ragi (handran et al., "##$). asam shikimat bisa diroduksi selama ertumbuhan e1o-nential ada glukosa untuk konsentrasi fi nal dari % g O @

(handran et al., "##$). Sifat dari sumber karbon yang terkena damak

roduktivitas asam shikimic (Ahn et al, "##%+.. @i et al, '). 5alam studi

sebelumnya, titer asam shikimic dari 3. coli strain metabolisme rendah sebagian

disebabkan roduksi simultan asam ?uinic (!no et al., "##'). /roduksi asam

?uinic selama bio-sintesis asam shikimic meruakan konsekuensi dari mikroba-

dikatalisasi e?uilibrium dari asam shikimic (!no et al., "##'). asalah ini

tamaknya telah diselesaikan dalam andangan titer tinggi sungai tersebut. asam

shikimat daat diroduksi dengan mudah dari 50S. Ada-kedean, beberaa studi


12/13

rekayasa metabolik telah difokuskan ada overro-duksi dari 50S. kelebihan

besar 50S dimetabolik mikroorganisme direkayasa telah dicaai (5raths dan

Brost, '#+ @i dan Brost, '+ @i et al., '+ Ki et al., "##", "##$) isalnya, 3.

coli konstruksi telah memroduksi sebanyak G# g O @ 50S dari glukosa dalam G#

h (Ki et al., "##$). Sebuah analisis komaratif 5-1ylose, 5-glukosa dan 5-

arabinosa sebagai sumber karbon untuk m icrobial sintesis 50S uga dilaorkan

(@i dan Brost, ') (Tabel $). strain 3. coli rekombinan yang berbeda digunakan

dengan berbagai sumber karbonuntuk roduksi 50S. Selain bakteri E.Coli

Dakteri Dacillus Subtilis dan citrobacter uga dikenal daat memroduksi asam

shikimat. 5engan hasil roduksi rata-rata "# gO@.


13/13

5aftar *uukan

Ahn ;, @ee 08, Saha *, /ark S, ;ung ;!, @ee 5K 31loring the

effects of carbon sources on the metabolic caacity for shikimic

acid roduction in 3scherichia coli using in silico metabolic redictions. ; icrobiol Diotechnol+ '%('')'$-%>.("##%).

handran S.S., Ki ;, 5raths !.., Jon 5aeniken *, 8eber 8, Brost ;8.

/hoshoenolyruvate availability and the Diosynthesis of shikimic

acid. Diotechnol /rog.+ '9%#%-%#>. ("##$)

hemler, ;. A. P !offas, . A. etabolic engineering for lant natural

roduct biosynthesis in microbes. urr. in. Diotechnol. ', #, 36, ;akarta.

/elc&ar, '%%, 5asar F 5asar ikrobiologi, %# F %'", 4I /ress, ;akarta.

Deteksi Asam Shikimat Laporan

Documents

Transcript of Deteksi Asam Shikimat Laporan