Tug a Sssssss

download Tug a Sssssss

of 23

Transcript of Tug a Sssssss

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    1/23

    ANTIBIOTIK PENISILIN DAN AMOKSISILIN

    A. Pendahuluan

    Antibiotik merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan oleh

    mikroorganisme yang dapat membunuh atau menghambat perkembangan bakteri

    dan mikroorganisme lain. Penisilin merupakan antibiotik pertama yang ditemukan

    oleh Alexander Fleming tahun 1928, dan kemudian dikembangkan oleh Harold

    Florey pada tahun 1938.Penisilin merupakan enis antibiotik !"laktam yang paling banyak

    diproduksi dan digunakan di dunia, sekitar 19 # dari pasar antibiotik dunia. Hal

    ini karena penisilin memiliki daya hambat yang kuat terhadap dinding sel bakteri,

    spektrum akti$itas antibakteri yang luas dengan toksisitas yang rendah, dan

    merupakan antibiotik yang e%ekti% untuk berbagai enis bakteri gram positi%

    &Parmar, et al., 2'''(. )amun, penggunaan antibiotik penisilin se*ara berlebihan

    dapat mengarah pada resistensi patogen. +alah satu *ara untuk mengatasi masalah

    resistensi adalah dengan memun*ulkan produk semisintetik yang memiliki

    si%atsi%at lebih baik dari antibiotik penisilin alami.Produksi antibiotik !"laktam dan produk intermedietnya saat ini telah

    mengalami trans%ormasi. Produksi yang semula se*ara kon$ersi kimia tradisional

    berbasis pada stereokimia, sekarang mulai tergantikan dengan proses produksi

    yang dikatalisis enim &-ruggink, et al., 1998(. Penggunaan enim dalam

    produksi antibiotik memiliki e%isiensi yang tinggi dalam mengkatalisis reaksi

    organik yang kompleks, dapat dilakukan pada kondisi yang lunak, seperti pH

    netral, suhu dan tekanan yang tidak ekstrem, serta dapat dihindarinya penggunaan

    pelarut yang toksik. +elain itu, enim memiliki spesi%ikasi substrat yang tinggi,

    sehingga by product yang dihasilkan sedikit serta si%atnya yang stereoselekti%.nim dapat digunakan dalam bentuk bebas maupun terikat, baik itu terikat pada

    sel atau carrier &immobilized( dengan si%at yang ramah lingkungan serta dapat

    diproduksi dalam umlah yang besar.

    B. Antibiotik Penisilin

    TUGAS BIOTEKNOLOGI PANGAN

    FII! "ID#A ALBAN$A%

    P&'(()*+((*

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    2/23

    Penisilin merupakan kelompok antibiotik yang ditandai oleh adanya *in*in

    !"laktam dan diproduksi oleh beberapa amur &eukariot( yang terdiri dari genus

    Penicillium danAspergillus, serta oleh beberapa prokariot tertentu &/adigan dkk.,

    2'''(. +i%at unik pada masing"masing penisilin ditentukan oleh adanya rantai

    samping yang berbeda"beda. +e*ara kimia0i penisilin tergolong dalam antibiotik

    !"laktam &Pel*ar dan han, 1988(.Penisilin diproduksi oleh berapa enis amur, seperti amur Penicillium

    notatum, Penicillium chrysogenum, serta beberapa enis amur yang tergolong di

    dalam genus Streptomyces. Penicillium chrysogenum merupakan salah satu

    mikroorganisme yang penting di bidang industri, khususnya untuk menghasilkan

    penisilin yang merupakan salah satu antibiotik komersial &Pyatkin, 194-rakhage, 1998(.

    5mura &1996( di dalam 7emain &199( menyatakan bah0a kira"kira 1'.'''

    metabolit sekunder telah ditemukan struktur kimianya yang tersusun oleh *in*in

    !"laktam, peptida siklik yang terdiri dari asam amino dan senya0a nonprotein,

    gula dan nukleosida, ikatan tidak enuh dari poliasetilen dan polien, serta *in*in

    makrolida besar. +truktur kimia penisilin dapat dilihat pada ambar 1.

    Ga,ba- *. St-uktu- Ki,ia Penisilin

    /enurut aluyo &2'':(, si%at"si%at yang harus dimiliki oleh penisilin adalah

    sebagai berikut ;1. /enghambat atau membunuh patogen tanpa merusak inang &host(.

    2. -ersi%at bakteriosidal dan bukan bakteriostatik.3.

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    3/23

    /enurut

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    4/23

    tidak akti%. Pada kondisi asam &pH@3(, penisilin terdegradasi menadi asam

    penisilenat yang selanutnya membentuk penisilamina, peniloaldehid dan asam

    peniloat. =arutan penisilin dalam air dapat bertahan hingga beberapa minggu

    dengan mengontrol pH pada kisaran ,'",8 dan dengan pendinginan &-eale dan

    -lo*k, 2'11(.

    Produksi penisilin umumnya dilakukan dengan %ermentasi amur

    Penicillium chrysogenum. in*in !"laktam dan tiaolidin pada struktur penisilin

    diturunkan dari asam amino L"sistein dan L"$alin &Arnstein dan /orris, 19'(.

    esistensi dan kebutuhan akan antibiotik dengan si%at"si%at yang lebih baik

    mendorong penemuan berbagai turunan penisilin, seperti amoksisilin, ampisilin,

    metisilin, dan sebagainya.

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    5/23

    ini meliputi genus yang membentuk konidium dengan struktur yang disebut

    peni*illus &ahayu et al.# 1989(.Penicillium chrysogenum merupakan kapang &amur( yang sangat penting

    dalam industri %ermentasi untuk menghasilkan penisilin. ?lasi%ikasi Penicillium

    chrysogenummenurut Anonim &2''6( adalah sebagai berikut ;Phyllum ; As*omy*otalassis ; uas*omy*etes5rdo ; urotialesFamilia ;

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    6/23

    yang dielaskan oleh appu**ino dan +herman &1999(. a0an diinkubasi

    dalam posisi terbalik pada suhu 26"28' selama tuuh hari dalam inkubator.o Bsolasi kedua ; Camur isolat dari +abouraud agar glukosa dipindahkan se*ara

    terpisah untuk isolasi yang lebih lanut dengan metode kultur seperti yang

    direkomendasikan oleh A0an dan ahman &2''2(. +etiap bagian diperiksa

    se*ara obyekti% di ba0ah mikroskop untuk melihat susunan hi%a, konidio%or,

    sterigmata dan konidiao Pemurnian ?ultur ; ?oloni dariP. chrysogenumyang terdapat pada *a0an

    agar glukosa +abouraud dipindahkan ke apek yeast autolysate &DA(

    agar dengan *a0an dalam kondisi steril untuk pemurnian dan karakterisasi

    kultur lebih lanut seperti yang direkomendasikan oleh +ingh et al. &1991(.

    /edia agar DA terdiri dari &g E =(; )a)53, 3.', ?2HP5:, 1,'4 ?l, ',64

    /g+5:.H25, ',64 Fe+5:.H25, ','14 ekstrak ragi, 6.'4 sukrosa, 3','4

    agar, 16.' dan mela*ak adanya larutan logam, 1,' m=. =arutan logam

    terdiri dari n+5:.H25, 1,' g4 u+5:.6H25, ',6 g dalam 1'' m= air

    suling. a0an tersebut terinokulasi diinkubasi pada 26"28o selama hari

    dalam kondisi gelap.

    ?oloniPenicillium chrysogenum tumbuh baik pada medium $zape%&s Dox,diameter men*apai :"6 *m dalam 0aktu 1' hari &26'(, memiliki permukaan

    seperti kapas, dan ber0arna hiau kekuningan atau hiau agak biru pu*at,

    sedangkan bila berumur tua 0arna akan semakin gelap &andar et al.# 1999(.

    /enurut Pitt dan Ho*king &199(, koloniPenicillium chrysogenum tumbuh se*ara

    *epat di atas medium standar pada 26', dan pada $zape%&s 'east Agar &DA(

    menghasilkan blue(green konidium.

    Ga,ba- &. Koloni Peni/illiu, /h-0so1enu,

    D. P-oduksi Penisilin olehPenicillium chrysogenum

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    7/23

    7i dalam proses produksi penisilin, dibutuhkan suatu proses yang aerobik

    dan aerasi yang e%isien. Penisilin merupakan suatu metabolit sekunder yang khas.

    +elama tahap pertumbuhan, sangat sedikit penisilin yang diproduksi, tetapi ketika

    sumber karbon telah habis, tahap produksi penisilin baru dimulai. Produksi

    penisilin oleh amur Penicillium chrysogenum teradi selama %ase stasioner,

    sehingga dikenal sebagai metabolit sekunder. 5leh karena itu, di dalam proses

    produksi metabolit sekunder ini, dikenal uga istilah %ase pertumbuhan &tropo%ase(

    dan %ase pembentukan produk &idio%ase(. ?ebanyakan produk diproduksi setelah

    pertumbuhan masuk ke dalam %ase stasioner &/adigan dkk., 2'''(./enurut rueger dan rueger &199'(, produksi penisilin menggunakan

    Penicillium chrysogenum berlangsung dari '"1:' am &sekitar 6" hari(. Fasepertumbuhan penisilin mempunyai angka 0aktu sekitar :' am. +elama 0aktu

    tersebut, massa sel dibentuk. +etelah %ase pertumbuhan &logaritma( berlangsung,

    tahap produksi penisilin yang sebenarnya baru dimulai. Pemberian nutrien, seperti

    glukosa dan nitrogen di dalam berbagai komponen medium kultur dapat

    memperpanang tahap produksi penisilin, dari 12'"18' am. Aritonang &2''( di

    dalam penelitiannya yang menggunakan air lindi sebagai medium produksi

    penisilin menggunakan Penicillium chrysogenum, berpendapat bah0a

    perpanangan masa inkubasi hingga 1' hari perlu dilakukan sebagai penelitian

    lanutan agar men*apai %ase stationer yang berpengaruh terhadap umlah produksi

    penisilin. Anonim &2'':( menyatakan bah0a pada proses produksi penisilin,

    pertumbuhan sel dan produksi penisilin ditentukan dengan *ara mengukur kadar

    sel, kadar glukosa di dalam substrat, dan potensi penisilin setiap am.=angkah"langkah utama dalam produksi penisilin se*ara komersial disaikan

    se*ara skematis pada ambar :. Perubahan"perubahan biokimia0i yang teradi

    selama proses %ermentasi &pertumbuhan, produksi penisilin, perubahan dalam

    medium( diperlihatkan pada ambar 6.

    B. Pembuatan

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    8/23

    Ga,ba- 2. Pe,buatan Penisilin

    Pada proses produksi penisilin, media bernutrisi yang mengandung gula

    asam %enilasetat ditambahkan ke se*ara kontinu. Asam %enilasetat ini digunakan

    untuk membuat rantai samping benil pada penisilin . Penisilin diekstraksidari %iltrat dan dikristalisasi. Gntuk membuat penisilin semisintetik, penisilin

    di*ampur dengan bakteri yang mensekresi enim asilase. nim ini akan melepas

    gugus benil dari penisilin dan mengubahnya menadi )(aminopebicillanic

    acid&"APA(.Aminopenicilanic acid adalah molekul yang digunakan untuk

    membuat penisilin enis lain

    /enurut /aya &2''2(, Penisilin diproduksi se*ara komersial dengan

    menggunakan bahan baku utama berupa glokosa, laktosa, dan *airan rendaman

    agung. /ineral"mineral yang digunakan adalah )a)53, )a2+5:, a53,

    ?H2P5:, /g+5:, H25, n+5:, dan /n+5:. Gntuk meningkatkan yield dan

    modi%ikasi tipe penisilin yang akan dihasilkan, maka kedalam media %ermentasi

    ditambahkan uga pre*ursor, misalnya phenyla*eti* a*id yang digunakan untuk

    memproduksi penisilin . airan rendaman agung adalah media %ermentasi dasar

    yang terdiri dari asamamino, polipeptida, asam laktat dan mineral"mineral.

    ?ualitas *airan rendaman agung sangat bergantung pada deraat pengen*eran

    hingga diperoleh konsentrasi yang diinginkan, sedangkan besarnya umlah

    nutrient dan alkali yang ditambahkan kedalam media dasar disesuaikan dengan

    umlah media %ermentasi dasar ini.

    ?emudian /aya &2''2( dalam makalahnya uga mendeskripsikan proses

    pembuatan penisilin. Proses %ermentasi penisilin didahului oleh tahapan seleksi

    strainPenicillium chrysogenumpada media agar di laboratorium dan perbanyakan

    pada tangki seeding.Penicillium chrysogenum yang dihasilkan se*ara teoritis

    dapat men*apai kon$ersi yield maksimum sebesar 13 29 #. /edia %ermentasi

    C. D. PemisahanA. Pembuatan

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    9/23

    diumpankan ke dalam %ermentor pada suasana asam &pH 6,6(.Proses %ermentasi

    ini dia0ali dengan sterilisasi media %ermentasi melalui pemanasan dengan steam

    bertekanan sebesar 16 lb &12''( selama I am. +terilisasi ini dilanutkan dengan

    proses pendinginan %ermentor dengan air pendingin yang masuk ke dalam

    %ermenter melalui *oil pendingin.

    Fermenter yang digunakan merupakan %essel $ertikal bertekanan yang terbuat

    dari *arbon steel dan dilengkapi dengan *oil pemanas, *oil pendingin, pengaduk

    tipe turbin dan sparger yang ber%ungsi untuk memasukkan udara steril.

    +aat temperatur men*apai 6oF &2: o(, media ini diinokulasi pada kondisi

    asepti* dengan mengumpankan spora"spora kapangPenicillium chrysogenum.

    +elama proses %ermentasi berlangsung dilakukan pengadukan, sementara udara

    steril dihembuskan melalui sparger kedalam %ermenter. Proses %ermentasi ini akan

    berlangsung se*ara bat*h terumpani selama 1'' 16' am dengan tekanan operasi

    6 16 psig.

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    10/23

    /enurut rueger dan rueger &199'(, *in*in *(La%tam(+hiazolidine

    pada penisilin dibentuk dari senya0a L(cysteine dan L(,aline. -iosintesis

    penisilin dia0ali dengan proses pembentukan peptida dari L(-(Aminoadipic

    acid &="J"AAA( dan L(cysteine atau peme*ahan sebuah senya0a dari

    cystathionine. +etelah itu, berlangsung reaksi epimerisasi yaitu L(,aline

    bergabung dengan ="J"AAA yang menghasilkan suatu bentuk tripeptida yaitu (

    /L(-(Aminoadipyl0($ysteinyl(D(,aline atau LLD(+ipeptide. Bsopenisilin )

    merupakan produk pertama kali hasil proses kristalisasi dari tripeptida yang dapat

    diisolasi berupa Penisilin ), tetapi isopenisilin dapat uga diadikan perantara

    pembentukan penisilin melalui reaksi biokimia. Benzylpenicilin &Penisilin (

    dihasilkan dari reaksi antara isopenisilin ) danPhenylacetic aciddengan akti$itas

    Penicillin(transatylase, hasil samping berupa (Aminopenicillanic acid dan =(-(

    Aminoadipic acid. +enya0a "APA &"Aminopenicillanic acid( bukan merupakan

    senya0a perantara dalam biosintesis penisilin melainkan hasil samping dari

    perubahan bentuk pre*ursor.

    Ga,ba- 9. Struktur Penisilin G ( Sumber: Prescott dkk.,2002)

    Keterangan : 1. Asam 6amino!enisilanik, 2. PenisilinG

    Biosintesis penisilin memiliki beberapa mekanisme

    regulasi. Asam

    amino lisin disintesis dari sebuah jalur yang melibatkan L--(

    Aminoadipic acid, tetapi penisilin dan lisin dipisahkan jalur

    biosintesis yang terpisah. Lisin merupakan inhibitor bagi

    biosintesis penisilin karena lisin akan menghambat

    feedback inhibitor! bagi homocitrate synthase, yang

    merupakan en"im dalam sintesis L--(Aminoadipic acid. #ika L--(

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    11/23

    Aminoadipic acid berkurang, makan penisilin tidak dapat

    disintesis Crueger dan Crueger, $%%&!.Biosintesis penisilin juga dipengaruhi oleh konsentrasi

    'os'at, proses

    katabolit represi oleh glukosa, dan juga konsentrasi ion

    ammonium pada proses regulasi. Pada produksi penisilin

    terjadi metabolisme gula laktosa se(ara lambat karena

    terdapat tekanan glukosa Crueger dan Crueger, $%%&!.

    Ga,ba- '. "iosintesis Penisilin (#rant$ ,2011)Keterangan: 1. %aminoadi!ic acid, 2. %sistein, &. %

    'alin, . so!enisilin *, +.Asam #enilasetat, 6. 6asamaminoadi!ik, . Penisilin G ("ensil Penisilin)

    F. Fakto-4:akto- 0an1 Me,5en1a-uhi P-oses P-oduksi Penisilin

    Fermentasi pensilin sangat dipengaruhi oleh kondisi operasi proses dan

    lingkungannya. Faktor"%aktor yang perlu dipertimbangkan dalam prosespembuatan penisilin ini antara lain adalah ;

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    12/23

    temperatur sistem meningkat melebihi temperatur optimumnya, maka

    produk yang dihasilkan akan berkurang, karena sebagian dari media

    %ermentasi akan digunakan oleh mikroorganisme untuk mempertahankan

    hidupnya.Berdasarkan hasil penelitian )*en dan #ohnson $%++!, hasil

    penisilin dapat meningkat hingga +& dengan memulai

    'ermentasi pada suhu -& C dan setelah itu diubah menjadi

    /& C, setelah 0/ jam masa inkubasi, daripada yang

    ditumbuhkan pada suhu /+ C selama masa inkubasi.b. pH

    Pengaturan pH dilakukan untuk men*egah teradinya %luktuasi pH sistem.

    /enurut /oyet dan oghill kehilangan penisilin dapat teradi pada pH

    diba0ah 6 atau pH diatas ,6. PH medium dipengaruhi oleh enis dan

    umlah karbohidrat &glukosa atau laktosa( dan bu%%er. ?arbohidrat akan

    di%ermentasi menadi asam"asam organik. Fermentasi glukosa yang

    berlangsung *epat akan menurunkan pH, sedangkan laktosa ter%ermentasi

    dengan sangat lambat sehingga perubahan pH berlangsung lambat pula.

    ?onsentrasi gula hasil %ermentasi ini ber%ungsi mempertahankan kenaikan

    pH agar tetap lambat. =arutan bu%%er dapat digunakan untuk

    mempertahankan pH sistem.*. Aerasi

    Aerasi yang *ukup merupakan hal penting untuk memaksimalkan penisilin,

    sebab aerasi dapat menghasilkan oksigen yang dihasilkan oleh kapang

    Peni*illum *hrysogenum untuk metabolismenya. Aerasi pada %ermento

    diberikan melalui proses pengadukan atau dengan tekanan sebesar 2' lbEin2

    akan mengurangi penisilin yang dihasilkan.

    d. PengadukanPemilihan enis pengaduk dan ke*epatan pengadukan yang sesuai akan

    memperbaiki hasil penisilin ketika lau aerasi konstan. ?e*epatan

    pengadukan proses %ermentasi umumnya berkisar pada range 26' 6''

    *mEdetik. Pembentukan busa yang berlebihan selama proses %ermentasi

    dapat dieliminasi dengan penambahan tributinit sutrat. +e*ara umum, busa

    akan menurunkan pH apabila konsentrasinya terus bertambah.e. +terilisasi

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    13/23

    ?ontaminasi dapat dihindarkan dengan *ara sterilisasi sistem perpipaan,

    %ermentol, dan peralatan lain yang kontak langsung dengan penisilin. Gap

    panas umumnya digunakn untuk sterilisasi media %ermentasi dan peralatan

    tersebut. at anti busa dan udara untuk aerasi uga hasus disterilkan terlebih

    dahulu sebelum diumpankan kedalam media %ermentasi &/aya, 2''2(.

    G. !id-olisis Penisilin G

    Hidrolisis penisilin untuk menghasilkan "APA dapat dilakukan se*ara

    kimia0i maupun enimatik. Hidrolisis kimia0i dilakukan dengan mereaksikan

    penisilin dengan klorotrimetilsilan &/e3+il(, %os%or pentaklorida &Pl6(,

    nbutanol &n"-u5H(, dan air se*ara bertahap dalam pelarut diklormetana. eaksi

    ini dilakukan pada suhu ":'o &>an +anten dkk., 2'''(. Hidrolisis kimia0i untuk

    mendapatkan 1 kg "APA membutuhkan ', kg klorotrimetilsilan4 1,2 kg %os%or

    pentaklorida dan 8,: = n"butanol. Proses ini melibatkan reagen yang berbahaya

    dan membutuhkan biaya yang *ukup mahal. Hidrolisis enimatik dilakukan

    dengan penisilin asilase pada suhu 3'"6''. Proses ini lebih e%isien dan ramah

    lingkungan karena tidak membutuhkan reagen kimia berbahaya serta dapat

    dilakukan pada kondisi reaksi yang lunak.

    Ga,ba- ;.!id-olisis 5enisilin G untuk ,en1hasilkan 34APA 7"an Santen

    dkk.< )(((8Kete-an1an = a. !id-olisis en>i,atik b. !id-olisis ki,ia6i

    -eberapa enis bakteri dan amur diketahui dapat menghidrolisis penisilin

    menadi "APA. eaksi tersebut berlangsung dengan adanya biokatalisator berupa

    penisilin asilase. Camur yang dapat menghidrolisis penisilin antara lain genus

    Alternatia# Aspergillus# $ephalosporium# $ryptococcus# 1picoccum# usarium#

    2ucor# Penicillium# +richoderma# +richophyton# dan +richosporon. -akteri yang

    dapat menghidrolisis penisilin antara lain genusAerobacter# Alcaligenes# Bacillus#

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    14/23

    Bordetella# $ellulomonas# $orynebacterium# 1scherichia# lavobacterium#

    2icrococcus# 3ocardia# Proteus# Pseudomonas# Sarcina# dan 4anthomonas

    &Hamilton"/iller, 19(.

    Hidrolisis penisilin se*ara enimatik menghasilkan "APA dan asam %enil

    asetat &PAA(. eaksi enimatik tersebut merupakan reaksi kesetimbangan yang

    dipengaruhi oleh pH media. Hidrolisis berlangsung dengan baik pada suasana

    basa, sedangkan pada pH asam reaksi *enderung bergeser ke arah sintesis

    penisilin &Hamilton"/iller, 19(. -ruggink dkk. &1998( menyatakan bah0a

    hidrolisis dengan penisilin asilase1. coli memberikan hasil terbaik pada rentang

    pH ,6"8 dan suhu 3'"6''. eaksi se*ara umum dapat digambarkan dengan

    skema sebagai berikut ;

    Ga,ba- *(. !id-olisis En>i,atik Penisilin G ,en?adi 34APA

    dan Asa, Fenilasetat 7Seba0an1< )((+8

    =au reaksi hidrolisis penisilin se*ara enimatik dapat dipengaruhi oleh

    konsentrasi substrat dan produk reaksinya. ?onsentrasi substrat yang tinggi dapat

    menghambat lau reaksi hidrolisis penisilin terkatalisis penisilin asilase1. coli

    A

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    15/23

    terhadap asam lambung sehingga bioa$ailabilitasnya lebih baik &-eale K -lo*k,

    2'11(.

    Ga,ba- **. Sintesis A,oksisilin

    7Ale,>adeh dkk< )(*(8

    +enya0a "APA dapat dibuat melalui beberapa *ara, yaitu %ermentasi,

    hidrolisis penisilin se*ara kimia0i dan hidrolisis penisilin se*ara enimatik.

    +enya0a "APA dihasilkan dari %ermentasi oleh beberapa strain amurPenicillium

    sp., +richophyton mentagrophytes danAspergillus ochraceous yang dikultur pada

    media yang mengandung corn steep li5uor dan laktosa &ole, 19(. /ekanisme

    lain untuk memproduksi "APA adalah melalui deasilasi rantai samping

    onitro%enil penisilin dengan borohidrat sehingga menghasilkan anilin tersubstitusi

    yang tidak stabil. ugus amido pada senya0a tersebut terhidrolisis se*ara spontan

    sehingga menghasilkan "APA dan benoksain &Cohnson dkk.# 19(.Produksi "APA dengan *ara %ermentasi dan hidrolisis kimia0i kurang

    e%isien karena hanya menghasilkan sedikit "APA, memerlukan kondisi reaksi

    yang ekstrim dan biaya yang *ukup tinggi. 5leh karena itu, se*ara komersial "

    APA banyak diproduksi melalui hidrolisis enimatik. Hidrolisis penisilin se*ara

    enimatik dengan katalis penisilin asilase menghasilkan "APA dan PAA &handel

    dkk., 2''8(.

    B. Penisilin asilasePenisilin asilase & 3.6.1.11( ditemukan se*ara luas pada berbagai

    mikroorganisme seperti bakteri, aktinomisetes dan amur &/*=anahan, 2''3(.

    -eberapa enis penisilin asilase yang telah diketahui antara lain penisilin > asilase

    &tipe 1( yang menghidrolisis penisilin > lebih *epat daripada penisilin , penisilin

    asilase &tipe 2( yang menghidrolisis penisilin lebih *epat daripada penisilin >

    dan ampisilin asilase &tipe 3( yang se*ara spesi%ik menghidrolisis ampisilin

    &/*>ey dkk., 2''1(. Penisilin > asilase umumnya diproduksi oleh amur dan

    Streptomyces sp., sedangkan penisilin asilase diproduksi oleh bakteri &hiang K

    -ennett, 19(. /ikroorganisme yang menghasilkan ampisilin asilase antara lain

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    16/23

    Pseudomonas melanogenum danAchromobacter sp. &?im K -yun, 199'4 +io K

    Luax, 2'':(.Hidrolisis penisilin se*ara enimatik teradi melalui hidrolisis ikatan

    amida pada rantai samping penisilin . /ekanisme ini melibatkan serangan

    nukleo%ilik dari sisi akti% serin terhadap atom karbonil ikatan amida atau ester

    pada substrat. Hidrolisis berlangsung melalui dua tahap, yaitu asilasi sisi akti%

    serin oleh substrat dan hidrolisis kompleks asil"enim &Alkema dkk., 2''3(.

    -erbagai *ara dilakukan untuk meningkatkan e%isiensi dan e%ekti$itas produksi "

    APA. -eberapa enis mikroorganisme seperti B. megaterium# 6. citrophila# A.

    "aecalis# dan P. rettgeri telah direkayasa se*ara genetik sehingga dapat

    menghasilkan penisilin asilase dalam umlah yang lebih besar.

    dan %enilasetamid auh lebih lambat. Penisilin asilase mempunyai si%at re$ersibel,

    yaitu dapat mengkatalisis reaksi sintesis maupun hidrolisis penisilin tergantung

    pada pH media. Pada kondisi asam &pH :"(, penisilin asilase dapat mengkatalisis

    sintesis penisilin dari "APA dan PAA, sedangkan pada kondisi basa enim ini

    mengkatalisis hidrolisis penisilin &Hamilton"/iller, 19(.?inera penisilin asilase dipengaruhi oleh banyak %aktor, penisilin asilase

    memiliki kondisi optimal yang dibutuhkan untuk mengkatalisis kon$ersi penisilin

    . nim ini memiliki pH optimal dalam range "8 &-ruggink, et al., 1998(

    dengan suhu kera optimal pada suhu 36":'M. Penelitian terhadap enimpenisilin asilase yang diimobilisasi dari 1schericia coli memberikan hasil terbaik

    dengan penisilin terhidrolisis melampaui 9'# pada suhu 36":'M dan pH 8.2

    &as*a$al, et al., 2''2(. =au reaksi enim penisilin asilase uga dipengaruhi oleh

    hambatan substrat dan produk reaksinya, pada konsentrasi substrat tinggi,

    kon$ersi hanya men*apai '"8'# bergantung pada pH reaksi dan konsentrasi

    substrat &ole, 199(. ?onsentrasi substrat yang tinggi dapat menghambat lau

    reaksi se*ara uncompetitive. ?edua produk, yaitu "APA sebagai produk yang

  • 7/26/2019 Tug a Sssssss

    17/23

    diinginkan dan asam %enil asetat sebagai produk samping, dapat menghambat lau

    reaksi kera enim penisilin asilase, se*ara non"kompetiti% dan kompetiti%

    &rarslan, et al., 1991(.

    Penisilin asilase dari bakteri Alcaligenes "aecalis merupakan salah satu

    enim penisilin asilase yang paling termostabil. +i%at termostabil ini terbatas pada

    kisaran 0aktu tertentu &+tepashkina, et al., 2'1'(. +e*ara struktural, penisilin

    asilase termasuk dalam kelas )"terminal nukleo%ilik hidrolase yang tidak

    memiliki serangkaian katalitik, tetapi )"terminal serin diakti$asi oleh molekul

    embatan air, melalui ikatan hidrogen &gambar 3(.

    Ga,ba- *). Ga,ba-an Ske,atik Sisi Akti: Penisilin AsilaseDasar Mikrobiologi.#ilid /. 8I Press. #akarta. =alaman +$

    Pres(ott, M.L., =arley #.P., dan 2lein D.A. /&&/. Mi(robiology. ?disi2elima. M(4ra*>=ill =igher ?du(ation. 87A. =alaman $+.

    o*he. 1999. /ole*ular -io*hemi*als Bndustry, p. :1.

    Glin, .>., 7e /artin, =., Halling, P.C., /oore, -.5. and Canssen, A../. 2''2.nymati* synthesis o% -la*tam antibioti*s $ia dire*t *ondensation,

    biote*hnologyR, 99, pp. 216"222