TUGAS KAPITA SELEKTA

ALUR BIOSINTESIS PEMBENTUKAN ERGOTAMIN

oleh

NURYANTI

10012030

PROGRAM STUDI FARMASISEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI INDUSTRI DAN FARMASI

BOGOR201

MIKOTOKSIN

A.    PENGERTIAN

Mikotoksin, cukup familiar kita mendengar istilah ini. Mikotoksin bisa dimaknai sebagai zat

metabolit sekunder yang dihasilkan oleh jamur dan bersifat racun (toksik). Lebih lengkapnya,

mikotoksin didefinisikan sebagai produk alami dengan bobot molekul rendah yang dihasilkan sebagai

metabolit sekunder dari cendawan berfilamen dan dapat menyebabkan penyakit bahkan kematian

pada manusia, hewan, tumbuhan, maupun mikroorganisme lainnya.

Saat terkonsumsi ayam, produktivitas ayam akan menurun, baik berupa hambatan

pertumbuhan, penurunan produksi telur atau bahkan kematian. Tidak hanya itu, zat metabolit ini juga

berperan sebagai immunosuppressant, yakni agen yang mampu melemahkan sistem kekebalan tubuh

maupun menjadikan respon tubuh dalam pembentukan antibodi hasil vaksinasi kurang optimal.

Akibatnya tubuh ayam menjadi lebih mudah terinfeksi bibit penyakit.

B.  JENIS-JENIS MIKOTOKSIN

Terdapat beberapa jenis mikotoksin utama yang sering merugikan manusia, yaitu

aflatoksin, citrinin, ergot alkaloid, fumonisin, ochratoxin, patulin, trichothecene, dan zearalenone.

Tabel 1. Jenis Mikotoksin, sumber dan bahaya yang sering terkontaminasi

Tabel 2. Jenis mikotoksin, struktur kimia

Jenis mikotoksin Struktur kimia

Aflatoksin

1

Citrinin

Ergot alkaloid

Fumonisin

Ochratoksin A

Patulin

2

Trichothecenes

Zearalenone

ERGOT ALKALOID

   Sejarah Penemuan

Sejak pada abad pertengahandi Eropa, manusia keracunan akibat mengkonsumsi roti gandum,

yang terbuat dari gandum yang telah terinfeksi ergot.

Di Perancis selama revolusi keracunan akibat ergot mulai dikenal. Pada tahun 1976 Linnda R.

Caporael mengemukakan bahwa gejala histeris (kejang) yang dialami seorang perempuan muda saat

itu menurutnya diakibatkan mengkonsumsi makanan yang mengandung ergot. Namun, Nicholas P.

Spanos dan Jack Gottlieb, setelah melakukan peninjauan secara medis meragukan kesimpulannya.

Kykeon adalah jenis minuman yang dulu  dikonsumsi oleh orang Yunani kuno yang pertama

kali disintesis oleh ahli kimia dari Swiss, yaitu Albert Hofmann, pada tahun 1938 yang di dalamnya

mengandung ergot alkaloid.

 Sekilas tentang Alkaloid Ergot

Alkaloid ergot adalah mikotoksin yang menyebabkan penyakit halusinasi bagi hewan dan

manusia, yang disebabkan aktivitas asam lisergat dalam kandungannya, yang mempengaruhi syaraf-

syaraf di kepala sehingga mengakibatkan halusinasi yang bisa dikatakan berbahaya.

3

   Diproduksi beberapa keluarga fungi. Merupakan kelompok alkaloid ergoline, dikelompokkan

menjadi 2 golongan yaitu :

1. golongan amida asam lisergat, yang terkandung dalam keluarga Clavicipitacieae

2. golongan alkaloid clavine, yang terkandung dalam Aspergillus fumingatus

SINTESIS ERGOT

Sintesis Ergot Alkaloid pada Fungi

Penelitian telah menunjukkan ada hubungan erat antara proses perkembangan morfologi suatu

sel dengan proses sintesis produk alaminya, termasuk metabolit sekunder. Dalam bukunya “The

Relationship Between Conidiation and Alkaloid Production in Saprophytic Strains ofClaviceps”

Pazoutova dan Rehacek menuliskan, pada tahun 1997 telah diketahui bahwa Claviceps

purpurea (salah satu spesies penghasil alkaloid ergot) yang termutasi mengalami penurunan

kemampuan dalam membentuk konidia dalam media agar-agar. Jamur yang telah termutasi ini

diidentifikasi juga menghasilkan racun alkaloid yang lebih sedikit dari keadaan normalnya. Hal ini

menunjukkan bahwa sintesis alkaloid ergot pada jamur ergot, terjadi bersamaan dengan proses

perkembangan morfologinya (diferensiasi sel). Tidak ada keterangan atau penelitian yang

menerangkan pada fasa mana alkaloid ergot ini mulai disintesis, serta mekanisme sintesisnya.

Berdasarkan keterangan diatas sintesis alkaloid ergot akan mulai terjadi setelah infeksi jamur pada

tanaman host, hingga tahap akhir perkembangan, setelah terbentuk sclerotia. Suatu inti padat, keras,

berwarna gelap, berisi kumpulan alkaloid ergot.

   

4

 

       Gambar 1. Sclerotia, kumpulan alkaloid ergot pada fasa akhir perkembangan jamur.

Jamur ergot mengalami fasa perkembangbiakan spora pada suhu sekitar 18oC pada kondisi

kelembaban tinggi. Kondisi ini yang diperkirakan kondusif untuk sintesis alkaloid ergot pada jamur.

Enzim yang sampai saat ini telah diketahui terlibat dalam proses sintesis alkaloid ergot adalah:

Enzim Fungsi

Dimethylallyltryptophan

synthetase  (DMATS)

Membentuk DMAT dari triptofan

Chanoclavine— 1—cyclase Mengubah Chanoclavine I/ Chanoclavine I aldehide menjadi Agroclavine

5

Rangkaian reaksi yang terjadi

 

Prekursor utama dalam proses sintesis alkaloid ergot adalah L-triptofan. Tahap awal sintesis adalah

prenilasi (gugus yang diberi warna merah) triptofan yang dikatalisis enzim DMATS. Tahap in akan

menghasilkan dimetilalil triptofan (DMAT) dengan struktur seperti diatas. DMAT ini selanjutnya

diproses lebih lanjut, hingga menghasilkan 3 jenis alkaloid yaitu asam lisergat (diproduksi

keluarga Clavicipitaceae) dan jenis fumiglavine yang diproduksi Aspergillus fumigatus. Proses

pengubahan dari DMAT menjadi ketiga alkaloid diatas belum jelas mekanismenya, namun terdapat

6

enzim yang berhasil diisolasi pada tahap ini, yaitu Chanoclavine— 1—cyclase, yang mengubah

chanoclavine I menjadi argoclavine. Tahap lain yang dapat diperkirakan dari keberadaan enzim ini

adalah:

 

Tahap selanjutnya setelah reaksi diatas, diperkirakan adalah terbentuknya elymoclavine, dengan

struktur :

7

 Pengaruh Nutrien Terhadap Proses Sintesis

•          Karbon

Sumber karbon yang sering digunakan adalah glukosa, gliserol, maltose, sukrosa dan

galaktosa. Pada dasarnya banyaknya sumber karbon akan memperlambat sintesis alkaloid ergot.

Karbon banyak dibutuhkan untuk perkembangan morfologis jamur. Semakin banyak jumlah karbon

perkembangan morfologi akan meningkat dengan cepat, sehingga sinteis alkaloid ergot akan lebih

lambat, atau bahkan terjadi setelah perkembangan morfologi selesai. Hal in dibuktikan

pada Cephalosporium acremonium, jika pada media diberi sumber-sumber karbon yang cepat (mudah

didegradasi) seperti glukosa, gliserol, maltosa, pembentukan cephalosporin pada jamur ini akan lebih

lambat dari media dengan sumber karbon yang lebih sulit didegradasi seperti sukrosa dan galaktosa.

•          Nitrogen

Pada dasarnya sintesis metabolit sekunder tidak depengaruhi oleh nitrogen. Namun beberapa

jenis jamur seperti Aspergillus akan terinhibisi oleh keberadaan ion ammonium pada kadar tertentu.

•          Pospat

Pospat adalah elemen paling penting dalam proses sintesis alkaloid ergot, karena transport

energi sel selalu melibatkan transfer dan pelepasan pospat. Namun kadar pospat yang cukup

tinggi  justru akan menghambat kerja enzim DMATS dan chanoclavine—I—cyclase. Pospat dalam

kadar 0,3 – 300 mM cukup efektif untuk diferensiasi sel, namun kadar diatas 10 mM justru akan

menghambat proses sintesis alkaloid ergot.

 Proses Berhentinya Sintesis

Sintesis alkaloid ergot akan terhenti saat :

1. Terdapat salah satu (atau seluruh) enzim dalam jalur sintesis yang rusak . Setiap enzim dalam

organisme memiliki waktu paruh sendiri-sendiri. Pada saatnya, enzim-enzim tersebut rusak.

2.  Efek reaksi balik.

Efek reaksi balik adalah terhambatnya sintesis suatu senyawa dalam jalur sintesis alkaloid ergot,

akibat banyaknya jumlah senyawa serupa yang sudah ada. Efek reaksi balik pertama pada sintesis

alkaloid ergot terjadi pada tahap pertama, dimana enzim DMAT diinhibisi oleh agroclavine dan

elymoclavine. Elymoclavine juga menginhibisi enzim selanjutnya, yaitu chanoclavine—I—cyclase.

Tipe lain efek reaksi balik pada sintesis alkaloid ergot terjadi pada sintesis triptofan, yaitu pada enzim

8

anthranilate synthetase . Enzim ini di inhibisi pula oleh elymoclavine dan chanoclavine.   Inhibisi ini

cukup berpengaruh, karena triptofan adalah prekusor utama dalam sintesis alkaloid ergot. Namun

secara umum efek reaksi balik ini tidak terlalu mempengaruhi sinteis alkaloid ergot.

 FUNGSI ALKALOID ERGOT BAGI JAMUR ERGOT

1. Pada umumnya tidak ada fungsi khusus terhadap organisme yang menghasilkannya,(ergotamine).

2. Untuk mempertahankan diri dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan.

3. Untuk mempertahankan diri dari makhluk hidup lain di sekitarnya,(berkompetisi).

 APLIKASI ALKALOID ERGOT BAGI KEHIDUPAN MANUSIA

1. Ergot alkaloid memiliki berbagai kegiatan biologis termasuk efek pada sirkulasi dan neurotransmisi. 

2.  Untuk menginduksi kontraksi rahim dan untuk mengontrol perdarahan setelah melahirkan.  Dimana

kerja ergot alkaloid pada aplikasi ini yaitu:

3.  Mempengaruhi otot uterus berkontraksi terus-menerus sehingga memperpendek pendarahan kala III.

4.   Menstimulssi otot-otot polos terutama dari pembuluih darah perifer dan rahim.

5.  Pembuluh darah mengalami vasokonstriksi sehingga tekanan darah naik dan terjadi efek

oksitosuk pada kandungan mature.

6. Ekstrak ergot  ini juga digunakan dalam farmasi, termasuk alkaloid ergot dalam produk

Cafergot  yang mengandung  kafein dan ergotamine , biasanya untuk mengobati  sakit kepala

migrain dan ergometrin.

7.  Dua obat yang diturunkan dari ergot, adalah  Pergolide dan cabergoline , biasanya  digunakan

untuk mengobati penyakit Parkinson yaitu meningkatkan resiko katup jantung bocor .

8.  Alkaloid regot, dapat dimanfaatkan juga dalam terapi, umumnya diperoleh dari tanaman

9.    Alkaloid ergot digunakan untuk menstimulasi sistem syaraf simpatik.

10.  Beberapa alkaloid lisergat seperti halnya ergotamin dan ergobasin digunakan pada terapi

kandungan yaitu untuk mengkontraksi uterus pada saat proses melahirkan untuk

mengkontraksi uterus postpatu.

     MANFAAT ALKALOID ERGOT DALAM INDUSTRI

Pada umumnya alkaloid ergot dalam kehidupan, dimanfaatkan sebagai obat-obatan. Sehingga

dalam industry alkaloid ergot ini diproduksi sebagai obat-obatan juga. Misalnya untuk pbat:

1.  Obat analgesik untuk penyakit migran

9

2.   Obat untuk menghentikan pendarahan

3.  Obat mengurangi rasa sakit pada saat melahirkan

•         PROSES PRODUKSI OBAT DALAM INDUSTRI

Dalam pembuatan obat-obatan dalam industry, prosesnya adalah:

1.  Menyiapkan bahan baku, yaitu jamur

2.  Mengisolasi alkaloid ergot dalam jamur tersebut

3.  Karena alkaloid ergot masih mengandung racun, untuk itu senyawa alkaloid ergot diturunkan

senyawanya menjadi ergotamine.

Dengan jalan:

10