METABOLIT SEKUNDER

Top of Form

Bottom of Form

Metabolit Sekunder: Jalur pembentukan dan kegunaannya

Metabolit sekunder merupakan senyawa yang dihasilkan atau disintesa pada sel dan group taksonomi tertentu pada tingkat pertumbuhan atau stress tertentu. Senyawa ini diproduksi hanya  dalam jumlah sedikit tidak terus-menerus untuk mempertahankan diri  dari habitatnya dan tidak berperan penting dalam proses metabolism utama (primer). Pada tanaman, senyawa metabolit sekunder memiliki beberapa fungsi, diantaranya sebagai atraktan (menarik serangga penyerbuk), melindungi dari stress lingkungan, pelindung dari serangan hama/penyakit (phytoaleksin), pelindung terhadap sinar ultra violet, sebagai zat pengatur tumbuh dan untuk bersaing dengan tanaman lain (alelopati).

Senyawa metabolit sekunder memiliki struktur yang lebih komplek dan sulit disintesa, jarang dijumpai di pasaran karena masih sedikit (15%) yang telah berhasil diisolasi sehingga memiliki nilai ekonomi tinggi (mahal harganya).

Jalur Pembentukan Metabolit Sekunder

Senyawa metabolit sekunder diproduksi melalui jalur di luar biosinthesa karbohidrat dan protein. Ada tiga jalur utama untuk pembentukan metabolit sekunder, yaitu 1) jalur Asam Malonat asetat, 2) Asam Mevalonat asetat dan 3) Asam Shikimat.

a.    Jalur Asam Malonat

     Senyawa metabolit sekunder yang dihasilkan melalui jalur asam malonat diantaranya: asam lemak (laurat,  miristat, palmitat, stearat, oleat, linoleat, linolenic), gliserida, poliasetilen, fosfolipida, dan glikolipida.

Tanaman yang menghasilkan senyawa ini antara lain:  Jarak pagar, kelapa sawit, kelapa, jagung, kacang tanah, zaitun, bunga matahari, kedelai, wijen, kapas, coklat, dan alpukat.

b.    Jalur Asam Mevalonat

Senyawa metabolit sekunder dari jalur ini diantaranya adalah Essential oil, Squalent,  Monoterpenoid, Menthol, Korosinoid, Streoid, Terpenoid, Sapogenin, Geraniol, ABA, dan GA3.

c.    Jalur Asam Sikhimat

Metabolit sekunder yang disintesis melalui jalur asam shikimat diantaranya adalah Asam Sinamat, Fenol, Asam benzoic, Lignin, Koumarin, Tanin, Asam amino benzoic dan Quinon.

Contoh metabolit sekunder komersial dan kegunaannya

1. Shikonin

Senyawa ini dihasilkan dari kultur sel Lithospermum erithorhizon. Kegunaan atau manfaat senyawa ini adalah sebagai anti bakteri, zat pewarna, kosmetik, untuk luka, dll. Secara alami, Sikonin dapat diisolasi dari akar pada saat tanaman umur 5 – 7 tahun, namun kandungannya hanya sekitar 1-2 %. Sedangkan produksi Sikonin melalui Kultur akar rambut menggunakan alat bioreaktor kapasitas 20.000 liter dapat menghasilkan sekitar 12 – 15%. Sikonin komersial telah diproduksi oleh PT. Mitsui Petrochemical IND.

2. Ginsenoida

Senyawa metabolit sekunder ini diproduksi dari akar tanaman Ginseng. Senyawa ini berguna untuk menambah vitalitas dan banyak digunakan sebagai campuran obat dan minuman. Senyawa ini telah diproduksi secara komersial (skala industry) melalui kultur akar menggunakan alat bioreactor dengan kapasitas 20.000 liter oleh PT. Nitro Denco sejak tahun 1991.

3. Vinblastin dan Vincristine

Senyawa metabolit sekunder ini diproduksi dari bunga Tapak Dara (Catharanthus roseus). Senyawa ini merupakan Alkaloid untuk obat penyakit leukemia.

Adapun lintasan biosintesis senyawa metabolit Vinblastin dan Vincristine adalah sebagai berikut:

4. Ajmalicine

Senyawa metabolit sekunder ini diproduksi dari Rauvolvia sp. Kegunaan senyawa Ajmalicine adalah untuk obat anti hipertensi (obat darah tinggi).

Rumus kimia dari senyawa metabolit sekunder Ajmalicine adalah sebagai berikut. 

Metabolit Sekunder sebagai obat modern

1. Alkaloid – Rauvolvia serpentina
2. Atropine – Hyoscymus niger
3. Caffeine – Coffea arabica
4. Cocaine – Erythorxylon coca
5. Nikotin – Nicotiana tabacum
6. Quinine – Cinchona officinalis
7. Scopolamine – N. niger
8. Vinblastine – Catharanthus roseus

Faktor yang mempengaruhi produksi metabolit sekunder

1. Formulasi/komposisi media kultur.
2. Faktor fisik (suhu, cahaya,kelembaban dll).
3. Faktor genetik (genotipa sel).
4. Faktor Stress lingkungan (logam berat, elicitor, sinar UV).

Cara meningkatkan produksi metabolit sekunder

Produksi senyawa metabolit sekunder melalui kultur sel/jaringan tidak selalu lebih tinggi hasilnya. Padas siitem produksi metabolit sekunder menggunakan kultur sel/akar dengan bioreactor dapat ditingkatkan hasilnya dengan cara menambahkan senyawa pemacu atau precursor. Cara ini banyak diterapkan pada proses produksi skala industry, karena lebih murah, cepat dan mudah membentuk senyawa akhir. Namun ada beberapa hambatan dalam penggunaan precursor, yaitu lambatnya proses transport dari precursor ke dalam sel target dan masih terbatasnya jenis precursor.

Prospek Penelitian Metabolit Sekunder di BB Biogen 

Mengingat begitu banyaknya jenis dan kegunaan senyawa metabolit sekunder dan begitu kayanya plasma nutfah di Indonesia sebagai sumber metabolit sekunder, maka prospek penelitian dan pengembangan metabolit sekunder di Indonesia, khususnya di BB Biogen sangatlah terbuka luas dan menjanjikan. Melalui produksi metabolit sekunder spesifik akan dapat dihasilkan produk yang dapat dipatenkan ataupun dikomersialkan. Kekayaan koleksi plasma nutfah Indonesia yang spesifik dan belum banyak dimanfaatkan oleh Negara lain, tentunya sangat strategis untuk diteliti dan dikembangkan. Beberapa peneliti BB Biogen sudah memiliki pengalaman dan kemampuan untuk menginduksi dan memproduksi senyawa metabolit sekunder, namun karena bukan menjadi mandate utama BB Biogen maka penelitian di bidang ini masih kurang bahkan tidak mendapatkan perhatian. Untuk itu, ke depan barangkali perlu dikaji dan dipertimbangkan adanya topik-topik penelitian mengenai metabolit sekunder dengan melibatkan antar disiplin ilmu peneliti agar dapat menghasilkan produk metabolit sekunder unggulan di BB Biogen.