DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA............................................. i DAFTAR GAMBAR............................................. ii DAFTAR TABEL............................................. iii BAB I PENDAHULUAN..........................................1 BAB II ANTIBIOTIK..........................................2 2.1 Definisi Antibiotik..................................2 2.2 Sejarah Penemuan Antibiotik..........................2 2.3 Jenis dan Klasifikasi Antibiotik.....................4 2.4 Mekanisme Aksi Antibiotik...........................10 BAB III BIOSINTESIS ANTIBIOTIK............................12 3.1 Reaksi-Reaksi Penting dalam Biosintesis Antibiotik. .12 3.2 Teknik Identifikasi Biosintesis.....................14 3.3 Biosintesis Beberapa Jenis Antibiotik...............17 3.3.1 b-laktam.........................................18 3.3.2 Aminoglikosida...................................21 3.3.3 Makrolida........................................23 3.3.4 Tetrasiklin......................................25 DAFTAR PUSTAKA............................................27 i
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................................i
DAFTAR GAMBAR.............................................................................................................ii
DAFTAR TABEL.................................................................................................................iii
BAB I PENDAHULUAN......................................................................................................1
BAB II ANTIBIOTIK............................................................................................................2
DAFTAR PUSTAKA..........................................................................................................27
i
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Struktur molekul beberapa jenis antibiotik b-laktam......................................7
Gambar 2.2. Struktur molekul a.kanamisin (kiri); b.eritromisin (kanan)............................7
Gambar 2.3. Struktur molekul tetrasiklin.............................................................................8
Gambar 2.4. Struktur molekul Pristinamisin IIA dan Pristinamisin IA..................................9
Gambar 2.5. Struktur molekul daptomisin...........................................................................9
Gambar 2.6. Berbagai target dari mekanisme aksi antibiotik.............................................10
Gambar 2.7. Perbedaan mekanisme aksi antibiotik pada bakteri gram positif dan negatif11
Gambar 3.1. Pergeseran NIH 16
Gambar 3.2. Kiri: Struktur 6-APA (atas) dan 7-ACA (bawah); Kanan: Struktur (A)
penisilin dan (B) sefalosporin.......................................................................21
Gambar 3.3. Pembentukan isopenisilin N dari tripeptida...................................................22
Gambar 3.4. Lintasan biosintesis Penisilin G dan Sefalosporin C dari isopenisilin N.......23
Gambar 3.5. Lintasan biosintesis sefamisin C dari deasetilsefalosporin C........................24
Gambar 3.6. Lintasan biosintesis streptomisin...................................................................25
Gambar 3.7. Lintasan biosintesis ribostamisin...................................................................26
Gambar 3.8. Lintasan biosintesis erithromisin dari 6-deoksierithronolida........................27
Gambar 3.9. Pembentukan cincin makrolida rapamisin.....................................................28
Gambar 3.10. Biosintesis tetrasiklin dari 4-hidroksi-6-metilpretetramida.........................29
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Sejarah pengenalan kelas-kelas baru antibiotik....................................................3
Tabel 2.2. Senyawa antibiotik, mikroorganisme penghasil, dan aktivitas biologisnya.........4
Tabel 2.3. Beberapa subkelas dan senyawa antibiotik b-laktam...........................................6
BAB I
PENDAHULUAN
Metabolisme merupakan peristiwa yang sangat penting dalam suatu bentuk kehidupan.
Pembentukan molekul-molekul dan energi yang dihasilkan selama metabolisme akan
menunjang pertumbuhan sehingga organisme tersebut tetap hidup. Selain itu, metabolisme
juga menjaga agar organisme dapat mempertahankan strukturnya, dapat bereproduksi, dan
beradaptasi dengan perubahan kondisi sekitar. Metabolisme juga menjadi penentu
terjadinya siklus unsur-unsur penting di alam dengan adanya peristiwa degradasi maupun
sintesis sehingga dapat dikatakan bahwa organisme yang satu dapat menunjang
keberlangsungan hidup organisme lainnya.
Pengetahuan tentang metabolisme telah mengantarkan kita kepada tingkat
pemahaman mendalam hingga proses-proses yang berkaitan. Suatu jaring-jaring yang
kompleks dari reaksi-reaksi oleh enzim-enzim dapat dibentuk dan dipelajari di masa
sekarang. Mulai dari pengikatan CO2 untuk fotosintesis, penguraian glukosa untuk
menghasilkan energi, hingga pembentukan makromolekul seperti protein, asam nukleat,
dan karbohidrat. Jaring-jaring yang rumit dan vital tersebut merupakan rangkaian dari
proses yang disebut metabolisme primer. Sedangkan metabolisme sekunder dapat
dinyatakan sebagai percabangan proses metabolisme primer untuk menghasilkan senyawa
yang disebut sebagai metabolit sekunder.
Metabolit sekunder dibentuk dari lintasan yang khusus dari metabolit primer,
mempunyai sebaran yang terbatas, tetapi memiliki keragaman struktur kimia yang tinggi.
Pembentukannya oleh enzim tertentu yang dikodekan oleh material genetik spesifik
menunjukkan bahwa metabolit sekunder merupakan karakteristik untuk spesies atau genus
tertentu. Metabolit sekunder tidak bersifat esensial bagi sel yang menghasilkannya, akan
tetapi penting bagi organisme secara keseluruhan.
Antibiotik merupakan salah satu produk metabolit sekunder yang bernilai tinggi.
Penggunaannya yang cukup penting dalam bidang medikal mendorong sintesisnya dalam
skala industri menjadi prospek yang cukup menjanjikan. Untuk mensintesisnya dalam
industri diperlukan pengetahuan terlebih dahulu tentang metabolisme di dalam organisme
penghasilnya. Barulah setelah memahami proses biosintesisnya, dapat dilakukan
modifikasi untuk menghasilkannya secara skala besar.
1
BAB II
ANTIBIOTIK
2.1 Definisi Antibiotik
Kata antibiotik berasal dari bahasa Yunani, anti yang berarti “melawan” dan bios yang
berarti “hidup”. Menurut Waksman (1947), antibiotik merupakan zat yang dihasilkan oleh
mikroorganisme tertentu untuk menginhibisi pertumbuhan bahkan membunuh
mikroorganisme lain di dalam larutan. Dengan kata lain, antibiotik adalah agen
antimikroba yang dihasilkan secara mikrobial. Oleh karena itu, antibiotik sering disebut
juga produk antimikrobial alami. Mikroorganisme yang menghasilkan antibiotik untuk
membunuh mikroorganisme lain di sekitarnya memperoleh keuntungan dalam hal
mendapatkan sumber makanan di lingkungan alami.
Antibiotik merupakan produk metabolit sekunder, yang dihasilkan umumnya pada
saat laju pertumbuhan rendah atau setelah pertumbuhan berhenti, tidak esensial untuk
pertumbuhan mikroorganisme penghasilnya di dalam kultur murni, dan memiliki struktur
yang tidak umum dijumpai dalam produk metabolit primer. Salah satu hal menarik untuk
diperhatikan adalah bahwa metabolit sekunder dibiosintesis terutama dari banyak
metabolit-metabolit primer: asam amino, asetil koenzim A, asam mevalonat, dan zat antara
lainnya.
Dewasa ini istilah “antibiotik” tidak hanya ditujukan kepada zat yang dihasilkan
oleh mikroorganisme, tetapi juga zat sintetik yang dihasilkan di laboratorium atau industri
yang memiliki sifat antimikroba. Antibiotik semisintetik merujuk pada antibiotik alami
yang telah dimodifikasi dalam laboratorium untuk meningkatkan kekuatan
antimikrobanya.
2.2 Sejarah Penemuan Antibiotik
Bukti keberhasilan penggunaan kemoterapi yang paling awal berasal dari Peru kuno, di
mana bangsa Indian menggunakan kulit kayu pohon kina untuk mengobati malaria.
Penemuaan p-rosanilin yang memiliki efek antitripanosomal dan arsfenamin yang efektif
melawan sifilis, oleh Paul Ehrlich di Jerman mengawali masa kemoterapi modern. Ehrlich
kemudian mengemukakan postulatnya yang menyatakan bahwa ada senyawa kimia yang
bersifat racun/toksik selektif terhadap parasit tetapi tidak berbahaya bagi manusia. Ide ini
kemudian dinamakan konsep “magic bullet” atau peluru ajaib.
Pada tahun 1929, Fleming mengamati bahwa pertumbuhan sejenis fungi, yang
kemudian diidentifikasi sebagai Penicillium notatum, pada cawan yang ditanami
staphylococci mencegah pertumbuhan bakteri tersebut. Pada media cair, fungi ini
menghasilkan senyawa, yang kemudian dinamakan penisilin, yang dapat menghambat
bakteri kokus dan bakteri kelompok difteri, tetapi tidak untuk bakteri batang gram negatif.
Fleming sendiri tidak mengemukakan lebih jauh tentang penggunaan substansi yang
diperolehnya sebagai zat antibakterial. Penemuan ini tidak mendapat perhatian yang lebih
jauh hingga pada tahun 1939, Florey dan Chain kembali mengisolasi penisilin.
Demonstrasi yang mereka lakukan membuktikan kemampuan penisilin untuk melawan
berbagai jenis bakteri gram positif dan bakteri tertentu lainnya yang terdapat dalam tubuh
animalia. Penemuan ini mendapat perhatian dunia pada saat itu, dan secara besar-besaran
diproduksi untuk mengatasi kebutuhan obat infeksi akibat luka dari Perang Dunia II.
Pada tahun 1944, Waksman mengisolasi streptomisin dan sesudah itu menemukan
agen seperti kloramfenikol, tetrasiklin, dan eritromisin dalam sampel tanah. Sejak tahun
1960-an, pengembangan proses fermentasi dan kemajuan kimia farmasi memungkinkan
sintesis berbagai agen kemoterapi baru dengan modifikasi molekular senyawa yang sudah
ada. Progres pengembangan agen antibakterial cukup cepat, akan tetapi pengembangan
agen antifungal dan antivirus yang efektif dan nontoksik berlangsung lambat. Amfoterisin
B, yang diisolasi tahun 1950-an, masih menjadi agen antifungal yang efektif, meskipun
agen yang lebih baru seperti fluconazole telah digunakan secara luas. Analog nukleosida
seperti acyclovir terbukti efektif sebagai agen antivirus.
Tabel 2.1. Sejarah pengenalan kelas-kelas baru antibiotik
Tahun Pengenalan Kelas Antibiotik1935 Sulfonamida1941 Penisilin1944 Aminoglikosida1945 Sefalosporin1949 Kloramfenikol1950 Tetrasiklin1952 Makrolida/lincosamides1956 Glikopeptida1957 Rifamisin1959 Nitroimidazola1962 Quinolona1968 Trimethoprim
2000 Oksazolidinon2003 Lipopeptida
2.3 Jenis dan Klasifikasi Antibiotik
Berbagai jenis antibiotik telah dikenal sejak dikemukakannya konsep aktivitas antibiotik
itu sendiri. Tabel 2.1 menyajikan sejarah perkembangan dan pengenalan kelas-kelas baru
antibiotik (Conly J., 2005). Perkembangan antibiotik bisa dikatakan semakin melambat.
Hal ini disebabkan karena penemuan hingga pengenalan kepada publik jenis antibiotik
baru memerlukan waktu yang lama, prosedur yang lebih ketat, dan yang terpenting dapat
memberikan manfaat bagi manusia di bidang farmasi. Jenis-jenis senyawa antibiotik yang
terkenal dan bermanfaat bagi manusia beserta mikroorganisme penghasilnya dapat dilihat
pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Senyawa antibiotik, mikroorganisme penghasil, dan aktivitas biologisnya
Senyawa Mikroorganisme Aktivitas Biologis
Aktinomisin S. antibioticusBakteri gram positif, konsentrasi tinggi untuk gram negatif, racun bagi animalia
Apergillin A. Niger Gram positif dan negatif, nontoksikBasitrasin B. Subtilis Bakteri gram positifKlorelin Chlorella sp. Bakteri gram positif dan negatif
Eumisin B. SubtilisAktif melawan fungi dan bakteri lebih tinggi
Fumigasin A. fumigatus Bakteri gram positif, toksisitas terbatas
GliotoksinTrichoderma, Gliocladium, A. fumigates
Berbagai jenis bakteri fan fungi, toksik bagi animalia
Gramisidin B. brevis Litik bagi bakteri gram positif
Asam penisilatP. puberculum, P. cyclopium
Bakteri gram positif dan gram negatif
PenisilinP. notatum, P. chrysogenum
Bakteri gram positif, aktif in vivo, toksisitas rendah
Proaktinomisin N. gardneri Bakteri gram positif, toksikPiosianin Ps. aeruginosa Bakteri gram positif, toksisitas terbatas
Streptomisin S. griseusAktif melawan B. mycoides dan lebih aktif lagi melawan Ps. aeruginosa, beberapa bakteri gram negatif, toksisitas rendah.
Sefalosporin A. chrysogenum Bakteri gram positif dan gram negatifTirosidin B. brevis Litik untuk gram positif dan gram negatifViridin T. viridis Sangat fungistatik
Senyawa antibiotik dapat dikelompokkan berdasarkan kelarutannya, basis bahan
kimia alami, basis struktur kimia, maupun toksisitasnya terhadap animalia. Berdasarkan
kelarutannya, senyawa antibiotik dapat dibagi atas:
1. Grup A. Larut dalam air dengan reaksi beebeda-beda, dan tidak larut dalam eter.
Senyawa ini biasanya berbasis protein, basa organik, atau senyawa pengadsorpsi pada
molekul protein. Contohnya: aktinomisetin, streptomisin, penatin, dan piosianin.
2. Grup B. Larut dalam eter dan dalam air dengan reaksi tertentu. Contoh: penisislin,
flavisin, sitrinin, asam penisilat, proaktinomisin.
3. Grup C. Tidak larut dalam air dan eter, meliputi gramisidin, tirosidin, subtilin, dan
simplesin.
4. Grup D. Larut dalam eter dan tidak larut dalam air. Contoh: fumigasin, fumigatin,
gliotoksin, actinomisin, piosianase, dan lain-lain.
Berdasarkan basis bahan kimia alami penyusunnya, senyawa antibiotik dapat
dibagi atas:
1. Lipoid dan berbagai ekstrak mikrobial yang diperoleh dengan pelarut organik, seperti
pyocyanase, asam piolipik, dan lain-lain.
2. Pigmen, yaitu piosianin, hemipiosianin, prodigiosin, fumigatin, klororafin, toksoflavin,
aktinomisin, litmosidin, dan lain-lain.
3. Polipeptida, terdiri dari tirotrisin, gramisidin, tirosidin, kolisin, subtilin, basilin, dan
aktinomisetin.
4. Senyawa mengandung sulfur, yakni berbagai jenis penisilin, gliotoksin, dan chaetomin.
5. Kuinon dan keton, yaitu sitrinin, spinulosin, klavasin, dan asam penisilat.
6. Basa organik, meliputi streptomisin, streptotrisin, dan proaktinomisin.
Antibiotik yang diklasifikasikan berdasarkan struktur kimianya yaitu sebagai
berikut:
1. Senyawa mengandung C, H, dan O saja
Contoh: klavasin (C7H6O4), fumigatin (C8H8O4), asam penisilat (C8H10O4), sitrinin