review jurnal

Dibuat Untuk Memenuhi Nilai Ujian Tengah SemesterMata Kuliah Bioteknologi Farmasi

REVIEW JURNALPENGARUH ELISITASI DALAM MENINGKATKAN PRODUKSISENYAWA METABOLIT SEKUNDER PADA KULTUR JARINGAN

TANAMAN

Dibuat oleh:Ayu Nuki Wahyuni

NPM: 13-047

KONSENTRASI KOSMETIKA BAHAN ALAMMAGISTER FARMASI UNIVERSITAS PANCASILA

JAKARTA2014

BAB IPENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANGTumbuhan merupakan sumber utama senyawa-senyawa kimia yang digunakan untukindustri farmasi, industri makanan, minyak wangi. Banyak dari senyawa tersebutdiekstrak dari tumbuhan tropis, namun karena ketersediaan, biaya yang mahal sertastruktur senyawa tersebut yang sangat kompleks.Salah satu bentuk perkembangan bioteknologi adalah proses peningkatan produksiterhadap produksi metabolit sekunder. Hal ini dilakukan untuk dapat menghasilkansuatu produk metabolit sekunder yang bersifat unggul dan jumlahnya melimpah.Dalam usaha menghasilkan metabolit sekunder untuk skala besar, sangat diperlukanpemahaman yang besar tentang tingkah laku sel, biosintesis metabolit sekunderdidalam tubuh tanaman tersebut. Oleh karena itu, biosintesis metabolit sekunderdengan menggunakan kultur jaringan menjadi alternatif pilihan dan akhirnya menjaditujuan yang berharga. Namun dari banyak penelitian dan usaha komersial, masihbanyak menghadapi kendala.Kultur jaringan (in vitro) tanaman dapat memproduksi senyawa metabolit sekunder.Menurut Mattel dan Smith (1993), agar produksi metabolit sekunder tinggi makaperlu optimasi faktor-faktor internal dan eksternal.Optimasi faktor tersebut dapatdilakukan dalam dua tahap yaitu tahap pertumbuhan dan tahap produksi. Pada tahappertumbuhan, kondisi kultur diarahkan untuk memproduksi biomassa sel dalam waktudekat, sedangkan tahap produksi dilakukan pemindahan biomassa sel ke dalammedium produksi dengan tujuan pengkondisian kultur untuk produksi metabolitsekunder. Selain optimasi pada kedua tahap di atas, pendekatan lain yang dapatdilakukan secara efektif untuk meningkatkan produksi biomassa sel dan metabolitsekunder adalah penambahan prekursor (prazat), elisitasi dan amobilisasi.(Pandiangan, 2011)Produksi senyawa bioaktif / metabolit sekunder melalui kultur jaringan dapatditingkatkan dengan elisitasi. Elisitasi merupakan metode yang mengacu padafenomena alam dalam mekanisme pertahanan inang terhadap patogennya. Interaksiantara patogen dengan tumbuhan inang yang menginduksi pembentukanfitoaleksin pada tumbuhan merupakan respon terhadap serangan mikroba patogen

(Vanconsuelo & Boland, 2007; Yoshikawa & Sugimito, 1993). Senyawa yangberperan dalam proses elisitasi disebut elisitor.

1.2 PERUMUSAN MASALAHBagaimana pengaruh elisitasi dalam meningkatkan produksi senyawa metabolitsekunder pada kultur jaringan tanaman?

1.3 TUJUAN DAN MANFAAT PENULISANDiharapkan dengan penulisan makalah ini dapat menambah ilmu pengetahuanmengenai pengaruh elisitasi dalam meningkatkan produksi senyawa metabolitsekunder pada kultur jaringan baik bagi penulis maupun pembaca.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 METABOLIT SEKUNDERA. Pengertian metabolit sekunder

Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalamorganisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian(katabolisme) molekul organik kompleks. Meskipun karakteristik makhluk hidupsangatlah bervariasi, akan tetapi jalur metabolik yang secara umum mensintesis danmemodifikasi senyawa-senyawa karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleatternyata secara esensial sama pada semua makhluk (bersifat universal); walaupunada sedikit penyimpangan. Kesamaan ini menunjukkan adanya keseragamanproses yang fundamental pada semua mahluk hidup, yang secara kolektif disebutsebagai metabolisme primer, dan segala senyawa yang terlibat didalam jalurmetabolisme tersebut disebut sebagai metabolit primer. (Dewick, 1999, Strohl, 1997)Berlawanan dengan jalur metabolisme primer terdapat jalur metabolisme lainyang melibatkan senyawa senyawa organik spesifik dan terjadi sangatterbatas di alam. Metabolisme itu disebut metabolisme sekunder, dan senyawayang dihasilkan disebut sebagai metabolit sekunder. Metabolit sekunder adalahsenyawa metabolit yang tidak esensial bagi pertumbuhan organisme dan ditemukandalam bentuk yang unik atau berbeda-beda antara spesies yang satu dan lainnya.Senyawa ini umumnya mempunyai kemampuan bioaktifitas dan berfungsi sebagaipelindung tumbuhan tersebut dari gangguan hama penyakit untuk tumbuhan itusendiri atau lingkungannya. Sebagian besar dari metabolik sekunder adalah turunandari lemak. Setiap organisme biasanya menghasilkan senyawa metabolit sekunderyang berbeda-beda, bahkan mungkin satu jenis senyawa metabolit sekunder hanyaditemukan pada satu spesies dalam suatu kingdom. Senyawa ini juga tidak selaludihasilkan, tetapi hanya pada saat dibutuhkan saja atau pada fase-fase tertentu.(Dewick 1999; Wink, 1999)Fungsi metabolit sekunder adalah untuk mempertahankan diri dari kondisi lingkunganyang kurang menguntungkan, misalnya untuk mengatasi hama dan penyakit, menarikpolinator, dan sebagai molekul sinyal. Sampai dengan saat ini telah diidentifikasilebih dari 100.000 senyawa metabolit sekunder yang. dapat digolongkan ke

dalam: a). senyawa tanpa atom nitrogen dalam struktumya (seperti golongan terpen,poliketid, saponin, poliasetilen, dU., dan b). senyawa mengandung nitrogen(golongan alkaloid, amina, glikosida sianogenik, asam amino non protein,proteinlenzim tertentu, dU.). (Wink, 1999)

C. Jalur Pembentukan Metabolit SekunderSebelum mengetahui jalur tersebut, berikut merupakan hubungan metabolit primermenjadi metabolit sekunder:

Senyawa metabolit sekunder diproduksi melalui jalur di luar biosinthesa karbohidratdan protein. Ada tiga jalur utama untuk pembentukan metabolit sekunder, yaitu:a. Jalur Asam MalonatSenyawa 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 MevalonatSenyawa metabolit sekunder dari jalur ini diantaranya adalah Essential oil, Squalent,Monoterpenoid, Menthol, Korosinoid, Streoid, Terpenoid, Sapogenin, Geraniol,ABA, dan GA3.c. Jalur Asam SikhimatMetabolit sekunder yang disintesis melalui jalur asam shikimat diantaranya adalahAsam Sinamat, Fenol, Asam benzoic, Lignin, Koumarin, Tanin, Asam amino benzoicdan Quinon.(Mariska, 2013)

D. Contoh senyawa metabolit sekunder1. Terpenoid

Terpenoid adalah merupakan komponen-komponen tumbuhan yang mempunyai baudan dapat diisolasi dari bahan nabati dengan penyulingan disebut sebagai minyakatsiri. Minyak atsiri yang berasal dari bunga pada awalnya dikenal dari penentuanstruktur secara sederhana, yaitu dengan perbandingan aton hidrogen dan atom karbondari suatu senyawa terpenoid yaitu 8 : 5 dan dengan perbandingan tersebut dapatdikatakan bahwa senyawa tersebut adalah golongan terpenoid. Minyak atsiri bukanlahsenyawa murni akan tetapi merupakan campuran senyawa organik yang kadangkalaterdiri dari lebih dari 25 senyawa atau komponen yang berlainan. Sebagaian besarkomponen minyak atsiri adalah senyawa yang hanya mengandung karbon danhidrogen atau karbon, hidrogen dan oksigen yang tidak bersifat aromatik yang secaraumum disebut terpenoid. Sebagian besar terpenoid mempunyai kerangka karbon yangdibangun oleh dua atau lebih unit C-5 yang disebut unit isopren. Unit C-5 inidinamakan demikian karena kerangka karbonnya sama seperti senyawa isoprene.

2. SteroidSteroid terdiri atas beberapa kelompok senyawa dan penegelompokan ini didasarkanpada efek fisiologis yang diberikan oleh masing-masing senyawa. Kelompok-kelompok itu adalah sterol, asam- asam empedu, hormon seks, hormonadrenokortikoid, aglikon kardiak dan sapogenin. Ditinjau dari segi struktur molekul,perbedaan antara berbagai kelompok steroid ini ditentukan oleh jenis substituen R1,R2, R3 yang terikat pada kerangka dasar karbon. sedangkan perbedaan antara senyawayang satu dengan yang lain pada suatu kelompok tertentu ditentukan oleh panjangrantai karbon R1, gugus fungsi yang terdapat pada substituen R1, R2, R3, jumlah serta

posisi gugus fungsi oksigen dan ikatan rangkap dan konfigurasi dari pusat-pusatasimetris pada kerangka dasar karbon tersebut.Percobaan-percobaan biogenetik menunjukkan bahwa steroid yang terdapat dialamberasal dari triterpenoid. Steroid yang terdapat dalam jaringan hewan beasal daritriterpenoid lanosterol sedangkan yang terdapat dalam jaringan tumbuhan berasal daritriterpenoid sikloartenol setelah triterpenoid ini mengalami serentetan perubahantertentu. tahap- tahap awal dari biosintesa steroid adalah sama bagi semua steroidalam yaitu pengubahan asam asetat melalui asam mevalonat dan skualen (suatutriterpenoid) menjadi lanosterol dan sikloartenol.

3. AlkaloidaAlkaloid adalah suatu golongan senyawa organik yang terbanyak ditemukan dialam.Hampir seluruh senyawa alkaloida berasal dari tumbuh-tumbuhan dan tersebar luasdalam berbagai jenis tumbuhan. Semua alkaloida mengandung paling sedikit satuatom nitrogen yang biasanya bersifat basa dan dalam sebagian besar atom nitrogen inimerupakan bagian dari cincin heterosiklik.Hampir semua alkaloida yang ditemukan dialam mempunyai keaktifan biologistertentu, ada yang sangat beracun tetapi ada pula yang sangat berguna dalampengobatan. Misalnya kuinin, morfin dan stiknin adalah alkaloida yang terkenal danmempunyai efek sifiologis dan psikologis. Alakaloida dapat ditemukan dalamberbagai bagian tumbuhan seperti biji, daun, ranting dan kulit batang. Alakloidaumumnya ditemukan dalam kadar yang kecil dan harus dipisahkan dari campuransenyawa yang rumit yang berasal dari jaringan tumbuhan.Alkaloida tidak mempunyai tatanam sistematik, oleh karena itu, suatu alkaloidadinyatakan dengan nama trivial, misalnya kuinin, morfin dan stiknin. Hampir semuanama trivial ini berakhiran in yang mencirikan alkaloida.

4. FlavonoidSenyawa flavonoida adalah suatu kelompok senyawa fenol yang terbesar yangditemukan dialam. Senyawa-senyawa ini merupakan zat warna merah, ungu dan birudan sebagai zat warna kuning yang ditemuykan dalam tumbuh-tumbuhan. Flavonoidamempunyai kerangka dasar karbon yang terdiri dari 15 atom karbon, dimana duacincin benzen (C6) terikat pada suatu rantaipropana (C3) sehingga membentuk suatususnan C6 C3 C6. Susunan ini dapat menghasilkan tiga jenis struktur senyawaflavonoida. Contoh senyawa flavonoida, diantaranya isoflavonoida.

5. Saponin

Saponin adalah suatu glikosida yang mungkin ada pada banyak macam tanaman.Saponin ada pada seluruh tanaman dengan konsentrasi tinggi pada bagian-bagiantertentu, dan dipengaruhi oleh varietas tanaman dan tahap pertumbuhan. Fungsi dalamtumbuh-tumbuhan tidak diketahui, mungkin sebagai bentuk penyimpanankarbohidrat, atau merupakan waste product dari metabolisme tumbuh-tumbuhan.Kemungkinan lain adalah sebagai pelindung terhadap serangan serangga. Sifat-sifatSaponin adalah:

1) Mempunyai rasa pahit2) Dalam larutan air membentuk busa yang stabil3) Menghemolisa eritrosit4) Merupakan racun kuat untuk ikan dan amfibi5) Membentuk persenyawaan dengan kolesterol dan hidroksisteroid lainnya6) Sulit untuk dimurnikan dan diidentifikasi7) Berat molekul relatif tinggi, dan analisis hanya menghasilkan formula

empiris yang mendekati.Toksisitasnya mungkin karena dapat merendahkan tegangan permukaan (surfacetension). Dengan hidrolisa lengkap akan dihasilkan sapogenin (aglikon) dankarbohidrat (hexose, pentose dan saccharic acid). Berdasarkan atas sifat kimiawinya,saponin dapat dibagi dalam dua kelompok:

1) Steroids dengan 27 C atom.2) Triterpenoids, dengan 30 C atom.

Macam-macam saponin berbeda sekali komposisi kimiawinya, yaitu berbeda padaaglikon (sapogenin) dan juga karbohidratnya, sehingga tumbuh-tumbuhan tertentudapat mempunyai macam-macam saponin yang berlainan.

2.2 METODE ELISITASIA. Definisi Elisitasi

Elisitasi merupakan penimbulan, atau perekayasaan proses dengan penambahan suatuelisator, pada sel tumbuhan dengan tujuan menginduksi dan meningkatkanpembentukan metabolit sekunder. Selain itu, elisitasi merupakan suatu respon darisuatu sel untuk menghasilkan metabolit sekunder. Dalam hal ini adanya interaksipatogen dengan inang akan menginduksi pembentukan fitoaleksin pada tumbuhan.Fitoaleksin itu sendiri merupakan senyawa antibiotik yang mempunyai berat molekulrendah, dan dibentuk pada tumbuhan tingkat tinggi sebagai respons terhadap infeksi

mikroba patogen.Senyawa yang merupakan bagian dari mekanisme tersebut dapatdianalogikan dengan antibody yang terbentuk sebagai respons imun pada hewan(Yoshikawa&Sugimito, 1993).Kegunaan elisitasi yaitu merangsang suatu tanaman untuk menghasilkan fitoaleksin.Suatu tanaman dapat menghasilkan fitoaleksin jika tanaman tersebut mendapatkancekaman. Cekaman tersebut dapat berupa serangan ataupun perlukaan pada seltanaman. Sel tersebut akan merespon serangan dengan mekanisme pertahanan, dan zatyang dihasilkan dari mekanisme pertahanan tersebut merupakan fitoaleksin.

B. Penggolongan ElisitorSenyawa yang berperan dalam proses elisitasi disebut elisitor. Elisator ada 2kelompok, yaitu elisator abiotik dan elisator biotic.1. Elisitor abiotik, bisa berasal dari senyawa anorganik , radiasi secara fisik, seperti

ultraviolet, logam berat, dan detergen2. Elisator biotik dapat dikelompokkan dalam elisator endogen,dan elisator

eksogen,yaitu :a) Elisator endogen, umumnya berasal dari bagian tumbuhan itu sendiri, seperti

bagian dari dinding sel (oligogalakturonat) yang rusak. Rusaknya dinding selini, disebabkan oleh suatu serangan pathogen. Dinding sel yang rusak danterluka oleh karena aktivitas enzim hidrolisis dari serangan pathogen.

b) Elisator eksogen, bisa berasal dari dinding jamur misalnya kitin, atau glukan.Selain itu dapat berupa senyawa yang disintesis, misalnya protein (enzim)(Salisburry & Ross. 1996).

Elisitor mengaktifkan gen dalam tumbuhan yang mengkode enzim yang diperlukanuntuk sintesis fitoaleksin. Elisitor selain menginduksi pembentukan fitoaleksin jugameningkatkan berbagai metabolit sekunder dan enzim lain. Pada kultur kalus dankultur sel penambahan elisitor juga dapat menginduksi senyawa metabolit sekunderyang bukan fitoaleksin (Eilert et al. 1986).Setiap tipe elisitor berdasarkan karakteristiknya masing-masing dapat menginduksirespon spesifik yang tergantung pada interaksi kultur tumbuhan dan elisitor. Elisitorbiotik berasal dari makhluk hidup, dari patogen atau dari tumbuhan itu sendiri.Elisitor abiotik berupa faktor fisik atau senyawa kimia.Contoh elisitor abiotik berupasenyawa kimia contohnya yaitu asam salisilat. Selain itu elisitor abiotik yaitu biasa

berasal dari senyawa anorganik dan radiasi secara fisik seperti UV (ultraviolet), logamberat dan detergen (Vasconsuelo & Boland. 2007).

C. Metode Elisitasi1. Persiapan alat dan medium

a) Pemilihan medium untuk induksi kalusb) Disiapkan Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang akan digunakan disiapkan terlebih dahulu, bahandiidentifikasi bagian yang dianggap mengandung metabolit sekunder

c) Sterilisasi medium dan alat-alat yang akan digunakan di autoklaf pada suhu121oC pada tekanan 15 Psi selama 15 menit

d) Alat-alat selanjutnya disrerilisasi dalam oven pada suhu 170oC selama 1 jam2. Persiapan eksplan

a) Pemilihan eksplanb) Eksplan yang digunakan dicuci terlebih dahulu di bawah air mengalir selama

15 menit3. Sterilisasi eksplan

a) Direndam dalam etanol 70% selama 6 menitb) Dibilas dengan aquades sterilc) Dimasukkan dalam LAF/kotak pemindahan beraliran udara

4. Diinduksi kalusa) Penanaman dan induksi kalus dilakukan di dalam LAFb) Medium induksi kalus yang telah siap tanam, alat-alat dan eksplan yang sudah

steril dimasukkan dalam LAFc) Setelah penanaman semua botol kultur disimpan dalam ruang kultur pada suhu

kamard) Kalus yang terbentuk di subkulturkan untuk perbanyakan sampel dan sebagai

cadangan untuk penelitian5. Penyiapan elisitor

Ditambahkan dalam konsentrasi kecil ke dalam aquades steril, kemudiandisterilisasi dengan autoklaf. Jika yang digunakan jamur/bakteri, dipanen padafase stasioner dengan cara membuat kurva pertumbuhan mikroba.Kemudiandisterilkan dan dimurnikan dengan autoklaf.

6. Tahap selanjutnya

a)Elisitasi dilakukan dengan cara aseptik, dengan menambahkan elisitor padakonsentrasi tertentu pada kulturagregat/suspensi sel

b)Dilakukan pemanenan pada saat terjadi perubahan warna menjadi kecoklatan,warna kecoklatan menandakan bahwa senyawa metabolit sekunder tersebutmengandung fenol. Selain perubahan warna, diukur berat kering biomassayang menandakan adanya akumulasi metabolit sekunder pada medium dankalus sehingga siap untuk dipanen. Pemanenan metabolit sekunder padamedium dan kalus.

c)Analisis kualitatif dan kuantitatif kandungan metabolit sekunder.

BAB IIIPEMBAHASAN

3.1 PENGARUH ELISITASI DALAM MENINGKATKAN PRODUKSISENYAWA METABOLIT SEKUNDER PADA KULTUR JARINGANTANAMANHubungan elisitasi dengan teknik kultur jaringan tanaman memberikan korelasipositif. Elisitor dalam hal ini merupakan serangan atau pemacu yang dapatmeningkatkan metabolit sekunder yaitu dengan cara perlukaan baik secara endogenmaupun eksogen. Misalnya pada perlukaan secara endogen yaitu keluarnya asamjasmonic sehingga selnya merespon bahwa telah terjadi luka, kemudian sel tersebutmengeluarkan pertahanan dirinya yang disebut fitoaleksin (senyawa antibiotik yangmempunyai berat molekul rendah, dan dibentuk pada tumbuhan tinggi sebagairespons terhadap infeksi mikroba pathogen). Pada perlukaan secara eksogen, misalnyaterjadi infeksi akibat mikroba patogen. Akibatnya dinding sel menjadi rusak lalu adamekanisme dari fitoaleksin untuk meregenerasi sel-sel yang rusak tersebut.Metode elisitasi digunakan saat kita ingin memproduksi metabolit sekunder yangmenghasilkan fitoaleksin dan enzim spesifik penghasil metabolit sekunder sertamedium paling tepat sudah diketahui agar berhasil meningkatkan produksi metabolitsekunder. Serta menghasilkan biomassa dalam jumlah besar dan dalam waktu yangrelatif singkat yang jika secara konvensional tidak bisa dilakukan.Waktu penggunaan metode elisitasi :1. Ketika penggunaan metode kultur jaringan konvesional (kultur suspensi, kultur

sel, dsb) memberikan hasil metabolit yang tidak optimal (sedikit).2. Sudah diketahui enzim spesifik penghasil metabolit sekuder serta medium paling

tepat agar berhasil meningkatkan produksi metabolit sekunder.Alasan pemilihan metode elisitasi :1. Beragam sistem kultur sel pada tanaman tidak memberikan metabolit yang

bernilai tinggi (Amid dan Jamal,2009).2. Dibandingkan dengan berbagai macam metode untuk meningkatkan produksi

metabolit sekunder seperti optimasi media,cell line selection, cellimmobilization,penambahan precursor,transformasi genetic,kultur rambutakar;elisitasi merupakan metode yang paling berhasil memproduksi metabolitsekunder dalam kultur sel dari berbagai tanaman (Amid dan Jamal,2009).

Pengaruh Elisitasi :Pada proses elisitasi, walau terjadi peningkatan asupan hara tetapi pertumbuhantanaman terhambat. Hal ini dikarenakan tumbuhan memerlukan banyak energi untukmembentuk metabolit sekunder sebagai pertahanan diri atas serangan patogen. Elisitormengaktifkan gen dalam tumbuhan yang mengkode enzim yang diperlukanuntuk sintesis fitoaleksin. Elisitor selain menginduksi pembentukan fitoaleksin jugameningkatkan berbagai metabolit sekunder dan enzim lain. Pada kultur kalus dankultursel penambahan elisitor juga dapat menginduksi senyawa metabolitsekunder yang bukan fitoaleksin (Eilert et al. 1986). Salah satu pengaruh yangditimbulkan oleh elisitor adalah adanya depolarisasi sel tumbuhan yang berartiaktivasi saluran ion endogen oleh elisitor. Elisitor juga dapat membentuk porisehingga memungkinkan ion menembus membran tanpa perlu terikat pada reseptordan aktivasi saluran ion (Kluasener & Weiler 1999). Isaac (1992) menyatakan bahwaelisitor dapat menginduksi akumulasi metbolit sekunder dalam jaringan tumbuhandengan menstimulasi sintesis mRNA melalui peningkatan laju transkripsi gen-genterlibat.Beberapa faktor yang mempengaruhi kandungan metabolit sekunder dalam kulturyang dielisitasi antara lain:

a. Jenis elisitorBerikut contoh jenis elisitor yang digunakan:Asam jasmonik merupakan salah satu elisitor abiotik yang banyak digunakan.Asam jasmonik adalah senyawa alami yang disintesis oleh tumbuhan sebagai responterhadap adanya serangan patogen. Asam jasmonik berperan dalam menginisiasitranskripsi gen-gen yang terlibat dalam mekanisme pertahanan pada tumbuhan.Senyawa ini merupakan senyawa pengatur penting yang mempengaruhi respon dansignal tumbuhan yang bekerja dalam penghambatan atau aktivasi suatu hubungan(Norbert et al. 2007). Hasil akhir dari proses ini adalah produksi senyawametabolit sekunder terutama senyawa yang terlibat dalam mekanisme pertahananpada tumbuhan (Gundlach et al. 1992).Hal ini menjadi dasar penggunaan asamjasmonik dan derivatnya sebagai elisitor pada berbagai kultur invitro tanamandalam rangka peningkatan produksi metabolit sekunder.Penambahan Cu dalam kultur in-vitro sampai dosis tertentu dapat memengaruhiakumulasi metabolit sekunder, hal ini disebabkan karena ion logam Cu 2+ dapatberfungsi sebagai pemacu terhadap aktivitas lipoxigenase, membran sel dan Ca dalam

sitosol sehingga berpengaruh pada metabolisme, hasil metabolit dan pertumbuhan sel.Peran elisitor dan Cu dalam sintesis metabolit sekunder dapat menginduksi asamaskorbat dan Flavan-3-ol lewat stimulasi (Saptarini, 1994). Penggunaan ion logam Cu2+ diperlukan karena berperan dalam proses enzimatis seperti cytochrom oxidase,ascorbic acid oxidase dan laccase dan reaksi oksidasi-reduksi. (Sutini et al, 2008)

b. Konsentrasi elisitorKonsentrasi elisitor merupakan salah satu faktor pembatas yang menentukankandungan metabolit sekunder pada kultur jaringan yang dielisitasi. Hal inimenunjukkan bahwa pada membran plasma terdapat reseptor untuk elisitor denganjumlah tertentu, sehingga untuk meningkatkan kandungan katarantin diperlukankonsentrasi elisitor yang optimum (Buitelaar et al., 1991).

c. Waktu kontak elisitor dengan sel tumbuhanWaktu kontak antara elisitor dan reseptor memerlukan waktu yang optimum hinggadihasilkan metabolit sekunder yang optimum. Waktu elisitasi tersebutmenggambarkan lamanya waktu yang diperlukan sel untuk melangsungkan jalurmetabolit sekunder hingga terbentuknya suatu produk (Buitelaaret al., 1991)

d. Galur sel yang digunakane. Waktu penambahan elisitor dan fase pertumbuhan sel dalam kultur

Jumlah elisitor yang ditambahkan ke dalam kultur sel biasanya sangat kecil danditambahkan pada tahapan pertumbuhan kultur tertentu (Collin & Edward 1998).

f. Nutrient yang digunakan dalam medium

3.2 KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN ELISITASI1. Keuntungan

Elisitasi memiliki banyak keuntungan diantaranya:a) Merangsang tanaman untuk memproduksi fitoaleksin untuk pertahanan dirinya,b) Memproduksi metabolit sekunder dalam skala besar yang relatif singkat,c) Menginduksi sintesis dan aktivitas enzim, serta ada peningkatan secara nyata bagi

senyawa yang diharapkan.2. Kerugian

a) Prosedur kompleks, misal untuk mendapatkan hasil maksimum diperlukan kulturdengan dua tahap. Dua tahap elisitasi : Menurut Yu.et.al (2000) elisitasi melaluidua tahap proses yaitu pertama medium pertumbuhan tanpa elisitor untukbiomassa maksimum sedangkan pada tahap kedua Jaringan akar rambut yang

terakumulasi ditransfer kedalam medium yang mengandung elisitor sebagaimedium produksi yang membatasi pertumbuhan tetapi merangsang biosintesisalkaloida.

b) Kadar konsentrasi elisitor harus optimum,Konsentrasi elisitor adalah titik kritisdalam keberhasilan elisitasi. Jika penambahan kurang tepat malah akanmengurangi produksi metabolit sekundernya.

c) Sulit untuk meningkatkan produksi dua atau lebih metabolit sekunder yang kitainginkan dalam satu sistem elisitasi.

d) Tidak semua metabolit sekunder yang dihasilkan berupa fitoaleksin sehinggadapat mengganggu peningkatan produksi metabolit sekunder.

e) Pemberian elisitor yang menyebabkan luka sehingga nutrisi yang terdapat dalamtanaman digunakan untuk menutupi luka, akibatnya tidak ada nutrisi yangdigunakan untuk pertumbuhan sel. Serta jika penambahan elisitor terlalu banyak,justru akan mengurangi pertumbuhan sel, hal itu disebabkan adanya pengaruhfeedback inhibition.

f) Membutuhkan senyawa spesifik untuk setiap metabolit sekunder (Verpoorte etal,1994).

BAB IVPENUTUP

4.1 KESIMPULANElisitasi merupakan penimbulan, atau perekayasaan proses dengan penambahan suatuelisator, pada sel tumbuhan dengan tujuan menginduksi dan meningkatkanpembentukan metabolit sekunder. Senyawa yang berperan dalam proses elisitasidisebut elisitor.Elisitor dalam hal ini merupakan serangan atau pemacu yang dapat meningkatkanmetabolit sekunder yaitu dengan cara perlukaan baik secara endogen maupuneksogen.Beberapa faktor yang mempengaruhi kandungan metabolit sekunder dalam kulturyang dielisitasi antara lain macam elisitor, konsentrasi elisitor, waktu kontak elisitordengan sel tumbuhan, galur sel yang digunakan, waktu penambahan elisitor dan fasepertumbuhan sel dalam kultur, serta nutrien yang digunakan dalam medium.

4.2 SARANPerlu dilakukan review lebih mendalam lagi mengenai jenis-jenis elisitor yangdigunakan dan pengaruhnya terhadap produksi metabolit sekunder melalui kulturjaringan tanaman.

DAFTAR PUSTAKA

Collin HA, Edwards S. 1998. Plant Cell Culture. UK : BIOS Scientific PublisherDewick, P.M. 1999. Medicinal Natural Products. A Biosynthetic Approach. England: John

Wiley & Sons Ltd.Eilert U, Constabel F, Kurz WGW. 1986. ElicitorStimulation of Monoterpene Indole

Alkaloids Formation in Suspension Culture of Catharanthus roseus. Journal ofPlant Physiology 126.

Flocco CG, Alvarez MA, Giulietti AM. 1998. Peroksidase Production in VitrobyArmoracia lapathifolia (horseradish)transformed root cultures: Effect ofElicitation on Level and Profile of Isoenzymes. Biotechnol. Appl. Biochem23:33- 38.

Habibah, Noor Aini. 2009. Efektivitas Penambahan Elisitor Asam Jasmonik DalamPeningkatan Sintesis Senyawa Bioaktif Andrografolid Pada Kultur Suspensi SelSambiloto. Biosaintifika Vol. 1, No.1, Maret 2009, Hal. 11 18

Isaac, S. 1992. Fungi plant interaction. London: Chapman and Hall Publ.Mariska, Ika. 2013. Metabolit Sekunder: Jalur Pembentukan Dan Kegunaannya. Diakses

Melalui Http://Biogen.Litbang.Deptan.Go.Id/Index.Php/2013/08/Metabolit-Sekunder-Jalur-Pembentukan-Dan-Kegunaannya/

Mukarlina, Dkk.2006. Pengaruh Pemberian Elisitor Homogenat Jamur PythiumPhanidermatum (Edson) Fitzp. Terhadap Kandungan Ajmalisin Dalam Kultur AkarCatharantus Roseus (L) G. Don. Jurnal Matematika Dan Sains, Juni 2006, Vol. 11No. 2

Pandiangan, Dingse. 2011. Peningkatan Produksi Katarantin Melalui Teknik Elisitasi PadaKultur Agregat Sel Catharanthus Roseus. Jurnal Ilmiah Sains Vol. 11 No. 2, Oktober2011

Purwianingsi, Widi Dan Yanti Hamdiyati. Metode Elisitasi Menggunakan RagiSacharomyces Cerevisiae H. Untuk Meningkatkan Kandungan Bioaktif Kuinon KalusMorinda Citrifolia L. (Mengkudu). Bandung: Prodi Biologi, Jurusan PendidikanBiologi Fpmipa, Universitas Pendidikan Indonesia.

Salisbury BF dan Ross WC, 1996. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: ITB. Terjemahan Diah RLukman dan Sumaryono,

Strohl, W.R. 1997. Biotechnology of Antibiotics, 2nd Edition, Revised and Expanded. NewYork: Marcel Dekker Inc.

Sutini B, Dkk. 2008. Meningkatkan Produksi Flavan-3-Ol Melalui Kalus Camellia SinensisL. Dengan Elisator Cu2+. Berk. Penel. Hayati: 14 (3944), 2008

Vasconsuelo A and Boland R. 2007. Molecularaspects Of The Early Stages Of ElicitationOf Secondary Metabolites In Plants. ScienceDirect. Plant Science 172.

Verpoorte, R. and R. van der Heijden. 1991. Plant biotechnology for the production ofalkaloids : Present status and prospects, 1991, in Brossi A.(ed). Sandiego: AcademicPress Inc.

Wink, M. 1999. Function of Plant Secondary Metabolites and Their Exploitation inBiotechnology. Annual Plant Review, Vol. 3

Yoshikawa M, Sugimoto K. 1993. A Specific Binding Site on Soybean Membranes for aPhytoalexin Elicitor Released from Fungal Cell Wall by b-1,3 Endoglucananse.Plant Cell Physiology 34 (8)

review jurnal

Documents