APLIKASI MIKROBIOLOGI DI BIDANG FARMASI KELOMPOK 3 Fakultas Farmasi Unpad, Jatinangor
ANGGOT ANG GOTA A KELOMPOK KELOMPOK ■
Florencia Irena K (260110160122)
■
Rusydina Sabila (2601101 (260110160123) 60123)
■
Aurizal Risandy Irawan (26011016013 (260110160132) 2)
■
Albert Thengio (260110160133)
■
Rezkia Azka (2601101601 (260110160134) 34)
■
Dewi Sarah (26011016013 (260110160136) 6)
■
Alda Anjella (2601101601 (260110160137) 37)
■
Fanny Seftiani (26011016015 (260110160158) 8)
■
Anggun Nurlatifah (26011016016 (260110160161) 1)
OUTLINE ASAM ORGANIK
PENDAHULUAN
VITAMIN DAN ASAM AMINO
BIOTEKNOLOGI
UJI BATAS MIKROBA Aplikasi Mikrobiologi di Bidang Farmasi
Aplikasi Mikrobiologi di Bidang Farmasi
ANTIBIOTIK
VAKSIN
STEROID
ENZIM
PERAN BAKTERI, JAMUR, DAN KHAMIR
ALKALOID ERGOT
PROTEIN MANUSIA
PENDAHULUAN Mikrobiologi merupakan cabang ilmu dari biologi yang khusus mempelajari jasad-jasad renik. Mikrobiologi berasal dari bahasa Yunani (micros, kecil, bios , hidup, dan logos, pengetahuan) sehingga secara singkat dapat diartikan bahwa mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari tentang mahluk-mahluk hidup yang kecil-kecil. Mahluk-mahluk hidup yang kecil-kecil tersebut disebut juga dengan mikrooprganisme, mikrobia, mikroba, atau jasad
BIOTEKNOLOGI Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, para ahli telah mulai mengembangkan bioteknologi dengan memanfaatkan prinsip-prinsip ilmiah melalui penelitian. Bioteknologi modern merupakan Bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA, selain memanfaatkan dasar mikrobiologi dan biokimia. (Harti, 2015)
BIOTEKNOLOGI (Lanjutan) Terdapat banyak contoh penggunaan mikroorganisme dalam bioteknologi, diantaranya yaitu : pemanfaatan rekayasa genetika, produksi hormon, enzim, antibiotik, gas methana, MSG, dan lain-lain serta didukung oleh bidang ilmu lain seperti biokimia, teknik kimia (Harti, 2015). Dalam perkembangannya, mikroba sangat berperan dalam kemajuan bioteknologi. Hal ini disebabkan karena materi genetika mikroba masih sederhana, sehingga mudah dimanipulasi untuk disisipkan ke gen yang lain. Disamping itu, karena materi genetik mikroba dapat berperan sebagai vektor (plasmid) yang dapat memindahkan suatu gen dari kromosom organisme ke gen organisme lainnya. Misalnya terapi gen pada penderita gangguan liver. Terapi ini dapat dilakukan secara ex-vivo maupun in-vivo (Moustafid,
Peran Bakteri di Bidang Industri Farmasi Bakteri merupakan mikroorganisme yang berukuran sangat kecil. Seperti yang telah dijelaskan di atas, bakteri ada yang bersifat patogen dan non-patogen. Bakteri yang bersifat pathogen yaitu bakteri yang berbahaya karena pembawa penyakit. Tapi tentunya tidak semua bakteri bersifat pathogen, hanya sebagian kecil. Sedangkan yang lain bersifat non-patogen atau menguntungkan. Bakteri inilah yang kita menfaatkan dalam bidang farmasi untuk pembuatan obat. Tetapi, bakteri pathogen juga bisa menguntungkan jika kita tahu cara memanfaatkannya. Misalnya pembuatan antibiotik.
ANTIBIOTIK ■
Antibiotika adalah suatu zat yang dihasilkan oleh organisme tertentu dan berfungsi untuk menghambat pertumbuhan organisme lain yang ada di sekitarnya.
■
Antibiotika dapat diperoleh dari jamur atau bakteri yang diproses dengan cara tertentu.
■
Pembuatan antibiotik dengan fermentasi.
dilakukan
ANTIBIOTIK (Lanjutan) Proses fermentasi penisilin didahului oleh tahapan seleksi strain Penicillium chrysogenum pada media agar dan perbanyakan. Jamur Penicillium notatum dan Penicillium crysogenum mengeluarkan zat penisilin yang dapat mematikan bakteri yang hidup disekitarnya. Karena kemampuannya zat penisilin dibuat sebagai antibiotik.
STEROID ■
Sintesis steroid seperti kotison memerlukan lebih dari 35 langkah, sehingga steroid sangat mahal untuk diperoduksi secara kimiawi. Hal ini dapat diatasi dngan pemanfaatan mikroorganisme. Penggunaan mikroorganisme untuk mengganti proses kimiawi ini dikenal dengan istilah biokomversi.
■
Kesulitan utama pada sintesis kortison adalah introduksi atom oksigen pada cincin steroid nomor 11. Fungi Rhizopuz arrhizus menghidroksilasi progesteron membentuk steroid koteksolon untuk membentuk hidrokortison dengan mengintroduksi oksigen pada posisi nomor 11.
■
Bentuk tranformasi lain dari inti steroid dilakukan oleh mikroorganosme melalui proses hidrogenasi, dihidrogenasi, epoksidasi, dan penambahan serta penghilangan rantai samping.
VAKSIN ■
Vaksin adalah bahan antigenik yang digunakan untuk menghasilkan kekebalan aktif terhadap suatu penyakit sehingga dapat mencegah atau mengurangi pengaruh infeksi oleh organisme lain.
■
Dapat berupa galur virus atau bakteri yang telah dilemahkan sehingga tidak menimbulkan penyakit yang dapat juga berupa organisme mati atau hasil-hasil pemurniannya (protein, peptida, partikel serupa virus, dsb).
■
Vaksin akan mempersiapkan sistem kekebalan manusia atau hewan untuk bertahan terhadap serangan patogen, juga bisa membantu sistem kekebalan untuk melawan sel-sel degeneratif (kanker).
VAKSIN (Lanjutan) Contoh vaksin yang mudah dikembangkan adalah pembuatan virus polio inaktif. Mikroorganisme yang digunakan adalah Poliovirus yang merupakan virus RNA kecil yang terdiri atas tiga strain berbeda. Proses produksi vaksin inaktif polio secara umum melalui penyiapan medium (sel vero) untuk pengembangbiakan virus, penanaman atau inokulasi virus, pemanenan virus, pemurnian virus dan inaktivasi virus.
VITAMIN DAN ASAM AMINO ■
Beberapa vitamin dapat diproduksi melalui fermentasi mikroorganisme, dan digunakan sebagai suplemen makanan. Misalnya vitamin B12 dapat diproduksi sebagai produk samping pada fermentasi antibiotik oleh Streptomyces. Vitamn B12 juga diperoleh dari fermentasi Propionibacteriaum shermanii atau Paracoccus denitrificans.
■
Masalah utama produksi asam amino komersial melalui fermentasi mikroorganisme adalah adanya mekanisme alam kontrol pengaturan mikroorganisme yang membatasi jumlah asam amino yang dihasilkan dan dilepaskan dari sel. Masalah ini dapat diatasi dengan strain mikroorganisme yang direkayasa secara genetis sehingga tidak memiliki mekanisme kontrol seperti strain asli (wild type)
■
Manusia memerlukan berbagai macam asam amino, termasuk lisin. Konsentrasi lisin dalam padi-padian tidak cukup banyak untuk memenuhi kebutuhan nutrisi manusia. Lisin diproduksi melalui fermentasi mikroorganisme, sehingga dapat digunakan sebagai suplemen makanan bagi manusia dan sebagai bahan tamabahan pada sereal. Metionin juga diproduksi melalui sintesis kimia dan digunakan sebagai suplemen makanan.
■
Produksi
lisin
dari
karbohidrat
menggunakan
ASAM ORGANIK ■
Beberapa asam organik seperti asam asetat, asam glikonat, asam sitrat, asam giberelat, dan asam laktat dhasilkan melalui fermentasi mikroorganisme.
■
Asam glukonat diperoduksi oleh berbagai bakteri termasuk spesies acetobater dan oleh beberapa fungsi seperti penisilium dan aspergillus. Aspergillus neger mengoksidasi glkosa menjadi asam glukonat dalam reaksi enzimatik tunggal oleh enzim glukosa oksidase.
■
Asam sitrat diproduksi oleh aspergillus niger dengan molases sebagai substrat fermentasinya.
■
Asam giberelat ( gibberellic acid) diproduksi oleh fungi Gibberella fujikuroi. proses fermentasinya memerlukan media glukosa-garam mineral, temperatur inkubasi berkisar pada 25°C dengan pH asam.
■
Asam laktat diproduksi oleh lactobasillus delbrueckii, spesies lactobasilus lainnya, streptococcus, dan leuconustoc. Media yang digunakan dalam fermentasi asam laktat ini memerlukan glukosa 10-15%, kalsium karbonat 10% untuk menetralisasi asam laktat
ENZIM ■
Protease adalah enzim yang menyerang ikatan peptida molekul protein dan membentuk fragmen-fragmen kecil peptida. Strain rekombinan Basillus sp. GX6644 mensekresikan alkalin protease yang sangat aktif terhadap protein kasein susu.
■
Produksi amilase menggunakan fungi Aspergillus sp. Aspergillus oryzae yang digunakan untuk memproduksi amilase dari gandum pada kultur stasioner. Bacillus subtilis dan bacillus diastaticus digunakan untuk memproduksi amilase bakteri.
■
Renin merupakan enzim penggumpal susu yang mengkatalisis koagulasi susu dalam industri pembuatan keju. Enzim ini diproduksi oleh Mucor pussilus.
■
Produksi alkene oxidan dari mikroorganisme melibatkan aksi tiga enzim yaitu piranose-2oksidase dari fungi oudmansiella
ALKALOID ERGOT ■
Alkaloid ergot pertama kali diperoleh dari sklerotium Ascomycetes, yaitu Claviceps purpurae.
■
Istilah ergot digunakan untuk menunjukkan bahwa alkaloid jenis ini dihasilkan oleh fungi.
■
Alkaloid asam glisergat hanya diproduksi oleh genus Claviceps, sedangkan alkaloid clavin ditemukan pada genus Aspergillus, penicillium, dan Rhizobium.
■
Alkaloid ergot digunakan untuk menstimulasi sistem syaraf simpatik.
PROTEIN MANUSIA ■
Rekayasa DNA dapat digunakan untuk memproduksi hormon. Hormon-hormon yang telah diproduksi, misalnya insulin, hormon pertumbuhan, kortison, dan testosteron.
■
Contohnya adalah hormon insulin manusia yang dihasilkan dengan bantuan Escherechia coli.
■
Produksi insulin dapat dilakukan dengan cara mentransplantasikan gen-gen pengendali hormon tersebut ke plasmid bakteri. Keberhasilan memindahkan gen insulin manusia ke dalam bakteri sudah dapat diperoleh, yaitu melalui bakteri-bakteri yang tumbuh dengan metode fermentasi.
■
Teknik Plasmid bertujuan untuk membuat hormone dan antibodi. Misal untuk membuat hormon insulin dengan teknik plasmid. Gen atau DNA dipotong dengan Enzim Endonuklease Restriksi Gen atau DNA disambung dengan Enzim Ligase.
Peran Bakteri di Bidang Industri Farmasi (Lanjutan) ■
Streptomyces griceus, menghasilkan antibiotik streptomisin (membunuh bakteri penyebab TBC).
■
Streptomyces aureomisin.
■
Streptomyces olivaceus, sianokobalamin vitamin B12.
■
Clostridium acetobutylicum, menghasilkan aseton dan butanol.
■
Xanthomonas campestris, menghasilkan polisakarida.
■
Cetobacter aceti, digunakan untuk membuat asam cuka.
■
Leucanostoc masenteroides, menghasilkan dekstran.
■
Lactobacillus delbruecki, penghasil asam laktat.
aureofaciens,
menghasilkan untuk
antibiotik
menghasilkan
Peran Jamur di Bidang Industri Farmasi Jamur juga memiliki peran yang besar di bidang industri farmasi. Walaupun sebagian besar jamur bersifat toxic (racun), tetapi ada juga jamur yang bisa digunakan sebagai obat. Salah satunya adalah Ganoderma yang diyakini dapat menyembuhkan segala macam penyakit. Ekstrak miselium Ganoderma yang berkhasiat anti tumor juga diyakini dapat menghambat infeksi HIV pada sel-sel manusia yang dibiakkan.
Peran Khamir di Bidang Industri Farmasi Peranan khamir di bidang industri farmasi juga tidak kalah pentingnya. Khamir dapat melakukan proses fermentasi gula. Kemampuan khamir memfermentasi gula ditentukan oleh adanya system transport untuk gula dan system enzim yang dapat menghidrolisis gula dengan akseptor elektron alternatif selain oksigen, pada kondisi anaerob fakultatif.
Uji Batas Mikroba ■
Dilakukan untuk memperkirakan jumlah mikroba aerob viabel di dalam semua jenia perbekalan farmasi, mulai dari bahan baku hinga sediaan jadi
■
Untuk menyatakan bahwa perbekalan farmasi tersebut bebas dari spesies mikroba tertentu
■
Pengerjaan harus dilakukan secara aseptik
■
Jika tidak dinyatakan lain, “inkubasi ” adalah menempatkan wadah di dalam ruang terkendali secara termostatik pada suhu antara 30 – 35°C selama 24 – 48 jam
■
Istilah “tumbuh” ditujukan untuk pengertian adanya dan kemungkinan adanya perkembangan mikroba viabel
Produksi Farmasi Steril Syarat steril : Sterility Assurance Level dengan probabilitas sama atau lebih baik dari 10-6. (dalam 1 juta sediaan steril hanya boleh max 1 yang tidak steril).
Produk Farmasi Non-Steril Tidak mengandung mikroba yang dapat menyebabkan infeksi akibat penggunaan obat tersebut (medication-borne infection)
DAFTAR PUSTAKA ■
Abbas AK, Lichtman AH. Antibodies and antigens. In: Schmitt WR, Krehling H, editors. Cellular and molecular immunology. 5th ed. Philadelphia: Elsevier Saunders; 2005. p. 43-64.
■
Adams, M.R, Maurice O Moss, Peter McClure. 2015. Food Microbiology 4th Edition. London : Royal Society of Chemistry.
■
Atlas, R.M., Brown, A.E., Debra, K.W., dan Lionas, M. 1989. Experimental Microbiology Fundamental and App lication. New York : Mac Millan Publishing Company.
■
Batrowne, L.M. dan Szenthe, N.A. 1989. Labory Manual for Microbiology . Canada : Departement of Chemistry, Uiversity of Alberta.
■
Betina, V. 1983. The Chemistry and Biology of Antibiotics. New York : Scientific Publishing Company.
■
Crueger, W. dan Crueger, A. 1988. Biotechnology : Textbook of industrial Mikcrobiology . New York : Madison Inc.
■
Gibbons, S. dan Gray, A.l. 1998. Isolation by Planar Chromatography . New Jersey : Natural Product Isolation Human Press.
■
Griffin, S. dan Gray, D.H. 1981. Fungal Physiology . New York : John Wiley and Sons Inc.
■
Harti, Agnes Sri. 2015. Mikrobiologi Kesehatan : Peran Mikrobiologi Dalam Bidang Kesehatan. Bandung : Andi Publisher.
■
Huga, W.B.,dan Russel, A.D. 2000. Pharmaceutical Microbiology . London : Blackwell Scientific Publication.
■
Moustafid, Buhairi Rifqa. 2016. Hubungan Mikrobiologi dengan Ilmu Bioteknologi. Tersedia online di http://www.tafshare.com/2016/04/hubungan-mikrobiologi-dengan-ilmu-bioteknologi.html. (diakses 14 Mei 2017).
■
Pratiwi, Sylvia. 2008. Mikrobiologi Farmasi. Erlangga : Jakarta.
THANK YOU
