Antibiotik Peptida : Polymyxyn

Antibiotik merupakan zat aktif yang berasal dari mikroorganisme ataupun sintesis (buatan) yang dapat digunakan dalam konsentrasi rendah untuk menghambat atau membunuh organisme, baik bakteri, Mycoplasma maupun protozoa. Secara khusus antibiotik digunakan untuk pengobatan penyakit infeksi. Antibiotik bekerja dengan cara menekan atau memutus mata rantai metabolisme dalam tubuh mikroorganisme. Berbeda dengan desinfektan yang membasmi bibit penyakit dengan menciptakan lingkungan yang tidak sesuai bagi bibit penyakit tersebut.

Karakteristik suatu antibiotik yaitu memiliki aktivitas menghambat (bakteriostatik) atau membunuh (bakterisid) mikroorganisme patogen. Toksisitas antibiotik juga bersifat selektif. Antibiotik dalam dosis tepat akan mampu secara aktif membunuh bibit penyakit dan mempunyai indeks terapi yang relatif aman. Ada bermacam-macam antibiotik salah satunya adalah antibiotik Peptida. Antibiotik ini bekerja aktif membunuh (bakterisid) bakteri Gram (-) dengan cara merusak atau menghambat membran sel. Antibiotik golongan peptida merupakan sistem pertahanan dari semua bentuk kehidupan beberapa makluk hidup dari mikroorganisme, tanaman, spesies invertebrata dan vertebrata termasuk mamalia. Dalam banyak hal, peran utama antibiotik peptida adalah untuk membunuh mikroba patogen musuh, disamping itu ada beberapa antibiotik peptida yang berfungsi sebagai  respon sistem kekebalan dari organisme derajat yang lebih tinggi seperti mamalia (Jenssen, et.al  2006)

Sintesis peptida dilakukan dengan  menggabungkan gugus karboksil salah satu asam amino dengan gugus amina dari asam amino yang lain. Sintesis peptida dimulai dari C-terminus (gugus karboksil) ke N-terminus (gugus amin), seperti yang terjadi secara alami pada organisme. Namun, untuk mensintesis peptida, tidak semudah mencampurkan asam amino begitu saja. Seperti contohnya: mencampurkan glutamine (E) dan serine (S) dapat menghasilkan E-S, S-E, S-S, E-E, dan bahkan polipeptida seperti E-S-S-E-E. Untuk menghindari asam amino berikatan tidak terkendali, perlu dilakukan perlindungan dan kontrol terhadap ikatan peptida yang akan terjadis sehingga ikatan yang terbentuk sesuai dengan yang diinginkan. Langkah-langkah sintesis peptida adalah sebagai berikut: asam amino ditambahkan gugus proteksi. Kemudian asam amino yang diproteksi dilarutkan dalam pelarut seperti dimetyhlformamide (DMF) yand digabungkan dengan coupling reagents dipompa melalui kolom sintesis. Grup proteksi dihilangkan dari asam amino melalui reaksi deproteksi. Kemudian pereaksi deproteksi dihilangkan agar tercipta suasana penggabungan yang bersih. Coupling reagents, contohnya N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCCI), membantu pembentukan ikatan peptida. Setelah reaksi coupling terbentuk, coupling reagents dicuci untuk menciptakan suasana deproteksi yang bersih. Proses proteksi, deproteksi, dan coupling ini terus dilakukan berulang-ulang hingga tercipta peptida yang diinginkan.

Kurang lebih 800 antibiotik golongan peptida telah ditemukan dan dipelajari oleh beberapa peneliti, sebagian dari antibiotik peptida tersebut telah masuk dalam uji klinik dan telah digunakan dalam beberapa obat klinik seperti actinomycin, gramicidine, bacitracin, polymyxyn, tyrocidine, dan masih banyak lagi antibiotik peptida lainnya (Dubin et.al  2005).

Dalam paper ini akan menjelaskan tentang polymyxin. Polymyxin merupakan golongan peptida basa dan merupakan salah satu dari lima antibiotik polipeptida yang berasal dari berbagai spesies dari  kelompok Bacillus bakteri tanah yang aktif terhadap bakteri gram negatif seperti Escherichia coli dan Pseudomonas aeruginosa. Polymyxin dapat diberikan secara oral, topikal atau parenteral, termasuk intrathecally dan intraperitoneal. Polymyxin mengerahkan efeknya pada membran sel bakteri dengan mempengaruhi fosfolipid dan mengganggu fungsi membran dan permeabilitas, yang menyebabkan kematian sel. Polymyxins lebih efektif terhadap Gram-negatif daripada Gram-bakteri positif dan efektif terhadap semua bakteri Gram-negatif kecuali Proteus spesies. Antibiotik ini bertindak sinergis dengan sulfonamid potentiated, tetrasiklin dan antimikroba tertentu lainnya. Polymyxin juga membatasi aktivitas endotoksin dalam tubuh cairan dan oleh karena itu, mungkin bermanfaat dalam terapi untuk endotoksemia.

                                                   Gambar 1. Struktur kimia polymyxyn

Obat ini mempunyai efek nefrotoksis yang hebat sehingga banyak di tinggalkan kecuali polymyxin E dan B yang digunakan secara klinis. Polimiksin B sulfat adalah antibiotik peptida siklik polycationic yang mengikat lipid anionik. Polimiksin B juga merupakan inhibitor selektif protein kinase C.  Mekanismenya yaitu dengan mengikat lipopolisakarida dari bakteri Gram-negatif mengarah ke permeabilitas membran sel.Hal ini mengakibatkan hilangnya ion (Fe ^{2 +,} Mn ^{2 +,} Ca ^{2 +,} Mg ^{2 +),} asam lemak tak jenuh dan polifosfat. Efek lain biologis langsung dan tidak langsung dari polimiksin B meliputi induksi apoptosis, menghalangi efek endotoksin, modulasi K +-ATP saluran, penghambatan efek phorbol-dirangsang ester rilis superoksida, penghambatan Ca2 retikulum sarkoplasma +-ATPase, dan penghambatan sekresi insulin. Polimiksin B juga  menjadi inhibitor poten dari kalmodulin (C23693), dengan IC50 dari 80 nM di hadapan 500 pM Ca2 +. Selain fungsi antibiotik, polimiksin B telah digunakan untuk membersihkan kontaminasi endotoksin dalam reagen. Polimiksin E, juga dikenal sebagai colistin, sering digunakan untuk diare pada anak-anak.  Colistin juga berguna dalam pengobatan multi-obat infeksi resisten pada pasien neutropenia kanker. Dalam pengobatan manusia ada minat baru dalam penggunaan colistin dan polimiksin B sebagai terapi untuk infeksi saluran kemih, pneumonia ventilator-terkait, cystic fibrosis dan ortopedi infeksi yang disebabkan oleh resisten multi obat Gram-negatif organisme seperti P. aeruginosa, K. pneumoniae, A. Baumannii  (Ferrari 2004)

Daftar pustaka

Dubin, A, P. Mak, G. Dubin, M. Rzychon, J. Stec-Niemczyk, B. Wladyka, K. Maziarka, D. Chmiel. 2005. New generation of peptide antibiotics. Acta Biocimica Polonica. 3:633-638.

Ferrari Davide. 2004. The Antibiotic Polymyxin B Modulates P2X 7 Receptor Function . The Journal of Immunology. 7:4652-4660.

 Jessen, H,  P. Hamill, R.E.W. Hancock. 2006. Peptide Antimicrobial Agents. Clinical Microbiology Reviews. 3: 491-511.

karbohidrat

Laporan Praktikum                             Tanggal Praktikum     : 3 Oktober 2011

Biokimia                                              Tempat            : Laboratorium Biokimia I

Waktu Praktikum        : Siang (13.00-16.00)

PJP                   : Waras Nurcholis, M.Si

Asisten            :

                            Rezsa Berri P.

    An-nisa Rosiyana   

                                                                                        Restu Rahayu

KARBOHIDRAT

 

                                                                 

Disusun oleh :

Rizky Cahya Windari (G34100040)

Sandi Yuda Pratama   (G34100092)

Departemen Biokimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Pertanian Bogor

2011

Pendahuluan

Karbohidrat merupakan suatu golongan senyawa yang terdiri dari karbon dengan hidrogen dan oksigen yang mempunyai rumus kimia C_n(H₂O)_m menyiratkan suatu “hidrat” dari karbon (Oxtoby David 2003). Klasifikasi karbohidrat pada umumnya didasarkan atas komplektisitas struktur kimia. Berdasarkan kekomplekstisitasnya karbohidrat dibedakan atas karbohidrat sederhana yaitu monosakarida dan karbohidrat majemuk yaitu olisakarida dan polisakarida (Damin 2008). Monosakarida merupakan karbohidrat yang paling sederhana. Oligosakarida mengandung dua sampai sepuluh satuan monosakarida yang terikat bersama. Polisakarida mengandung satuan monosakarida lebih dari sepuluh (Petrucci 1987) Karbohidrat juga Sebagai salah satu bahan makanan sumber energi untuk tubuh, maka karbohidrat tersebar luas di alam baik dalam jaringan hewan maupun didalam jaringan tanaman.

Percobaan karbohidrat ini akan dilakukan delapan pengujian kualitatif. Yaitu : uji Molisch untuk  mengetahui kandungan karbohidrat pada suatu larutan.Uji benedict untuk menentukan adanya gula pereduksi dalam sampel, uji barfoed  untuk membedakan monosakarida dari disakarid,. Uji fermentasi, uji selliwanoff, uji osazon, uji tauber, dan uji iod. Setelah mengamati praktikum ini akan dapat menunujukkan sifat dan struktur karbohidrat melalui uji – uji kualitatif dan dapat mengamati struktur beberapa karbohidrat melalui sifat reaksinya dengan beberapa reagen uji.

Metode Praktikum

Alat dan Bahan   :

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum kali ini di antaranya adalah tabung reaksi, pipet, pengaduk, pipet ukur, tabung reaksi, mikroskop, mortar, tabung fermentasi, kaca preparat dan papan uji. Sedangkan untuk bahan yang digunakan antara lain larutan 5% α-naftol, alkohol 95%, glukosa 1%, fruktosa1%, sukrosa1%, laktosa 1%, maltosa 1% dan  pati 1%. 1ml fosfomolibdat, ragi, NaOH, pereaksi selliwanof, arabinosa 1%, gum arab 1%. Tepung pati, tepung glikogen, dan tepung agar-agar

Prosedur  percobaan  :

Percobaan  uji Molisch menggunakan  pereaksi yang terdiri dari larutan 5% α-naftol dalam alkohol. Uji molisch ini dilakukan terhadap 6 larutan yaitu  larutan glukosa 1%, fruktosa 1%, sukrosa 1%, laktosa 1%, maltosa 1% dan  pati 1% dengan cara memasukkan larutan tersebut masing-masing sebanyak 5 ml ke dalam tabung reaksi dan ditambahkan 2 tetes pereaksi molisch. Lalu campur merata kemudian dengan perlahan-lahan tambahkan asam sulfat pekat. dan terbentuk warna yang diantara batas dua larutan tersebut. Jika warna ungu kemerahan menunjukkan reaksi positif sedangkan warna hijau menunjukkan reaksi negatif

Percobaan uji benedict dilakukan dengan memasukkan pereaksi benedict yang mengandung kupri sulfat, natrium karbonat dan natrium sitrat ke dalam tabung reaksi. Dan tambahkan 8 tetes larutan bahan yang akan diperiksa, lalu campur dan didihkan selama 5 menit. Setelah itu biarkan sampai menjadi dingin dan akan terlihat warna. warna hijau kebiruan, hijau dan kuning mengindikasikan terdapatnya gula dengan konsentrasi sektar 250, 500 dan 100 mg/dL. Sedangkan terdapatnya endapan merah bata menunjukkan konsentrasi gula sekitar 200 mg/dL.

Pengujian ketiga yaitu uji barfoed. 1 ml pereaksi barfoed dan 1 ml bahan percobaan dicampurkan kedalam tabung reaksi lalu panaskan dalam air mendidih selama 3 menit, dan dinginkan. Setelah  itu masukkan 1 ml fosfomolibdat, kocok dan amati warna yang akan terbentuk.

Uji fermentasi dilakukan dengan cara memasukkan memasukkan 20 ml larutan bahan percobaan dan 2 gram ragi roti kedalam mortar lalu gerus hingga homogen. Setelah itu, suspensi tersebut diisi kedalam tabung fermentasi sampai bagian kaki yang tertutup terisi penuh oleh cairan. Lalu tutup tabung dengan ibu jari dan di bolak balik beberapa kali. Adanya hisapan pada ibu jari menunjukkan adanya gas CO2.

Pengujian kelima yaitu uji selliwanoff. 5 ml pereaksi selliwanoff dicampurkan dengan beberapa tetes bahan percobaan. Lalu didihkan selama 30 detik atau 60 detik. Akan terbentuk cairan merah. Selanjutnya, pada Uji osazon dilakukan dengan mengamati larutan glukosa 1%, fruktosa1%, sukrosa1%, laktosa 1%, maltosa 1% dibawah mikroskop yang telah ditetesi kedalam kaca preparat.

Uji tauber dilakukan dengan memasukkan satu tetes larutan bahan percobaan dan 2 ml pereaksi Tauber kedalam tabung reaksi. Panaskan larutan tersebut dan dinginkan. warna yang terbentuk adalah warna merah ceri. Untuk memperjelas warna tersebut tambahkan sejumlah air. Pengujian ini juga dilakukan pada larutan glukosa 1%, fruktosa 1%, arabinosa 1% dan gum arab 1%.

Pengujian pada praktikum karbohirat yang terakhir adalah uji iod. Kedalam papan uji, masukkan sedikit tepung bahan percobaan yang terdiri dari tepung pati, tepung gum arab dan tepung agar-agar. Lalu tetesi dengan larutan iod encer dan dicampurkan hingga homogen. Akan terbentuk warna dari masing-masing campuran tersebut.

Hasil Pengamatan

Tabel 1 hasil uji Molisch

 

 Larutan  uji         hasil pengamatan                 keterangan :

                                                                         (+) warna ungu kemerahan

Glukosa 1%                   +                                                                

Fruktosa 1%                   +

Sukrosa 1%                    +

Laktosa 1%                    +

Maltosa 1%                    +

Pati 1%                           +

                          

Gambar 1 hasil uji molisch (kanan –kiri)

Tabel. 2 hasil uji Benedict

 

larutan uji         hasil pengamatan                               keterangan :

                                                                                     (+) terdapat gula

Glukosa 1%                +                                                ( - ) tidak terdapat gula

Fruktosa 1%               +

Sukrosa 1%                -

Laktosa 1%                +

Maltosa 1%                +

Pati 1%                       -

Gambar 2 hasil uji benedict (kiri-kanan)

Tabel. 3 hasil uji Barfoed

 

larutan uji            hasil pengamatan                            keterangan :

                                                                                    (+) terbentuk warna biru

Glukosa 1%                        +   

Fruktosa 1%                       +

Sukrosa 1%                        +

Laktosa 1%                        +

Maltosa 1%                        +

Pati 1%                               +

Gambar 3 hasil uji Barfoed (kiri-kanan)

Tabel 4 hasil uji fermentasi

 

larutan uji              menit ke-                 panjang gas               setelah penambahan NaOH

 

glukosa                       0                              0                                    ada gas CO2

                                   5                              1,3

                                   10                            2,5

                                   15                          4

                                   20                          5

Pati                            0                             0                                     ada gas CO2

                                   5                             1,5

                                   10                          3,4

                                   15                           4

                                   20                          4,8

                                   25                           5

Gambar 4 Hasil Uji Fermentasi Glukosa

Tabel 5 hasil uji selliwanoff

 

larutan uji                          warna                            hasil pengamatan

 

Glukosa 1%                 tidak berwarna                                -

Fruktosa 1%                      jingg                                         +

Sukrosa 1%                       jingga                                       +

Laktosa 1%                       jingga                                       +

Maltosa 1%                 tidak berwarna                               -

Pati 1%                        tidak berwarna                               -

 

                                  

Gambar 5 hasil uji selliwanof (kiri – kanan )

Tabel 6 hasil uji Osazon

 

larutan uji                              pengamatan                         literatur

glukosa

Fruktosa

Sukrosa

Laktosa

Maltosa

 

Tabel 7 hasil uji iod

 

larutan uji                              pengamatan                            literatur

 

Tepung Pati                            Biru pekat

Tepung Gum Arab                 Orange pekat

Tepung Agar-agar                  Coklat pekat

Gambar 7 hasil uji iod

Pembahasan

Pada Uji Molish jika larutan mengandung glukosa akan membentuk lingkaran berwarna violet (ungu) kemerahan yang artinya larutan mengandung glukosa dan fenomena tersebut terjadi pada kelima larutan coba (glukosa, fruktosa, sukrosa, laktosa, maltose, pati). Pada uji Benedict jika larutan berubah dari biru menjadi endapan merah setelah di panaskan(100⁰) maka larutan mengandung karbohidrat pereduksi hanya  larutan glukosa, fruktosa, laktosa dan pati. Pada uji Barfoed larutan monosakarida akan lebih cepat mengendap dan berwarna biru lebih pekat yaitu pada larutan glukosa dan fruktosa. Pada uji Selliwanoff larutan berwarna orange akan muncul setelah dipanaskan jika pada larutan mengandung ketosa yaitu larutan fruktosa dan sukrosa. Pada uji Iodin didapatkan kandungan amilosa pada pati, hal ini ditunjukan oleh perubahan warna menjadi biru-hitam.S

Pada uji Molish dasar uji adalah heksosa atau pentose mengalami dehidrasi oleh pengaruh H2SO4 pekat menjadi hidroksilmetilfurfural dan kondensasi aldehide yang terbentuk ini dengan a-naftol membentuk senyawa berwarna khusus untuk polisakarida dan disakarida. Reaksi terjadi tiga tahapan yaitu hidroslis polisakarida dan disakarida menjadi heksosa atau pentose, dan diikuti oleh proses dehidrasi dan kondensasi ( Sumardjo 2008 ).

Pada Uji Benedict pemanasan karbohidrat pereduksi dengan benedict akan terjadi perubahan warna dari biru menjadi kemerah-merahan dan akhirnya terbentuk endapan merah bata kupro oksida konsentrasi karbohidrat pereduksi cukup tinggi ( Sumardjo 2008 ).

Pada pemanasan karbohidrat pereduksi bufroed, terjadi reaksi karbohidrat pereduksi asam onat dan reduksi pereaksi bufroed sebagai ion cupri (CU⁺⁺) menjadi endapan kupro oksida. Pada kondisi dan konsentrasi yang sama disakarida memberikan endapan lebih lambat dari pada monosakarida ( Sumardjo 2008 ).

Pada uji Selliwanoff uji ini dipakai untuk mengujikan ketoheksosa, misalnya fruktosa. Dua tahap reaksi terjadi dalam pendidihan ini, yaitu dehidrasi fruktosa oleh HCl yang ada dalam pereaksi selliwanoff membentuk hidroksimetilfurfural dan kondensasi hidroksimetilfurfural yang terbentuk dengan resorsinol membentuk senyawa berwarna merah. Sukrosa akan mengalami hidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa dalam proses ini ( Sumardjo 2008 ).

Pada uji Osazon, Fenilhidrazin bereaksi dengan monosakarida dan beberapa disakarida membentuk hidrazon dan osazon. Hidrazon merupakan substansi yang mudah larut (soluble) dan sulit diisolasi. Sedang osazon kebalikannya, ia relatif tidak melarut dan membentuk kristal yang bentuknya spesifik untuk setiap jenis sakarida. Itulah sebabnya mengapa osazon menjadi begitu penting  dalam membantu mengidentifikasi konfigurasi struktural dari sakarida. Reaksi pembentukan osazon adalah sebagai berikut:

Aldosa + fenilhidrazin      ——→    fenilhidrazon

Fenilhidrazon + 2 fenilhidrazin  ——→   Osazon + aniline + NH₃ +H₂O

Sukrosa tidak membentuk osazon.

Pada uji dengan reagen yodium sebuah hasil warna biru-hitam jika amilum hadir. Jika amilosa pada bahan uji tidak hadir, maka warna akan tetap oranye atau kuning. Pati amilopektin tidak memberikan warna, juga tidak selulosa, juga tidak disakarida seperti sukrosa dalam gula. Ketika mengikuti perubahan dalam beberapa reaksi reduksi organik, yodium dapat digunakan sebagai indikator untuk mengikuti perubahan ion iodida dan elemen yodium. Larutan kanji larut ditambahkan. Unsur yodium hanya dihadapan ion iodida akan memberikan karakteristik warna biru hitam. Baik elemen yodium sendirian ataupun ion iodida saja akan memberikan hasil warna.

Pada pengujian Molish digunakan larutan asam sulfat (H2SO4) pekat yang fungsinya mendihidrasi senyawa heksosa atau pentose menjadi senyawa hidroksimetilfurfural. Kemudian digunakan pula larutan NaOH 10% yang berfungsi untuk mengetahui pengaruh basa teerhadap sifat reduktif dari jenis karbohidrat. Penambahan NaOH pada gula menunjukan perubahan larutan menjadi kuning bening. Hal ini disebabkan karena penambahan basa mengakibatkan terjadinya dekomposisi dan karamelisasi (pencoklatan enzimatis). Glukosa tidak stabil pada suasana basa. Karamelisasi merupakan peristiwa pencoklatan non enzimatis pada senyawa gula. Proses ini terjadi adanya degradasi gula tanpa adanya enzim. Proses karamelisasi inilah yang menyebabkan terjadinya warna kuning pada percobaan diatas. Warna kuning ditimbulkan karena gula mengalami karamelisasi dengan adanya alkali (Tranggono, 1987). Kemudian fungsi pemanasan pada suhu 100 ^oC adalah untuk mempercepat reaksi pada proses larutan uji.

Aplikasi uji karbohidrat contohnya, Reagen Benedict dapat digunakan untuk menguji kehadiran glukosa dalam urin . Glukosa ditemukan untuk hadir dalam urin merupakan indikasi dari diabetes mellitus . Setelah gula pereduksi terdeteksi dalam urin, tes lebih lanjut harus mengalami dalam rangka untuk memastikan gula hadir. Hanya glukosa merupakan indikasi diabetes.

Simpulan

Semua larutan yang diujikan yaitu glukosa, fruktosa, sukrosa, laktosa, maltosa, dan pati mengandung karbohidrat. Tetapi semua larutan tersebut memiliki komponen gula yang berbeda-beda. Serta tidak semua larutan mengandung gula pereduksi. Hasil uji iod menunjukkan bahwa hanya pati yang mengandung amilosa.

Daftar Pustaka

Oxtoby, David W. 2001. Prinsip-prinsip kimia modern. Jakarta: Erlangga.

Petrucci, Ralph. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi keempat

Jilid 3. Jakarta : Erlangga

Sumardjo, Darmin. 2008. Pengantar Kimia : Buku Panduan Kuliah Mahasiswa

Kedokteran dan Program Strata I. Jakarta: EGC.

Tranggono et al. 1987. Kimia Pangan  PAU Pangan dan Gizi. Yogyakarta: UGM