POTENSIMIKROORGANISME SEBAGAI SUMBER BAHAN OBAT ...

sumber:www.oseanografi.lipi.go.id 

Oseana, Volume XXIX, Nomor 1, Tahun 2004 : 1 - 7 ISSN 0216-1877 

POTENSIMIKROORGANISME SEBAGAI SUMBER BAHAN 

OBAT-OBATAN DARILAUT YANG DAP AT DIBUDIDAYAKAN 

Oleh 

Tutik Murniasih 

ABSTRACT 

THE POTENCY OF MICROORGANISMS AS CULTURABLE SOURCE OF DRUG 

FROM THE SEA. Since the annual number of papers on the new biomedical obtained 

from marine ancestry such as algae, coelenterates and sponges were declining, 

in contrast, searching a new metabolite from marine microorganisms were 

growing rapidly. Many researches demonstrated that microorganisms should be in 

some instances the true producers of a number of secondary marine metabolite. 

Some active substances such as okadaic acid, symplostatin 1, staurorosporea, 

dolastatin, theopalauamide, bryostatin and macrolide swinholide A isolated from 

sponges and other marine invertebrate were claimed produced by associated microorganisms. 

PENDAHULUAN 

Lebih dari setengah abad jasad renik 

yang berasal dari darat yaitu bakteri dan jamur 

merupakan sumber obat-obatan yang 

terpenting, sebagai contoh lebih dari 120 obat 

yang digunakan saat ini antara lain penicillins, 

cyclosporine A, adriamycine dan Iain-lain 

diperoleh dari mikroorganisme darat. Bahkan 

sebagian besar antibiotik berasal dari kelompok 

besar bakteri darat ordo Actinomycetales, 

namun sayangnya penemuan metabolit baru 

dari actinomycetes darat tersebut saat ini 

mengalami penurunan (KELECOM, 2002). 

Menganalogi hasil gemilang yang pernah 

dicapai oleh mikroorganisme darat, maka 

penelitian mulai tertuju pada mikroorganisme 

laut. Hal ini diawali dengan penemuan antibiotik 

cephalosporin C dan cephalosporin PI dari 

jamur Cephalosporium sp. yang diisolasi dari 

air laut sekitar pantai Sardinia (BURTON & 

ABRAHAM, 1951). Bahkan pada dua tahun 

terakhir ini penelitian tentang bahan bioaktif 

dari mikroorganisme laut meningkat dengan 

pesatnya. William Fenical dalam Simposium 

Produk Alam Laut IV melaporkan bahwa pada 

periode 1988-1997 dari 151 makalah tercatat 246 

senyawa baru yang telah ditemukan dalam 

mikroorganisme laut (FENICAL et al., 1989). 

Hal tersebut mendorong peneliti produk alam 

laut lebih antusias menangani mikroorganisme. 

Dua masalah serius yang menghambat 

pengembangan obat-obatan dari laut, yang 

pertama adalah sebagian besar senyawa aktif 

yang diisolasi dari biota laut mempunyai 

struktur yang komplek dan kuantitasnya sangat 

Oseana, Volume XXIX no. 1, 2004


sedikit, padahal untuk proses sintesis senyawa 

organik diperlukan jumlah yang cukup banyak. 

Sintesis ini sangat diperlukan karena pada 

umumnya senyawa yang diperoleh mempunyai 

toksisitas yang cukup tinggi sehingga untuk 

mengurangi toksisitas dan meningkatkan 

aktivitas dilakukan modifikasi struktur 

kimianya. 

Masalah yang kedua adalah terbatasnya 

sumber biota penghasil senyawa aktif dan 

berbagai kendala dalam budidayanya. 

Beberapa fakta membuktikan bahwa sebagian 

senyawa aktif yang diisolasi dari biota laut, 

diproduksi oleh mikroorganisme yang 

bersimbiosis dengannya. Hal ini merupakan 

angin segar untuk memecahkan kedua masalah 

tersebut. Mikroorganisme yang diisolasi baik 

dan invertebrata maupun biota laut lainnya 

dapat dikulturkan sesuai dengan jumlah yang 

kita inginkan. Agar produksi substansi aktif 

dapat dioptimalkan maka perlu memodifikasi 

lingkungan kuitivasi. Kondisi kultivasi 

mikrorganisme laut yang berbeda dengan 

mikroorganisme darat memungkinkan 

mikroorganisme laut memproduksi metabolit 

sekunder yang mempunyai struktur unik dan 

kompleks. 

Sebagai sumber bahan obat yang dapat 

diperbaharui mikroorganisme yang diisolasi 

dari lingkungan laut mempunyai prospek yang 

menjanjikan. Dalam tulisan ini dipaparkan 

tentang bagaimana peran mikroorganisme 

simbion dalam produksi metabolit sekunder,dan 

senyawa-senyawa aktif lain yang dikandung 

oleh mikroorganisme laut. 

MIKROORGANISME DARI BIOTA LAUT 

SEBAGAI SUMBER PRODUKSI 

METABOLIT SEKUNDER 

Sebagian besar he wan invertebrata laut 

merupakan sarang dari bakteri, cianobakteri 

dan jamur, yang tersimpan dalam jaringan ekstra 

maupun intraseluler (VACELET & DONADE Y, 

1977). Salahsatu biota tempat mikroorganisme 

bersimbiosis adalah spons. Spons mencari 

makanan dengan cara "filter feeder", yaitu 

dengan memompa sejumlah volume air kedalam 

tubuh melalui saluran vascular yang unik, 

sehingga air yang masuk ke tubuhnya menjadi 

steril. Sedangkan bakteri yang merupakan 

makanan spons terdapat dalam air yang 

dipompa masuk kedalam tubuh spons, tertahan 

dalam membran pinacoderm spons sebagai 

simbion. (VACELET, 1975). Populasi bakteri ini 

sebagaian besar bakteri ekstraselular yang 

berada dekat dengan matriks mesohyl dan 

secara fisik terhindar dari air laut karena dibatasi 

oleh membran pinacoderm spons. Seperti 

halnya dengan bakteri, jamur juga berasosiasi 

kedalam tubuh spons lewat air laut yang 

dipompa masuk kedalam tubuhnya. Spora jamur 

terakumulasi didalam jaringan tubuh spons dan 

hidup sebagai "dormant" kemudian spora ini 

akan tumbuh jika menemukan media yang 

cocok (PAUL & FENICAL, 2000). 

Interaksi simbiotik mutualisme terjadi 

antara spons dan mikroorganisme. Bagi spons, 

simbion mikroorganisme berfungsi dalam 

membantu proses perolehan nutrien (terutama 

dalam fiksasi karbon dan nitrogen), penstabil 

kerangka spons, proses ekskresi dan ikut andil 

daiam siklus produksi metabolit sekunder 

(HENTSCEL et al, 2002). Sedangkan bakteri 

mendapatkan lingkungan tumbuh yang sesuai 

dalam tubuh spon. Fungsi bakteri simbion 

dalam produksi metabolit sekunder spons 

berkaitan dengan bidang farmakologi dan 

bioteknologi, karena adanya laporan bahwa 

beberapa produk alam laut dari spons berasal 

dari mikroorganisme simbion. 

Bukti keterlibatan mikroorganisme 

dalam biosintesa produk alam laut dapat 

ditunjukkan pada biota spons. Mikroalga yang 

diketahui mempunyai keterlibatan dalam 

biosintesa metabolit sekunder dari spons 

adalah genus Halicondria yaitu H. okadai atau 

H. melanodocia. Kedua spesies spons tersebut 

mengandung enzym penghambat protein phosphatase 

asam okadaik (TACHIBANA et al, 



1981).Ternyata akhir-akhir ini diketahui bahwa 

asam okadaik tersebut juga dihasilkan oleh 

dinoflagelata dari genus Prorocentrum 

(MURAKAMI et ah, 1982). Prorocentrum 

merupakan salah satu sumber makanan bagi 

spons genus ini. Berikut di bawah ini adalah 

struktur dari asam okadaik. 

mulanya diperoleh pada moluska Dolabella 

auricularia (LUESCH, 2001). Struktur 

symplostatin 1 dengan dolastatin hampir sama. 

Staurosporine merupakan senyawa kimia 

yang ditemukan pada beberapa jenis 

actinomycetes antara lain Saccharothrix 

Selain asam okadaik contoh lain dari 

metabolit yang dihasilkan oleh makanan spons 

adalah symplostatin 1, dulastatin 10 dan 

staurosporine. Symplostatin 1 merupakan hasil 

metabolit dari "blue green algae" Symploca 

hydnoides (HARRIGAN et a/., 1998). 

Symplostatin 1 saat ini masih berada pada uji 

klims tahap II. Dolastatin 10 adalah metabolit 

yang dihasilkan oleh cyanobakteri, yang pada 

aerocolonigenes dan Streptomyces 

staurosporeus. Belakangan ini senyawa 

tersebut berhasil diisolasi dari cacing 

Pseudoceros sp. yang merupakan makanan 

tunicate asal Micronesia yaitu Eudistoma 

toealensis(SCHUP, 1999). Dolastatin 10 dan 

staurosporine mempunyai keaktifan sebagai 

sitotoksis. Berikut ini adalah struktur kimia dari 

Staurosporine. 



Selain tunicate E. toealensis, tunicate 

E. turbinate juga menghasilkan metabolit 

ecteinascidine 743 (ET-743) yang strukturnya 

mirip dengan metabolit dari Pseudomonas 

fluorescens yaitu safracin B (IKEDA, 1983). 

Adanya kemiripan struktur kimia menunjukkan 

bahwa secara bioteknologi safracin B 

merupakan salah satu prekursor dalam 

biosintesa ET-743 (CUEVAS, 2000). 

Berdasarkan pendekatan struktur kimia yang 

merupakan identifikasi produk alam yang 

dihasilkan dari invertebrata dan 

mikroorganisme, dapat diasumsikan bahwa 

senyawa-senyawa dolastatin 10, staurosporine 

atau bahkan ET-743 dibentuk oleh invertebrata 

melalui rantai makanan atau berasal dari 

simbiotik bakteri atau mikroalga. 

Spons Theonella swinhoei yang 

dikoleksi dari Philippina dan Macronesia 

mengandung peptide siklik theopalauamide dan 

macrolide swinholide A. Theopalauamide 

mempunyai aktivitas sebagai antifungal 

sedangkan macrolide swinholide A sebagai 

sitotoksik. Beberapa fraksi selular darijaringan 

spons dapat diperoleh dengan cara sentrifugasi 

bertahap. Theopalauamide terdeteksi dalam 

filamen bakteri, sedangkan swinholide A 

ditemukan dalam fraksi yang sebagian besar 

merupakan bakteri uniselular (BEWLEY et al, 

1996). Bakteri yang mengandung 

theopalauamide dalam taksonomi disebut 

"Candidatus Entotheonella palauensis" 

(SCHMIDT et al, 2000). 

Dalam kasus bryozoan B.neritina, yang 

diketahui sebagai sumber penghasil senyawa 

antikanker bryostatins, baru-baru ini dilaporkan 

bahwa senyawa tersebut berasal dari bakteri 

yang berasosiasi. γ-Proteobacteria simbion 

"Candidatus Endobugula sertula" 

kemungkinan terlibat dalam biosintesa 

bryostatins. Eksperimen menunjukkan bahwa 

penambahan antibiotik pada kultivasi 

B.neritina menurunkan konsentrasi bakteri 

simbion yang diikuti dengan penurunan kadar 

bryostatins. Fragmen gen polyketide synthase 

tipe I (PKS-I) dapat dikloning dari bakteri 

simbion B.neritina dan dari korelasi RNA 

menunjukkan bahwa ikatan hanya terdapat pada 

bakteri simbion tetapi tidak terdapat pada sel 

bryozoan ataupun bakteri lainnya (HA YGOOD 

& DAVIDSON, 1997). Berikut di bawah ini 

adalah struktur kimia dari bryostatins. 



Selain senyawa-senyawa tersebut di 

atas beberapa peneliti telah melaporkan 

penemuan senyawa-senyawa baru dari 

mikroorganisme laut yang mempunyai 

keaktifan sebagai antikanker, antibakteri, 

antivirus, antifungal dan Iain-lain. Alteramide 

A, aburatubolactam A, asperazin, 

halichomycin, leptosins dan neomangicols 

diantaranya adalah metabolit sekunder dari 

mikroorganisme laut yang mempunyai 

keaktifan sebagai antikanker. Sedangkan 

senyawa Marinone, dibromomarinone, 

Massetol, Microspaeropsisin,(3S)-(3’5’- 

Dihydroxyphenyl) butanol, 2-( 1 ‘(E)-Propenyl)- 

octa-4(E),6(Z)-diene-1,2-diol merupakan 

senyawa antibakteri. Senyawa antivirus yang 

berhasil diisolasi diantaranya adalah 

macrolactin A, caprolactin A & B, Haovir. Dan 

untuk antifungal salah satu diantaranya adalah 

senyawa lipodepsipeptida 15G256γ. (PAUL & 

WILLIAM FENICAL, 2000). 

Demikian bukti-bukti keterlibatan 

mikroorganisme simbion dalam biosintesa 

senyawa-senyawa aktif yang diisolasi dari 

biota laut khususnya invertebrata. Persoalan 

baru muncul ketika usaha propaganda strain 

mikroorganisme simbion dilakukan. Penentuan 

kondisi maupun media kultivasi mikroorganisme 

potensial tidaklah mudah. Kondisi 

yang berbeda dari situasi dan keadaan ketika 

bakteri berada pada reservoar spons terkadang 

mempengaruhi produksi metabolit sekunder 

dan bahkan dapat menghilangkan senyawa 

aktifnya. Selain itu sulitnya taksonomi 

mikroorganisme juga merupakan tantangan 

tersendiri bagi para mikrobiologis untuk 

pengembangan produk alam laut. 

PROSPER MIKROORGANISME LAUT 

SEBAGAI BIOMEDIKA 

Dewasa ini industri farmasi memfokuskan 

menggunakan mikroorganisme 

sebagai sumber untuk memperoleh obat baru. 

Khususnya dari kelompok actinomycetes dan 

bakteri gram positip dari darat. Hasilnya 

sungguh menakjubkan, terdapat sekitar 100 

obat baru yang diperoleh dari proses fermentasi 

mikroorganisme darat. Akibatnya lebih dari 

9 $ milyar pertahun dialokasikan untuk 

membiayai penelitian substansi bioaktif dari 

mikroorganisme darat (PAUL & WILLIAM 

FENICAL, 2000). Namun terbatasnya 

pengembangan mikroorganisme darat 

menyebabkan penurunan jumlah senyawa baru 

yang diketemukan, sehingga diperlukan 

eksplorasi sumber baru. Mikroorganisme laut 

adalah alternatif terakhir sesudah sumber yang 

lain dirasa tidak mempunyai prospek yang 

bagus. 

Berbicara mengenai prospek 

mikroorganisme laut sebagai sumber obatobatan, 

tidak lepas dan potensi jenis 

mikroorganisme laut yang sangat beragam. 

Beragamnya jenis mikroorganisme laut mi 

disebabkan oleh perbedaan morfologi, ekologi 

dan fisiologi. Namun karena ukurannya yang 

sangat renik mikroorganisme sangat sulit 

dikarakterisasi. Selain ditinjau dari 

biodiversitasnya, kondisi lingkungan laut yang 

spesifik memicu mikroorganisme menghasilkan 

metabolit yang mempunyai struktur kirnia yang 

spesifik dan unik. Oleh karena itu peluang 

untuk mendapatkan metabolit baru sangatlah 

besar. Kedua hal tersebut membuktikan bahwa 

mikroorganisme laut merupakan sumber bahan 

biomedika baru yang sangat efektif. Adapun 

prospek yang sangat potensial ini harus 

didukung oleh beberapa faktor, diantaranya 

adalah: 

a. Pengembangan Riset di bidang 

Mikrobiologi Laut 

Skreening substansi aktif dan 

mikroorganisme laut tidaklah produktif jika 

tidak dibarengi dengan pengembangan ilmu 

biologi dasar tentang mikroorganisme laut. 

Kemajuan-kemajuan metode klasifikasi 



mikroorganisme laut sangat berpengaruh 

terhadap penemuan senyawa baru hasil 

metabolit sekunder. Penemuan metabolit baru 

akan sangat terbatas jika jenis mikroorganisme 

yang diteliti tidak berkembang. Selain itu juga 

akan terjadi pengulangan penelitian pada jenis 

yang sama. Pengetahuan yang terbatas tentang 

pertumbuhan, kondisi fermentasi maupun 

nutrien yang dibutuhkan untuk mengukur 

mikroorganisme laut juga akan menghambat 

penemuan metabolit baru. Media yang umum 

seperti peptone, karbohidrat sederhana sangat 

tidak realistik untuk diterapkan pada 

mikroorganisme laut, karena dalam lingkungan 

asalnya terdapat sumber karbon yang sangat 

komplek seperti kitin, polisakarida sulfat dan 

protein laut. Selain itu kita tidak tahu banyak 

tentang efek unsur-unsur anorganik seperti 

litium dan silicon terhadap pertumbuhan 

mikroorganisme laut, padahal unsur-unsur 

tersebut banyak terdapat di lingkungan air laut. 

b. Peran Industri dan Lembaga Penelitian 

Meskipun metabolit sekunder baru telah 

ditemukan dari mikroorganisme laut, namun 

secara klinis hal tersebut tidaklah berarti, jika 

penelitian tidak diteruskan dengan pengujian 

bioaktifitasnya terhadap beberapa bioindikator 

sumber penyakit. Bagaimanapun perkembangan 

penelitian lebih lanjut sangat 

tergantung kepada beberapa faktor diantaranya 

adalah konsistensi berbagai kelompok 

penelitian yang bekerja pada bidang ini dan 

kemauan dari lembaga-lembaga penelitian 

dalam meng-alokasikan dana untuk penelitian 

produk alam laut ini. Penelitian farmakognosi 

selanjutnya guna meluncurkan obat baru ke 

pasar membutuhkan waktu dan biaya yang 

cukup besar. Untuk beberapa "lead compounds" 

secara klinis belum dapat difungsikan 

sebelum dilakukan serangkaian uji klinis dan 

taksonomi yang tepat dari sumber 

mikroorganisme. Industri farmasi yang kuat 

dibutuhkan untuk membawa produk mikroba 

laut sebagai bahan obat. Kondisi "in vivo" 

yang sesuai untuk dikembangkan ke skala 

fermentasi yang lebih besar dan potensi klinis 

yang menjanjikan dan senyawa mikroba laut 

sangat dibutuhkan oleh industri untuk 

meluncurkan obat baru melalui berbagai 

pengujian. Jika hal tersebut terpenuhi maka 

kemungkinan besar untuk menjadikan 

mikrooorganisme laut sebagai sumber obat 

baru akan segera terealisasi. 

DAFTAR PUSTAKA 

BEWLEY,C.A., N.D. HOLLAND and 

D.J.FAULKNER 1996. Two classes of 

metabolites from Theonella swinhoei 

are localized in distinct populations of 

bacterial symbionts. Experientia 

52:716-722 

BURTON, H.S. and E.P.ABRAHAM 1951. Isolation 

of antibiotics from a species of 

Cephalosponwn. Cephalosporins P r 

P,, P 3 , P 4 and P s . Biochem J 50: 168-174 

CUEVAS 2000. Drugs from the seas-current 

status and microbiological implication, 

in Mini-Review (Proksch.ed.) Springer- 

Verlag2002.pp.4. 

FENICAL,W., P. JENSEN ,D. TAPIOLAS, K. 

GUSTAFSON, M. ROMAN and C. 

PATHIRANA C. 1989. Natural products 

chemistry of sediment-derived marine 

bacteria. Proceed. VI Int. Symp. Marine 

Natural Products, Dakar, Senegal. 

HARRIGAN,GG., H. LUESCH, W. Y. YOSHIDA, 

R.E. MOORE, D.G. NAGLE, VJ. PAUL, 

S.L. MOOBERRY, T.H. CORBETT and 

F.A. VALERIOTE 1998. Symplostatin 1: 

A dolastatin 10 analogue from marine 

cyanobacterium symploca hydnoides. 

J Nat Prod; 61:1075-1077. 



HAYGOOD and DAVIDSON 1997 Drugs from 

the seas-current status and microbiological 

implication, in Mini-Review 

(Proksch.ed.) Springer-Verlag 2002.pp.7. 

HENTSCHEL, U., J. HOPKE, M. HORN, A. B. 

FRIEDRICH, M. WAGNER, J. HACKER 

and B.S. MOORE 2002. Molecular Evidence 

for a Uniform Microbial Community 

in Sponges from Different Oceans. 

Applied and Environmental Microbiology 

68(9):4431- 4440. 

IKED A 1983 Drugs from the seas-current status 

and microbiological implication, in 

Mini-Review (Proksch.ed.) Springer- 


KELECOM, A. 2002 . Secondary Metabolism 

from Marine Microorganisms. An. Acad. 

Bras. Cienc. Vol. 74 no. 1 Rio de Janeiro. 

LUESCH 2001. Drugs from the seas-current 

status and microbiological implication, 

in Mini-Review (Proksch.ed.) Springer- 


MURAKAMI, Y., Y.OSHIMA and T. 

YASUMOTO 1982. Identification of 

okadaic acid as a toxic component of a 

marine dinoflagellate Prorocentrum 

lima. Bull Jap SocSci Fish .48: 69-72. 

PAUL, R.J. and W. FENICAL 2000. Marine 

Microorganisms and Drug Discovery: 

Current Status and Future Potential. In 

: Drug from the Sea (Nobuhiro Fusetani 

ed.). S. Karger Switzerland.pp. 6-29. 

SCHMIDT,E.W., A.Y. OBRAZTOVA, S.K. 

DAVIDSON, D.J. FAULKNER, and 

M.G. HAYGOOD 2000. Identification 

of the antifungal peptide-containing 

symbiont of the marine sponge 

Theonella sxvinhoei as a novel 

delta-Proteobacterium Candidatus 

Entotheonella palauensis. Mar. Biol. 

136:969-977. 

SCHUPP 1999. Drugs from the seascurrent 

status and microbiological 

implication.In: Mini Review (Proksch 

ed.) Springer-Verlag 2002.pp.5. 

TACHIBANA K., P.J.SCHEUER, Y. 

TSUKITANI, H. KIKUCHI, D. V. ENGEN, 

J.CLARDY, Y.GOPICHAND and 

F.J.SCHMITZ 1981. Okadaic acid, 

a cytotoxic polyether from two marine 

sponges of the genus Halichondria. J 

Am ChemSoc 103: 2469-2471. 

VACELET, J. 1975. Etude en microscopie 

electronnique de l'associoation entre 

bacteries et spongiaires du genre 

Verongia (Dictyoceratida). J. Microscope 

study of the association between 

some sponges and bacteria. J. Mi arose. 

Biol.Cell.23:27l'2&SJ 

VACELET, J. andC. DONADEY 1977. Electron 

microscope study of the association between 

some sponges and bacteria. 

J.Exp.Mar. Ecol. 30:301-314.

POTENSIMIKROORGANISME SEBAGAI SUMBER BAHAN OBAT ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?