Selasa, 03 Mei 2011

BIOKONVERSI STEROID


Sterol dan steroid telah lama menjadi perhatian oleh ahli biokimia. Pada tahun 1920 ahli estrogenik dan androgenik untuk memenuhi kebutuhan steroid diperoleh dengan ekstraksi bahan alami misalnya korteks adrenal hewan. Senyawa steroid tersebut berupa cortico steroid.
            Kemudian coktison berhasil disintesa secara kimiawi yang berguna untuk obat rematoid arthritis dan rematik akut. Selanjutnya pada tahun 1952 Rhizopus nigricans berperanan dalam mengubah progresteron menjadi   …… - hidroksiproges rion yang bersifat baik dan diproduksi secara komersil.
Pada tahun 1970 reaksi 11 origenan oleh fungi 16x hidroksilasi oleh Streptomyces dehidrogenasi oleh Arthrobacter Samplex mycobacteria, nocardia dan kebanyakan fungi dilakukan di dalam industri.
            Namun demikian banyak kendala yang timbul dalam produksi steroid melalui proses fermentasi, misalnya biaya operasional lebih mahal dibandingkan melalui reaksi kimiawi. Sehingga dalam prakteknya di pabrik, biotransformasi/biokonversi steroid digunakan untuk menggantikan sebagian reaksi secara kimiawi.
            Struktur steroid kebanyakan mempunyai gugus methil pada atom karbon nomer 13 dan 10 (C-10 dan C-19). Steroid dapat dianalisa secara paper chromatography (PC) , khromatography lapis tipis (TLC) dan vapor-phase chromatography (VPC). Ekstraksi produk steroid menggunakan methylene chloride dan bermacam-macam solven non polar yaitu ethyl ecetat, amyl acetat, ethelene chlorida, chloroform hasil ekstraksi steroid lalu dianalisa menggunakan cara hromatography.
Penemuan penting dibidang mikrobiologi industri adalah mikrobia yang mampu melakukan aktivitas biokimia. Contoh spora Penicellium roqueforii mampu merubah asam kapilat (asam oktanoat ) menjadi 2 heptanone.
1.      Definisi dan peranan steroid
Steroid adalah senyawa mempunyai kerangka perhydro 1,2-cyclo-pentano-phenanthene. Knight memperoleh 11-α-hydroxyl derivat progesteron menggunakan Aspergillus chraceus. :

                                             
                                                                                         
 



Pembntukan 11-α-hydroxyl dari progesteron steroid yang dibentuk oleh mikrobia yaitu ergosterol, diosgenin pada tumbuhan, kholesterol terdapat pada hewan, kortisosteroid, hormon sex. Steroid penting sebagai agensia therapeutik, dihasilkan selama regulasi metabolisme
Steroid corteson berguna untuk penyakit rheumatoid arthritis dan rheumatic akut. Progestin dan estrogen untuk agensia mengurangi kesuburan (antifertility). Steroid juga berperanan sebagai agensia therapeutic bagi manusia dan hewan  misalnya estrogen, progestin dan androgen


2. Struktur steroid
            Kebanyakan steroid mempunyai gugus methyl pada rantai karbon nomer 13 dan 10 (C-18 dan C 19). Bentuk dasar steroid (trans, anti, trans, anti , trans) tergantung pada ikatan cincin karbon nomor 4 dari rantaian karbon dalam Chair Shape.
Adapun nama beberapa steroid baik nama perdagangan dan nama kimia dapat ditunjukkan dalam tabel dibawah ini

Nama perdagangan
Nama kimia
-          Androstenedione
-          Testosterone
-          Progesteron
-          Predmisone A-1 E
-          Predmisolone
-          Androst-yene-3,17 dione
-          17B-Hydroryandrost-4-en-3 ane
-          Prcgn-4-enc-3,2 adio nc
-          17 X-21-dihydroxy-prequa-1,4-diene-3, 11,20 trione
-          11 B,

            Ekstraksi steroid dari miselium jamur benang atau semua steroid menggunakan aseton. Sesudah steroid diekstraksi, akan mendapatkan hasil berwarna kecoklatan, lalu didecolorasi dengan karbon dan kristalisasi dari solven aseton – metanol atau methelene chloride. Banyak solven yang dapat digunakan untuk ekstraksi steroid yaitu ethyl asetat, amyl asetat, ethy-lene chlorida, chloroform.
3. Metoda analisis steroid
            Steroid hasil fermentasi lebih cocok dianalisis secara khromatografi kertas (Paper chromatography), sedang THIN LAYAR chromatography) sering digunakan untuk penelitian, tetapi untuk kebanyakan penelitian yang spesifik analisis steroid memakai cara Vapor. Phase chromatography (VPC) karena sangat sensitiv untuk identifikasi steroid menggunakan resonansi nuclear magnetic, dan spektrofotometri masa.
            Setelah steroid dianalisis secara khromatografi maka noda dideteksi menggunakan sinar ultraviolet dengan panjang gelombang 243 nm dan 268 nm
4.Tipe biokonversi steroid
Biokonversi steroid yang digunakan dalam industri ada dua macam :
    1. hidroksilasi ada 4 macam :
11-α-hydroksilasi, 11-β-hydroksilasi, 16-α-hydroksilasi,            21-hydroksilasi
    1. Dehidrogenasi

     11-α-hydroksilasi
11-α-hydroksi progesteron diperoleh dari progesteron yang dihasilkan oleh Aspergillus ochroceus, 11-α-hydroksi progesteron merupakan hasil antara pembuatan cortison.
11-β-hydroksilasi
Steroid hidrokartison (cortisol) langsung oleh Curvularia lunata atau ensim hewan mammalia
16-α-hydroksilasi
Hidroksilasi ini dilakukan oleh Streptomyces. Reaksi ini menjadi penting karena mampu membentuk 16 hidroksi 9α-fluoroprednison yang sangat cocok untuk obat anti inflammantory.
21-hydroksilasi
Reaksi  ini sangat mudah terutama dilakukan oleh Aspergillus niger dan Opphiobolus herpotricus untuk transformasi progesteron menjadi deoxycortison
Dehidrogenasi
Arthrobacter simplex dapat melakukan sintesa prednisolon dari cortison.
5.      Metoda Biokonversi steroid
Spora dari fungi atau aktinomesetes sangat esensial untuk biokonversi. Spora diproduksi pada permukaan media atau sekam yang direndam air.
Aktivitas air dan kelembaban relatif sangat menentukan sporulasi :
Pengaruh aktivitas air (aw) pada produksi spora fungi (produksi sebesar 1011 konidia/erlenmeyer
Ml air/ erlenmeyer
Aspergillus ochroceus NRRL 405
A. niger

ATCC9142
Mucor gricocyanus ATCC1207 A
Penicellium chrysogemus WIS 53-414
40
60
80
100
120
140
160
<1
3,2
3,8
3,0
+
-
-
+
2,1
2,0
+
-
-
-
-
-
-
-
6,3
4,5
-
+
1,8
2,0
1,0
+
-
-

Media :  200 gr gandum, sterilisasi 1 jam suhu 1210 C, inkubasi 280 C selama 7 hari untuk A ochroceus, untuk fungi suhu inkubasi 250 C selama 14 hari. Kelembaban relatif 50 – 6 %.
Setelah memperoleh spora banyak lalu diunduh, atau disimpan dalam refrigerator pada suhu -200 C. Spora lalu digunakan dengan dimasukkan ke dalam larutan buffer phosphat, asetat atau sitrat. Kemudian sitrat ditambahkan, lalu dilarutkan kedalam 0,01 % Tween 80, pada akhirnya terjadi biokonversi. Biokonversi kadang-kadang terjadi bila tersedia gula dengan konsentrasi 0,2 – 0,4 % glukosa dengan spora A. ochraceus atau Mucor griseocyanus

Tidak ada komentar:

Posting Komentar