SEL MIKROBA YANG BERHUBUNGAN DENGAN INDUSTRI FARMASI

BAB I

PENDAHULUAN

A.   Latar belakang

Umat manusia telah memanfaatkan mikroorganisme sejak lama untuk menghasilkan produk-produk yang bermanfaat. Misalnya, pada sekitar tahun 6000 SM masyarakat Sumaria dan Babilonia telah memanfaatka khamir untuk membuat bir, sedangkan masyarakat mesir pada tahun 4000 SM telah menggunakan khamir untuk mengasamkan roti. Masyarakan Babilonia juga memiliki pengetahuan untuk mengubah etanol dalam bir menjadi asam asetat (cuka).

Produk yang disintesis oleh mikroorganisme menjadi sangat penting. Mikroorganisme lebih sering digunakan untuk menghasilkan enzim amylase yang digunakan untuk membuat bir, roti, dan memproduksi textile, serta enzim protease yang digunakan untuk menggempukkan daging, melunakkan kulit, membuat detergen dan keju.

Mikrobiologi farmasi modern berkembang setelah perang dunia ke II dengan dimulainya produk antibiotic. Suplai produk farmasi dunia termasuk antibiotic, steroid, vitamin, vaksin, asam amino, enzim, dan hormone manusia diproduksi dalam jumlah besar oleh mikroorganisme.

Amerika serikat mulai berusaha mati-matian untuk menemukan obat ajaib penisilin.

Adapun bagian- bagian sel mikroba yang berhubungan dengan farmasi, adalah dinding sel, membrane sitoplasma, kromosom, ribosom.

B.   Tujuan

Untuk menjelaskan dan mengetahui bagian – bagian sel mikroorganisme yang berhubungan dengan bidang farmasi.

BAB II

PEMBAHASAN

A.   Bagian-Bagian Sel Mikroba yang Berhubungan dengan Farmasi

Bagian - bagian sel yang penting hubungannya dengan farmasi adalah :

1.   Dinding sel

2.   Membrane sitoplasma

3.   Kromosom

4.   Ribosom

1.    Dinding sel

Selama tahun-tahun terakhir ini dinding sel  mikroorganisme mendapat sorotan intensif. Alasan utama perhatian ini adalah bahwa dinding sel itu sangat penting bagi sel mikroorganisme seperti pada bakteri. Dari segi kimia strukturnya tidak sama dengan struktur yang manapun pada jaringan hewan. Oleh karena itu dinding sel menjadi sasaran yang jelas bagi sediaan farmasi seperti beberapa obat untuk  menyerang dan membinasakan mikroorganisme (bakteri), tanpa membahayakan inangnya yang diinfeksi oleh  bakteri tersebut. Pada saat mulai disintesanya dinding sel tersebut inilah kerja obat-obat antibiotika yang digunakan dalam pengobatan penyakit. Sebagai contoh adalah beberapa  obat seperti golongan dan turunan penisilin.

Perlu diketahui bahwa fungsi  utama dari dinding sel adalah untuk menyediakan komponen stuktural yang kaku dan kuat yang dapat menahan tekanan osmosis yang tinggi yang disebabkan oleh kadar bahan ion anorganik dalam sel. Tanpa dinding sel, dalam kondisi lingkungan  yang normal bakteri akan menyerap air dan pecah. Semua dinding sel bakteri mempunyai komponen stuktural yang sama yang disebut mukopolisakarida dinding sel, peptidoglikan atau murein. Komponen inilah yang memberikan kekuatan yang dibutuhkan untuk mempertahankan keutuhan sel. Peptidoglikan adalah molekul yang sangat besar , molekul tersebut meliput seluruh sel yang tersusun atas N-Asetil Gluksamin dan asam N-asetil muramat.

a.    Fosfomisin

Salah satu langkah pertama dalam sintesa peptidoglikan adalah produksi karbohidrat unik asam N- asetil muramat. Langkah tersebut terselesaikan dengan penggabungan secara enzimatik fosfoenulpirufat dengan N-asetil glukosamin.

Fosfomisin adalah senyawa analog yang stuktur fosfoenolpirufat dan oleh sebab itu dapat terikat secara tidak terbalik pada enzim yang mensintesa asam muaramat ,jadi menghalangi pembentukan asam muramat.

Fosfomisin ini termasuk antibiaotik yang berspektrum luas, karena bersifat bakteriosida terhadap bakteri gram positif dan gram negative.

b.    Penisilin

Untuk memahami bagaimana penisilin memberikan efek bakteriosidanya, maka perlu diketahui sintesa peptidoglikan dari dinding sel bakteri. Seperti telah diketahui bahwa apapun yang  menganggu sintesis peptidoglikan akan melemahkan dinding sel dan menyebabkan membrane sitoplasma merekah dan menyebabkan terhamburnya isi sel. Sel bakteri mensintesa unit-unit dinding sel yang tersusun dari satu N-asetil muramat ditambah 10 asam amino yang akan menyediakan gelang untuk bilah pada bakteri. Unit tersebut kemudian diangkat ke bagian dinding sel yang sedang tumbuh. Ikatan pembentukannya dihambat oleh penisilin, sehingga tidak terjadi penyelesaian jembatan pentaglisin antara polimer-polmer linier N-asetil glukosamin dengan asam N- asetil muramat.

2.    Membran sitoplasma

Membran sitoplasma terletak di bawah dinding sel  dan bersifat rapuh, mempunyai sejumlah fungsi (1) pada mikroorganisme aerob membran ini berfungsi untuk  mengangkut  elektron dan proton  yang dibebaskan pada saat terjadinya reaksi oksidasi dimana bahan makanan di ubah oksigen dalam rangka pembentukan molekul air dan  mengubah energi yang dihasilkan dari oksidasi, menjadi energi kimia yang dapat digunakan oleh sel, (2) mengandung beberapa enzim yang diperlukan untuk  sintesis dan pengangkutan peptidoglikan, asam teikhoat, dan komponen membran luar, (3) mengeluarkan enzim hidrolisis ke luar sel, (4) menjamin pemisahan material nukleus (DNA) ke sel anak pada saat pembelahan sel dan (5) mengatur pengangkutan sebagian besar senyawa yang memasuki dan meninggalkan sel.

Membran sitoplasma  mempunyai berat 8-10% dari bobot kering sel. Secara kimia membran sitoplasma terdiri atas fosolipida (mengandung gliserol, asam lemak dan fosfat) dan protein yang terpadu di dalamnya. menunjukkan skema model “mozaik cairan” orientasi fosfolipida, yang di dalamnya terdapat daerah bundar yang merupakan ujung hidrofil (menyenangi air). Molekul fosfolipida dan garis-garis bergelombang adalah asam lemak hidrofob (membenci air) internal. Tersebar di seluruh membran fosfolipida ini adalah protein  yang  melaksanakan berbagai pekerjaan pengangkutan  dan enzim yang berkaitan dengan membran.

Beberapa antibiotika mempengaruhi membrane sitoplasma, seperti polimiksin , nistatin dan amtotensin B.

a.    Polomiksin

Polimiksin adalah suatu peptide yang didalamnya terdapat satu ujung molekul lainnya larut dalam air. Apabila masuk ke dalam membrane sitoplasma akan menyebabkan gangguan antara lapisan- lapisan membrane, kalau polimiksin masuk ke dalam sel maka ujung yang larut dalam air tetap tinggal di luar membrane dan ujung yang larut dalam lemak di daerah dalam membrane, sehingga menyebabkan gangguan-gangguan antara lapisan –lapisan memran yang kemungkinan lalu lintas subtansi bebas keluar masuk sel.

b.  Nistatin dan Amfotisia B

Kedua antibiotic ini memiliki struktur lingkar yang besar. Antibiotica bergabung dengan sterol yang tedapat dalam membrane sel khusus fungi dengan menimbulkan gannguan dan kebocoran isi sitoplasma, oleh karena itu antibiotika ini khusus untuk miko plasma dan infeksi fungi yang mengandung sreroi pada membrane sitoplasmanya.

3.    Kromosom

Bagian sel ini juga merupakan sasaran antibiotika dalam mengganggu kehidupan suatu mikroorganisme. Di dalam kromosom terdapat DNA yang merupakan informasi genetic suatu mikroorganisme. Apabila terganggu oleh senyawa – senyawa obat akan mengyebabkan terjadinya gangguan dari kehidupan mikroorganisme tersebut.

Ada beberapa antibiotika secara khas bereaksi dengan DNA untuk mencegah replikasi atau transkripsi dengan jelas akan menghambat pertumbuhan dan pembelahan sel. Pada umumnya antibiotika yang mangganggu asam nukleat dengan satu diantara dua cara yaitu interaksi dengan benang-benang heliks ganda DNA dengan cara sedemikia rupa untuk mencegah transkripsi berikutnya, kombinasi dengan polymerase yang terlibat dalam biosintesis DNA atau RNA.

Contohnya :

a.    Mitomisin dan Aktinomisin, kedua antibiotika ini terikat pada DNA untuk mencegah replikasi dan transkripsi. Kedua antibiotika ini digunakan sebagai anti tumor karena dapat mempengaruhi sel-sel yang membelah dengan cepat seperti pada sel tumor.

b.    Griseofulvin

Griseofulvin digunaan untuk mengobat infeksi fungi superficial. Cara kerjanya tidak pasti, tetapi telah diperkirakan antibiotika tersebut menghalangi replikasi DNA.

4.    Ribosom

Ribosom adalah bagian dari sel yang berfungsi sebagai tempat sintesa protein. Setia ribosom terdiri  atas dua subunit yang bebas di dalam sel bakteri, yang satu mengendap pada 30-S dan lainnya pada 50-S (S = unit Svedberg dan  merupakan ukuran kecepatan partikel dalam medan sentrifugasi).  Ada beberapa senyawa obat (antibiotika) yang dapat mempengaruhi atau  berikatan dengan subunit-subunit tersebut, sehingga pembentukan protein yang fungsional tidak terbentuk sebagaimana mestinya.

Beberapa contoh obat- obat tersebut antara lain :

a.  Klormfenikol

Antibiotika ini memberikan efek dengan cara bereaksi pada bagian ribosom 50-S,tempat antibiotika tersebut menghalangi enzim peptide transferase.

b.   Antibiotika Makrolida

Antibiotika ini mencegah sintesis protein bereaksi dengan sub unit ribosom 50-S .

c.   Tetrasiklin

Antibiotika ini menghambat sintesis protein dengan terikat pada subunit ribosom 30-S dan dengan demikian mencegah penempelan asam amino yang membawa tRNA.

d.  Streptomisin

Streptomisin merupakan salah satu antibiotika amiloglukosida, yang memberikan efek bakteriasidanya pada sejumlah besar mikroorganisme gram positif dan gram negative . streptomisin menyebabkan berbagai efek yang tidak khas seperti keluarnya kalium dari sela atau terjadi penggumpalan bakteri.

B.   Manfaat Mikroorganisme Dalam Bidang Farmasi

1.    Beberapa produk farmasi yang dihasilkan bakteri

Produk	Bakteri	Kegunaan
Aseton Butanol	Clostridium acetobutylicum	Pelarut, pembuat bahan kimia
2,3-Butanediol	Bacillus Polymyxa	Pelarut, pelembab, intermediate kimia
Dekstran	Leuconostoc mesenteroides	Stabilisator dalam produk pangan, pengganti plasma darah
Sorbose	Glukonobacter suboxydans	Pembuatan asam asorbat
Kobalamin	Streptomyces alivaceus	Pengobatan anemia.
Streptokinase	Streptococcus hemooyticus	Penggunaan medis (melarutkan  gumpalan darah )

2.    Beberapa produk farmasi yang dihasilkan kapang

Produk	Kapang	Kegunaan
Asam sitrat	Aspergilus niger atau aspergillus wentii	Produk pangan , sitrat untuk obat, untuk tranfusi darah.
Asam glukonat	Aspergillus niger	Produk farmasi
Asam laktat	Rhyzopus oryzae	Bahan makanan dan farmasi

BAB III

 PENUTUP

A.   Kesimpulan

Bagian - bagian sel yang penting hubungannya dengan farmasi adalah :

1.    Dinding sel

Beberapa antibiotic yang mempengaruhi Dinding sel seperti fosfomisin, dan penicillin

2.    Membrane sitoplasma

Beberapa antibiotika mempengaruhi membrane sitoplasma, seperti polimiksin , nistatin dan amtotensin B.

3.    Kromosom

Beberapa antibiotika mempengaruhi Kromosom seperti Mitomisin dan Aktinomisin

4.    Ribosom

Beberapa antibiotic yang mempengaruhi ribosom seperti  Klormfenikol, Antibiotika Makrolida, Tetrasiklin, Streptomisin

,

B.   Saran

Kami menyarankan kepada mahasiswa farmasi agar dapat mengetahui bagian – bagian sel mikroba yang berhubungan dengan farmasi, sehingga dapat diterapkan dalam ilmu kefarmasian.