Strategi Pengembangan Produk/Proses Bioteknologi dari SDH Perairan
description
Transcript of Strategi Pengembangan Produk/Proses Bioteknologi dari SDH Perairan
Strategi Pengembangan Strategi Pengembangan Produk/Proses Produk/Proses
Bioteknologi dari SDH Bioteknologi dari SDH PerairanPerairan
Produk/Proses
OrganismeMikro/makro
?
LiteraturPengetahuan tradisional
Koleksi yang ada
AlamMikro : free-living &
Symbiont
Organisme
Pengujian kemampuan Untuk menghasilkan
Produk/proses yang diinginkan
Bagaimana mengisolasi
???
Organisme terpilih
Oganisme/ekstrakterpilih
Pengembangan & Optimasi bioprosesPemilihan media (C,N, mineral,dll)Pemilihan kondisi lingungan fisik & kimia(t,pH,salinas,cahaya,oksigen)
Proses terpilih
Perbaikan genetik Mutasi
Rekayasa genetika
Down stream processing•Pemanenan•pemurnian
Formulasi produk
product
Pengembangan budidaya
FraksinasiPemurnianKarakterisasiStruktur elucidasi
Koleksi Dari Alam Koleksi Dari Alam Sampel di ambil dan dibersihkan dari kotoranSampel di ambil dan dibersihkan dari kotoran Dikeringkan sinar matahariDikeringkan sinar matahari Disimpan dalam pelarut organik (methanol)Disimpan dalam pelarut organik (methanol) Disimpan beku (-20 C)Disimpan beku (-20 C) Informasi Informasi
– Tempat pengambilan sampelTempat pengambilan sampel– Letak geografisLetak geografis– KedalamanKedalaman– Salinitas, pHSalinitas, pH– Foto dalam airFoto dalam air– Foto diatas airFoto diatas air
Isolasi Simbion dari Organisme LautIsolasi Simbion dari Organisme Laut Potong sedikit sampel dengan pisau Potong sedikit sampel dengan pisau
/gunting secara aseptik/gunting secara aseptik Masukkan dalam media steril marine broth Masukkan dalam media steril marine broth
dan gliserol ( 1:2)dan gliserol ( 1:2) Simpan dalam suhu dingin 4 C ,-20 CSimpan dalam suhu dingin 4 C ,-20 C Sampai di Lab. Hancurkan sampel secara Sampai di Lab. Hancurkan sampel secara
aseptikaseptik Tumbuhkan pada media agar marine brothTumbuhkan pada media agar marine broth Isolasi koloni tunggal yang terbentukIsolasi koloni tunggal yang terbentuk
Mikroorganisme Mikroorganisme (Fungi & yeast)(Fungi & yeast)sample
Dicuci dng air laut steril (3x)
Dipotong(0.5 cm)
Malt extract agarMalt extract 30 g/LPeptone 3 g/lAgar 12 g/lAir laut 800 mlpH 5.5 (+HCl)
Potato-carrot agarKentang 20g/LWortel 20 g/lAgar 20 g/LAir laut
Selulose agarSelulosa 10 g/lYeast extract 1 g/lAgar 15 g/lAir laut 800 ml
GPY agarGlucose 1 g/lPeptone 0.5 g/lYeast extract 0.1 g/lAgar 15 g/lAir laut 800 ml
Mikroorganism (bacteria)Mikroorganism (bacteria)sample
Dicuci dng air laut steril (3x)
diblender
Marine broth agar (Difco 2216)30 g/L Na Cl
Diencerkan10-1 sd 10-4
100 uL
Marine broth agar1.5 g/L Na Cl
Mikroalga & Mikroalga & cyanobacteriacyanobacteriasample
Dicuci dng air laut steril (3x)
diblender
Dikultivasi pada media (g/L)NaNO3, 0.75;K2HPO4.3H2O, 0.002; MgSO4.7H2O, 0.038; CaCl2.2H2O, 0.018;citric acid, 0.003, ferric ammonium citrate, 0.003;Na2EDTA, 0.0005; Na2CO3, 0.02, seawater, 750 ml tracemetal solution 1 ml pH 8.3
Trace element (per L)H3BO3 2.86 g, MnCl2.4H2O 1.81 g,ZnSO4.7H2O 0.222 g, Na2MoO4.2H2O 0.390 g, CuSO4.5H2O 79 mg Co(NO3)2.6H2O 49.4 mg
Media agar
Marine OrganismeMarine Organisme
Pengujian kemampuan untuk Pengujian kemampuan untuk menghasilkan produk/prosesmenghasilkan produk/proses
Ekstraksi BioassaySampel
Isolate MikrobaDitumbuhkan pada media marine broth
IntraselularEkstraselular
Mikroorganisme
makroorganisme
BioassayBioassayEkstrakIntra & extra
Mikro& makro
Antimicroba Antimicroba (antibakteri,antijamur,antialgae, dll)(antibakteri,antijamur,antialgae, dll)
CytotoxicCytotoxicAntitumor/AnticancerAntitumor/AnticancerAntivirusAntivirusAntidiabetAntidiabetAnticholesterolAnticholesteroldlldll
Ekstrak terpilih dari Organisme terpilih
MakroorganismeMakroorganisme
Total ekstrak kasar
Filtrat 2
Ekstrak 1
Filtrat 1
Residu
Ekstrak 2
Diblender
Maserasi 24 jam dengan aseton
Filtrasi Evaporasi
Maserasi 24 jam dengan metanol
Filtrasi
Sampel
Residu
Evaporasi
makroorganismemakroorganismeSampel
Maserasi 24 jam dengan kloroform
Filtrasi
Eveporasi Maserasi 24 jam dengan etil asetat
Filtrasi
Maserasi 24 jam dengan metanol
Filtrasi
Evaporasi
Evaporasi
Residu
Ekstrak 1
Filtrat I
Residu Filtrat II
Ekstrak 2
Filtrat III
Ekstrak 3
Residu
MikroorganismMikroorganism
Centrifuge/penyaringan
FiltratExtracellular product
SelIntracellular product
EktraksiMethanol:ethyl acetate
1:2
Pemecahan sel:Kimia,Enzim,Fisik
Centrifuge/penyaringanFiltrat
SCREENING BAHAN AKTIF SCREENING BAHAN AKTIF DARI SUMBER DAYA HAYATI DARI SUMBER DAYA HAYATI
PERAIRANPERAIRAN
Screening : menapis/memilih organism Screening : menapis/memilih organism berdasarkan kemampuannya untuk berdasarkan kemampuannya untuk menghasilkan bahan tertentuyang biasa disebut menghasilkan bahan tertentuyang biasa disebut metabolit Bahan aktif (bioactive/biologically metabolit Bahan aktif (bioactive/biologically active compound) : bahan/substansi /metabolit active compound) : bahan/substansi /metabolit yang memiliki aktivitas biologis yang memiliki aktivitas biologis
Metabolit : bahan/substansi yang dihasilkan oleh Metabolit : bahan/substansi yang dihasilkan oleh organismsorganisms
Metabolit : Primer & sekunderMetabolit : Primer & sekunder Primer : yang dihasilkan bersamaan dengan Primer : yang dihasilkan bersamaan dengan
tumbuhnya organisms (growth associated tumbuhnya organisms (growth associated product)product)
Sekunder : yang dihasilkan ketika organisms Sekunder : yang dihasilkan ketika organisms sudah memasuki fase stasioner (non-growth sudah memasuki fase stasioner (non-growth associated product)associated product)
Contoh : antimikroba, antioksidan, Contoh : antimikroba, antioksidan, anticancer/tumor, enzim inhibitor, fungisida, anticancer/tumor, enzim inhibitor, fungisida, insektisida, dllinsektisida, dll
Deteksi metabolitMemproduksi bahan Ektraksi
Screening Program
Karakteristik screening Karakteristik screening – Jumlah organisme sangat banyak Jumlah organisme sangat banyak
dengan taksonomi yang berbeda, dengan taksonomi yang berbeda, memiliki sifat fisiologis yang berbedamemiliki sifat fisiologis yang berbeda
– Mekanisme pembentukan bahan Mekanisme pembentukan bahan aktif belum diketahui (primer atau aktif belum diketahui (primer atau sekunder ?)sekunder ?)
– Faktor yang mempengrahui Faktor yang mempengrahui pembentukan bahan aktif belum pembentukan bahan aktif belum diketahui (faktor nutrisi, fisiko-kimia)diketahui (faktor nutrisi, fisiko-kimia)
– Sifat kimia bahan aktif belum Sifat kimia bahan aktif belum diketahui (kestabilan dan faktor diketahui (kestabilan dan faktor yang mempengaruhi)yang mempengaruhi)
AntioxidantAntioxidant Free radicals (radikal bebas) adalah atom atau Free radicals (radikal bebas) adalah atom atau
molekul yang memiliki elektron tak berpasangan molekul yang memiliki elektron tak berpasangan Free radicals dihasilkan sebagai hasil samping Free radicals dihasilkan sebagai hasil samping
metabolisme normalmetabolisme normal Free radicals sangat merusak :Free radicals sangat merusak :
– cell membranes, cell membranes, – proteins,proteins,– Lipids, Lipids, – DNADNA
Akumulasi kerusakan oksidatif terjadi dengan Akumulasi kerusakan oksidatif terjadi dengan bertambahnya umur dan berperan penting dalam bertambahnya umur dan berperan penting dalam berbagai penyakit generatif (e.g. cancer, berbagai penyakit generatif (e.g. cancer, cardiovascular disease, immune system decline etc) cardiovascular disease, immune system decline etc)
How are free radicals formed?How are free radicals formed?– Mostly by biochemical redox reactions Mostly by biochemical redox reactions
involving oxygen, which occur as part of involving oxygen, which occur as part of normal cell metabolism. normal cell metabolism.
– May also be initiated by exposure to gamma May also be initiated by exposure to gamma radiation, UV light, environmental pollutants, radiation, UV light, environmental pollutants, cigarette smoke.cigarette smoke.
Antioxidant : enzim atau molekul kecil yang Antioxidant : enzim atau molekul kecil yang berfungsi untuk detoksifikasi dan netralisasi berfungsi untuk detoksifikasi dan netralisasi radikal bebasradikal bebas
Pertahanan antioxidant secara enzimatisPertahanan antioxidant secara enzimatis
2O2* + 2H+ H2O2 + O2
SOD
2H2O2 2H2O + O2
CAT
H2O2 + 2GSH
GPx
H2O + GSSG
Antioxidant assayAntioxidant assay Pengujian ekstrak sebagai antioksidan : Nitro Blue
Tetrazolium (NBT) assay (Sun et al., 1988; Chung et al., 2004)– kemampuan ekstrak untuk menangkap radikal bebas
superoksida yang terbentuk melalui reaksi enzimatis xanthine dengan xanthine oxidase (XO) dibandingkan dengan kontrol (tanpa ekstrak)
– Aktivitas antioksidant diukur melalui derajat penghambatan Aktivitas antioksidant diukur melalui derajat penghambatan pembentukan warna pada panjang gelombang 560 nmpembentukan warna pada panjang gelombang 560 nm
Xanthine
Xanthine Oxidase
Asam urat + O*
O* + NBT Produk berwarna biru ungu(yang dapat diukur intensitasnya
pada 560 nm)