Strategi Pengembangan Produk/Proses Bioteknologi dari SDH Perairan

Produk/proses yang diinginkan Organisme terpilih Pengujian kemampuan Untuk menghasilkan Produk/proses yang diinginkan Literatur Pengetahuan tradisional Koleksi yang ada Organisme Mikro/makro ? Organisme Alam Mikro : free-living & Symbiont Produk/Proses Bagaimana mengisolasi ???

Pengembangan budidaya Perbaikan genetik Mutasi Rekayasa genetika Oganisme/ekstrak terpilih Fraksinasi Pemurnian Karakterisasi Struktur elucidasi Pengembangan & Optimasi bioproses Pemilihan media (C,N, mineral,dll) Pemilihan kondisi lingungan fisik & kimia (t,pH,salinas,cahaya,oksigen) Pengembangan budidaya Down stream processing Pemanenan pemurnian Formulasi produk Proses terpilih product

Koleksi Dari Alam Sampel di ambil dan dibersihkan dari kotoran Dikeringkan sinar matahari Disimpan dalam pelarut organik (methanol) Disimpan beku (-20 C) Informasi Tempat pengambilan sampel Letak geografis Kedalaman Salinitas, pH Foto dalam air Foto diatas air

Isolasi Simbion dari Organisme Laut Potong sedikit sampel dengan pisau /gunting secara aseptik Masukkan dalam media steril marine broth dan gliserol ( 1:2) Simpan dalam suhu dingin 4 C ,-20 C Sampai di Lab. Hancurkan sampel secara aseptik Tumbuhkan pada media agar marine broth Isolasi koloni tunggal yang terbentuk

Mikroorganisme (Fungi & yeast) sample Dicuci dng air laut steril (3x) Dipotong (0.5 cm) Malt extract agar Malt extract 30 g/L Peptone 3 g/l Agar 12 g/l Air laut 800 ml pH 5.5 (+HCl) Potato-carrot agar Kentang 20g/L Wortel 20 g/l Agar 20 g/L Air laut GPY agar Glucose 1 g/l Peptone 0.5 g/l Yeast extract 0.1 g/l Agar 15 g/l Air laut 800 ml Selulose agar Selulosa 10 g/l Yeast extract 1 g/l Agar 15 g/l Air laut 800 ml

Mikroorganism (bacteria) sample Dicuci dng air laut steril (3x) diblender Diencerkan 10-1 sd 10-4 100 uL Marine broth agar 1.5 g/L Na Cl Marine broth agar (Difco 2216) 30 g/L Na Cl

Mikroalga & cyanobacteria sample Dicuci dng air laut steril (3x) diblender 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 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 trace metal solution 1 ml pH 8.3 Media agar

Marine Organisme

Pengujian kemampuan untuk menghasilkan produk/proses Sampel Bioassay Ekstraksi makroorganisme Ekstraselular Intraselular Mikroorganisme Ditumbuhkan pada media marine broth Isolate Mikroba

Bioassay Ekstrak Intra & extra Mikro& makro Antimicroba (antibakteri,antijamur,antialgae, dll) Cytotoxic Antitumor/Anticancer Antivirus Antidiabet Anticholesterol dll Ekstrak terpilih dari Organisme terpilih

Makroorganisme 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 Sampel Makroorganisme

makroorganisme Sampel Maserasi 24 jam dengan kloroform Filtrasi Eveporasi Maserasi 24 jam dengan etil asetat Maserasi 24 jam dengan metanol Evaporasi Residu Ekstrak 1 Filtrat I Filtrat II Ekstrak 2 Filtrat III Ekstrak 3 makroorganisme

Mikroorganism Centrifuge/penyaringan Filtrat Sel Extracellular product Intracellular product Pemecahan sel: Kimia,Enzim,Fisik Ektraksi Methanol:ethyl acetate 1:2 Centrifuge/penyaringan Filtrat

SCREENING BAHAN AKTIF DARI SUMBER DAYA HAYATI PERAIRAN

Screening : menapis/memilih organism berdasarkan kemampuannya untuk menghasilkan bahan tertentuyang biasa disebut metabolit Bahan aktif (bioactive/biologically active compound) : bahan/substansi /metabolit yang memiliki aktivitas biologis Metabolit : bahan/substansi yang dihasilkan oleh organisms Metabolit : Primer & sekunder Primer : yang dihasilkan bersamaan dengan tumbuhnya organisms (growth associated product) Sekunder : yang dihasilkan ketika organisms sudah memasuki fase stasioner (non-growth associated product) Contoh : antimikroba, antioksidan, anticancer/tumor, enzim inhibitor, fungisida, insektisida, dll

Screening Program Karakteristik screening Memproduksi bahan Ektraksi Deteksi metabolit Karakteristik screening Jumlah organisme sangat banyak dengan taksonomi yang berbeda, memiliki sifat fisiologis yang berbeda Mekanisme pembentukan bahan aktif belum diketahui (primer atau sekunder ?) Faktor yang mempengrahui pembentukan bahan aktif belum diketahui (faktor nutrisi, fisiko-kimia) Sifat kimia bahan aktif belum diketahui (kestabilan dan faktor yang mempengaruhi)

Antioxidant Free radicals (radikal bebas) adalah atom atau molekul yang memiliki elektron tak berpasangan Free radicals dihasilkan sebagai hasil samping metabolisme normal Free radicals sangat merusak : cell membranes, proteins, Lipids, DNA Akumulasi kerusakan oksidatif terjadi dengan bertambahnya umur dan berperan penting dalam berbagai penyakit generatif (e.g. cancer, cardiovascular disease, immune system decline etc)

How are free radicals formed? Mostly by biochemical redox reactions involving oxygen, which occur as part of normal cell metabolism. May also be initiated by exposure to gamma radiation, UV light, environmental pollutants, cigarette smoke. Antioxidant : enzim atau molekul kecil yang berfungsi untuk detoksifikasi dan netralisasi radikal bebas

Pertahanan antioxidant secara enzimatis SOD 2O2* + 2H+ H2O2 + O2 CAT 2H2O + O2 2H2O2 GPx H2O2 + 2GSH H2O + GSSG

Antioxidant 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 pembentukan warna pada panjang gelombang 560 nm

Produk berwarna biru ungu (yang dapat diukur intensitasnya Xanthine Oxidase Asam urat + O* Xanthine Produk berwarna biru ungu (yang dapat diukur intensitasnya pada 560 nm) O* + NBT