Kamis, 14 Januari 2010

elisitasi 2

Elisitasi merupakan penimbulan, atau perekayasaan proses dengan penambahan suatu elisator, pada sel tumbuhan dengan tujuan menginduksi dan meningkatkan pembentukan metabolit sekunder.
Elisator ada 2 kelompok, yaitu elisator abiotik dan elisator biotic
1 Elisator abiotik, bisa berasal dari senyawa anorganik , radiasi secara fisik, seperti ultraviolet, logam berat, dan detergen
2 Elisator biotic dapat dikelompokkan dalam elisator endogen,dan elisator eksogen,yaitu
i. Elisator endogen, umumnya berasal dari bagian tumbuhan itu sendiri, seperti bagian dari dinding sel ( oligogalakturonat ) yang rusak. Rusaknya dinding sel ini, disebabkan oleh suatu serangan pathogen. Dinding sel yang rusak dan terluka oleh karena aktivitas enzim hidrolisis dari serangan pathogen.
ii. Elisator eksogen, bisa berasal dari dinding jamur misalnya kitin, atau glukan. Selain itu dapat berupa senyawa yang disintesis, misalnya protein ( enzim ) ( Salisburry & Ross, 1995 ).
Bukti :
1 Beberapa penelitian telah membuktikan bahwa metode elisitasi dapat meningkatkan kandungan fitoaleksin dan metabolit sekunder lain pada tumbuhan tertentu
.- Kandungan fitoaleksin kapsidiol pada kultur sel Capsicum annuum dapat ditingkatkan setelah diberi penambahan ekstrak dari spora dan miselium Gliocladium deliquescens
2 Antosianin pada kultur sel Daucus carota dapat ditingkatkan setelah diberi penambahan filtrat sel dan homogenat dari Escherichia coli, Staphyllococcus aureus, Saccharomyces cereviseae, dan Candida albicans.


Contoh cara elisitasi pada C.roseus :
1. Potongan daun C. roseus yang ditanam pada medium dengan penambahan 2,5 mM NAA dan 10 mM BAP mulai menunjukkan pertumbuhan kalus pada hari ketujuh. Pada awal pertumbuhan kalus berwarna putih kemudian setelah 24 jam berubah menjadi coklat. Hal ini menunjukkan bahwa pertumbuhan terjadi sebelum adanya sintesis metabolit sekunder. Diduga nutrien yang diperoleh dari medium digunakan untuk pembelahan sel terlebih dahulu, tetapi karena adanya cekaman, nutrien selanjutnya digunakan untuk sintesis metabolit sekunder. Warna coklat pada kalus menandakan terjadinya sintesis senyawa fenolik. Dalam penelitian ini, sel mengalami cekaman karena luka pada jaringan, selain cekaman dari medium. Vickery&Vickery (1980) menyatakan bahwa sintesis senyawa fenolik dipacu oleh cekaman atau gangguan pada sel tanaman. Setelah disubkultur pertumbuhan kalus lebih cepat dan pencoklatan berkurang. Hasil ini memperlihatkan bahwa sel sudah mulai beradaptasi dengan lingkungannya.
Kalus mengalami fase lag pada umur 0 sampai 4 hari. Pertumbuhan sel meningkat masuk pada fase eksponensial pada umur 4 sampai 28 hari, dan fase stasioner pada umur 28 sampai 40 hari. Pertumbuhan sel lambat, terlihat dari kecilnya pertambahan berat kering kalus setiap selang dua hari. Hal ini disebabkan nutrien yang tersedia tidak hanya digunakan untuk pertumbuhan kalus tetapi juga untuk kepentingan lain, seperti sintesis metabolit sekunder. Pemberian elisitor sampai pada konsentrasi tertentu dapat meningkatkan kandungan ajmalisin, tetapi pada konsentrasi lebih tinggi dapat menurunkan kandungan ajmalisin. Kandungan ajmalisin tertinggi didapat setelah pemberian 0,5 mg BK/ml elisitor, pada pemanenan 36 jam, yaitu sebesar 440,572 + 9,687 mg/g BK.
Peningkatan kandungan ajmalisin setelah diberi elisitor kemungkinan disebabkan oleh peningkatan sintesis protein atau enzim yang terlibat langsung dalam sintesis ajmalisin. Pasquali et al (1992) melaporkan bahwa penambahan elisitor ragi dan P. aphanidermatum pada kultur sel C. roseus pada medium LS dengan penambahan NAA dan Kinetin meningkatkan transkripsi mRNA untuk enzim striktosidin sintase (SS) dan triptofan dekarboksilase (TDC). Kedua enzim ini sangat penting dalam sintesis ajmalisin. Peningkatan kedua enzim ini dapat meningkatkan sintesis ajmalisin.
Konsentrasi elisitor dan waktu pemanenan atau waktu kontak antara elisitor dengan kalus mempengaruhi kandungan ajmalisin dalam kultur kalus C. roseus. Selain itu penambahan elisitor pada kultur kalus C. roseus yang ditanam pada medium produksi (Zenk) mampu meningkatkan kandungan ajmalisin. Asada & Shuler (1989) melaporkan hal serupa, yaitu elisitasi kultur sel C. roseus pada medium produksi (MS+8% sukrosa) dengan homogenat Phytophtora cactorum mampu meningkatkan serpenti dan ajmalisin sampai 60%.
Elisitasi kultur kalus C. roseus dengan homogenat (elisitor) P. aphanidermatum dapat meningkatkan kandungan ajmalisin. Konsentrasi elisitor 0,5 mg BK/ml merupakan konsentrasi terbaik yang dapat meningkatkan kandungan ajmalisin pada pemanenan36 jam (Fitriani, 2003).
Dari contoh diatas, mekanisme elisitasinya sebagai berikut :
Elisitor berupa bahan tambahan (contoh: ragi danP.aphanidermatum ) diberikan ke dalam media tetapi diberi tambahan lain (contoh : NAA , BAP, dan Kinetin ) untuk membantu kinerja elisitor.

Kegunaan elisitasi :
Meningkatkan aktivitas atau kelompok enzim spesifik yang mengkatalis reaksi biokimia yang diinginkan ( Roberts, 2005).

Waktu penggunaan metode elisitasi :
1 Ketika penggunaan metode kultur jaringan konvesional (Kultur suspensi sel, dsb) memberikan hasil metabolit yang tidak optimal (sedikit).
2 Sudah diketahui enzim spesifik penghasil metabolit sekuder serta medium paling tepat agar berhasil meningkatkan produksi metabolit sekunder.

Alasan pemilihan metode elisitasi :
1 Beragam sistem kultur sel pada tanaman tidak memberikan metabolit yang bernilai tinggi (Amid dan Jamal,2009).
2 Dibandingkan dengan berbagai macam metode untuk meningkatkan produksi metabolit sekunder seperti optimasi media,cell line selection, cell immobilization,penambahan precursor,transformasi genetic,kultur rambut akar;elisitasi merupakan metode yang paling berhasil memproduksi metabolit sekunder dalam kultur sel dari berbagai tanaman (Amid dan Jamal,2009).
Pengaruh Elisitasi :
Pada proses elisitasi, walau terjadi peningkatan asupan hara tetapi pertumbuhan tanamn terhambat. Hal ini dikarenakan tumbuhan memerlukan banyak energi untuk membentuk metabolit sekunder sebagai pertahanan diri atas serangan patogen.

Keuntungan :
1. Sebagai strategi dalam menginduksi dan meningkatkan pementukan metabolit sekunder.
2. Dapat meningkatkan aktivitas enzim- enzim yang berkaitan dengan pembentukan metabolit sekunder.
Kerugian :
1. Prosedur kompleks, misal untuk mendapatkan hasil maksimum diperlukan kultur dengan dua tahap.
2. Kadar konsentrasi elisitor harus optimum, konsentrasi elisitor adalah titik kritis dalam keberhasilan elisitasi. Jika penambahan kurang tepat malah akan mengurangi produksi metabolit sekundernya.
3. Sulit untuk meningkatkan produksi dua atau lebih metabolit sekunder yang kita inginkan dalam sati sistem elisitasi.
4. Meningkatkan produksi metabolit sekuder tetapi kadang petumbuhan terhambat.
5. Membutuhkan senyawa spesifik untuk setiap metabolit sekunder (Verpoorte et al,1994).
Penggunaan Elisitasi dalam KJT
Elisitasi sendiri sebenarnya terjadi secara alami di alam. Dalam KJT, penambahan elisitor dimaksudkan untuk meningkatkan pendapatan metabolit sekunder dari tanaman tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Amid,A., dan P.Jamal, 2009, Optimization of the Elicitation Process on Chrysanthemum indicum Cell Suspension Culture Producing Xanthine Oxidase Inhibitor , Journal of Applied Science Vol .9, Page 2256-2263.
Fitriani, Any, 2003, Kandungan Ajmalisin Pada Kultur Kalus Catharanthus Roseus (L.) G. Don Setelah Dielisitasi Homogenat Jamur Pythium Aphanidermatum Edson Fitzp., http://www.rudyct.com/PPS702-ipb/06223/any_fitriani.htm,diakses 4 desember 2009
Roberts, Susan C., 2005, plant metabolic engineering for pharmaceutical production, www.metabolicengineering.gov/me2005/Roberts.pdf diakses 4 desember 2009
Robinson, T., 1995, Kandungan Organik Tumbuhan Tinggi, Ed.IV, 15-16, 38-48, diterjemahkan oleh Kosasih Padmawinata, ITB, Bandung.

Salisburry, F.B., dan Ross, C.W., 1995, Fisiologi Tumbuhan, Ed III, 286-288, diterjemahkan oleh Dyah R. Lukman dan Sumaryono, ITB, Bandung.


Verpoorte, R., R.van der Heijden, J.H.C. Hoge dan H.J.G ten Hoopen, 1994, Plant Cell Biotechnology for The Production of Secondary Metabolites, PureaAnd Applied Chemistry No.10/11, Page 2307-2310, Great Britain

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

ayo tulis komentar donk