Path: Top > S3-Dissertations > Chemistry-FMIPA > 2016

FITOKIMIA DAN SIFAT ANTIMIKROBA METABOLIT SEKUNDER DARI BIJI ALPINIA (ZINGIBERACEAE)

PHYTOCHEMISTRY AND ANTIMICROBIAL PROPERTIES OF SECONDARY METABOLITES FROM SEEDS OF ALPINIA (ZINGIBERACEAE)

PhD Theses from JBPTITBPP / 2017-09-27 15:45:16
Oleh : TITA JUWITANINGSIH ( NIM : 30511009 ), S1 - Department of Chemistry
Dibuat : 2016-10-27, dengan 7 file

Keyword : A.MALACCENSIS, A. REGIA, ANTIMIKROBA, TIME-KILL, MALAKAVALAKTON.

Pencarian senyawa antibiotik banyak menarik minat para peneliti seiring dengan banyaknya kasus resistensi bakteri terhadap obat antibiotik yang beredar. Salah satu sumber dalam pencarian tersebut adalah tumbuh-tumbuhan, di antaranya adalah tumbuhan Alpinia (Zingiberaceae), yang dikenal dengan nama “Lengkuas”. Kelompok tumbuhan ini telah banyak dimanfaatkan dalam pengobatan tradisional, dan berbagai kajian bioaktivitas menunjukkan bahwa ekstrak beberapa spesies Alpinia memiliki potensi sebagai antimikroba. Kajian fitokimia memperlihatkan pula bahwa Alpinia merupakan penghasil metabolit sekunder turunan terpenoid dan aromatik. Namun, kajian yang berkaitan dengan pengujian senyawa murni sebagai antimikroba masih sangat terbatas.Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji keanekaragaman metabolit sekunder yang terkandung dalam biji A. malaccensis dan A. regia serta menentukan aktivitas antimikroba senyawa-senyawa tersebut terhadap bakteri dan jamur patogen. Isolasi metabolit sekunder dilakukan dalam beberapa tahap, yang meliputi ekstraksi, fraksinasi, dan pemurnian, menggunakan berbagai teknik kromatografi. Struktur molekul senyawa hasil isolasi ditentukan berdasarkan data spektroskopi NMR 1D dan NMR 2D. Uji aktivitas antimikroba telah dilakukan, baik terhadap ekstrak maupun senyawa-senyawa murni hasil isolasi. Pengujian sifat antimikroba didasarkan pada metode standar CLSI M07-A9 (antibakteri) dan CLSI M38-A2 (antijamur) terhadap tujuh bakteri patogen strain ATCC, delapan bakteri isolat klinik, dan tiga spesies jamur Candida. Aktivitas antimikroba dinyatakan dalam MIC dan MBC. Senyawa yang menunjukkan aktivitas yang signifikan kemudian dilanjutkan dengan penentuan kajian time-kill.Pada penelitian ini telah berhasil diisolasi tujuh senyawa, empat di antaranya berasal dari biji A. malaccensis, yaitu 5,6-dehidrokawain (1), malakavalakton (2). (4E,6E)-1,7-difenilhepta-4,6-dien-3-on (3) dan (5R)-trans-1,7-difenil-5- hidroksihept-6-en-3-on (4), dan tiga senyawa dari biji A. regia yaitu galanal A (5), galanal B (6) dan miogadial (7). Senyawa 2 merupakan senyawa baru, sementara enam senyawa lainnya merupakan senyawa yang telah dikenal, yang telah diisolasi dari spesies lain pada genus Alpinia maupun dari genus lain pada famili Zingiberaceae. Penemuan senyawa-senyawa pada kedua spesies Alpinia tersebut memiliki makna pada hubungan kemotaksonomi antar spesies Alpinia



dan hubungan kekerabatan antar genus pada famili Zingiberaceae. Pada pengujian bioaktivitas, aktivitas antimikroba ekstrak aseton berada pada kisaran moderat dan lemah (MIC antara 156 – 5000 μg/mL). Pada tingkat senyawa murni, malakavalakton (2) menunjukkan aktivitas anti-Candida yang cukup tinggi (MIC 30 µM), sementara senyawa lainnya (1, 3-7) menunjukkan aktivitas antimikroba yang bervariasi dari tinggi hingga lemah (MIC 19 – >2183 µM). Aktivitas antimikroba yang tinggi diperlihatkan oleh (4E,6E)-1,7-difenilhepta-4,6-dien-3-on (3), (5R)-trans-1,7-difenil-5-hidroksihept-6-en-3-on (4) dan miogadial (7). Secara umum, ketujuh senyawa tersebut aktif sebagai anti- Candida sedangkan terhadap bakteri, lebih aktif terhadap bakteri Gram-negatif dibandingkan terhadap bakteri Gram-positif. Berdasarkan hasil uji time-kill, senyawa 2 dapat membunuh C. albican ATCC 10231 dalam waktu 2 jam pada konsentrasi 2 x MIC (= 60 µM), sedangkan senyawa 3 mampu membunuh K. pneumonia ATCC 13773 dalam waktu 0,5 jam pada konsentrasi 4 x MIC (= 190 µM) dan terhadap B. cereus ATCC 21772 dalam waktu 1 jam pada konsentrasi 4 x MIC (= 190 µM). Kajian yang sama menunjukkan senyawa 4 mampu membunuh bakteri K. pneumonia dalam waktu 0,5 jam pada konsentrasi 4 x MIC (= 178 µM), dan senyawa 7 mampu membunuh B. cereus ATCC 21772 dalam waktu 0,5 jam pada konsentrasi 4 x MIC (= 78 µM).Kajian hubungan struktur dan aktivitas terhadap senyawa hasil isolasi menunjukkan bahwa pada kelompok senyawa fenilpropanoid adanya gugus farnesil pada senyawa 2 dapat meningkatkan sifat antimikroba yang sangat signifikan dibandingkan dengan senyawa 1 yang mempunyai kerangka yang sama. Pada kelompok diarilheptanoid, adanya gugus hidroksil pada C-5 rantai heptan (senyawa 4) dan ikatan rangkap pada C-4 rantai heptan (senyawa 3) memberikan pengaruh yang positif pada peningkatan aktivitas antimiroba. Pada kelompok diterpen labdan, aktivitas antimikroba yang relatif tinggi pada senyawa7 terhadap mikroba tertentu diduga karena adanya gugus 1,4-dialdehid yang salah satunya berkonjugasi dengan satu ikatan rangkap. Selain itu, perbedaan stereokimia gugus -OH pada galanal A (5) dan galanal B (6) menyebabkan perbedaan aktivitas antimikrobanya.Sebagai kesimpulan, penelitian ini telah berhasil mengungkapkan adanya satu senyawa baru malakavalakton (2) dan enam senyawa lain yang telah dikenal. Ketujuh senyawa telah diuji kemampuannya sebagai antimikroba dan memperlihatkan bahwa beberapa senyawa tersebut potensial untuk dikembangkan sebagai agen anti mikroba.

Deskripsi Alternatif :

Searching for new antibiotics have attracted many researchers due to many cases of bacterial resistance against existing antibiotics. One of the sources to find these compounds are from plants, including the plants of Alpinia (Zingiberaceae), which are locally known as “Lengkuas”. This genus has been used as traditional medicines, and a number of studies have also showed that extracts of several species of Alpinia were potential as antimicrobials. Phytochemical studies have shown that Alpinia produced secondary metabolites of terpenoid and aromatic derivatives, however studies related to their biological properties as antimicrobes were still very limited. Objectives of the research are to isolate secondary metabolites from the seeds of A. malaccensis and A. regia, and to determine their antimicrobial properties against pathogenic bateria and fungi. Secondary metabolite’s isolation was carried out including extraction, fractionation, and purification steps using a number of chromatographic techniques. Molecular structures of the isolated compounds were determined based on the analysis of NMR (1D and 2D) and mass spectral data. Assays for antimicrobial activities were conducted using standards of CLSI M07- A9 (antibacterial) and CLSI M38-A2 (antifungal) against seven pathogenic bacteria of ATCC strains, eight clinical isolates bacteria, and three species of Candida. Antimicrobial activities were expressed by MIC and MBC values. Compounds with significant activities were subjected to time-kill studies.Seven compounds have been succesfully isolated, four obtained from the seeds of A. malaccensis, namely 5,6-dehydrokawain (1), malacavalactone (2). (4E,6E)-



1,7-diphenylhepta-4,6-dien-3-one (3) and (5R)-trans- 1,7-diphenyl-5-hydroxyhept-6-en-3-one (4), and three compounds from the seeds of A. regia, namely galanal A (5), galanal B (6) and myogadial (7). Compound 2 was a new kavalactone derivative, while the rest were known metabolites, either they have been isolated from other species of Alpinia or from other genera in the family Zingiberaceae. Thus, the presence of compounds 1 – 7 in the two Alpnia species have significances to the chemotaxonomy of Alpnia, as well as their relationship within Zingiberaceae.On biological evaluations, the acetone extracts of both seeds exhibited moderate to weak antimicrobial properties (MIC values were in the range of 156 – 5000 μg/mL). The pure malakavalactone (2) showed a relatively high anti-Candida activities (MIC 30 µM), while the other compounds (3 – 7) had variable antimicrobial activities ranging from high to weak levels (MIC 19 - >2183 µM). High antimicrobial activities were showed by (4E,6E)-1,7-diphenylhepta-4,6- dien-3-one (3), (5R)-trans-1,7-diphenyl-5-hydroxyhept-6-en-3-one (4) and miogadial (7). Refering to the antibacterial activities, the seven compounds were more active to the Gram-negative than to the Gram-positive bacteria. Not only as antibacterial, the seven compounds were also active as antifungi to Candida sp. Based on the results of time-kill assays, compound 2 could kill C. albican ATCC



10231 within 2 hours at a concentration of 2x MICs (= 60 µM), while compound



3 was able to kill K. pneumoniae ATCC 13 773 within 0.5 hours at a concentration of 4x MICs (= 190 µM) and against B. cereus ATCC 21772 within



1 hour at a concentration of 4x MICs (= 190 µM). The same effect was shown by compound 4 against K. pneumoniae which can kill in 0.5 hours at a concentration of 4x MICs (= 178 µM), and compound 7 was able to kill B. cereus ATCC 21772 in 0.5 hours at a concentration of 4x MICs (= 78 µM). The study of structure-activities relationship showed that the presence of a farnesyl at compound 2 could enhance very significantly its antimicrobial properties compared to the parent compound 1. In the diarylheptane group, the presence of hydroxyl group at C-5 of the heptane chain (compound 4) and a double bond at C-4 of the heptane chain (compound 3) gave a positive effect to the antibacterial activities. In the labdane group, a high antimicrobacterial activities of compound 7 could be due to the presence of a 1,4-dialdehyde group in which one of them is conjugated with a double bond. In addition, the different stereochemistry of the hydroxyl group in galanal A (5) and B (6) had a role to the differences of their antimicrobial properties. In conclusion, this research has successfully isolated a new compound malakavalactone (2) along with six known compounds. The seven compounds have been evaluated for their potencies as antimicrobials resulting that several compounds were potential to be developed as new antimicrobial agents.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiS
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id

Print ...

Kontributor...

  • Pembimbing 1 : Prof. Dr. Yana Maolana Syah



    Pembimbing 2 : Dr. Lia Dewi Juliawaty, Editor: Latifa Noor

File PDF...