2019_DS_PP_ISMI_RAHMAWATI_1-ABSTRAK.pdf
PUBLIC yana mulyana COVER Ismi Rahmawati
PUBLIC yana mulyana BAB 1 Ismi Rahmawati
PUBLIC yana mulyana BAB 2 Ismi Rahmawati
PUBLIC yana mulyana BAB 3 Ismi Rahmawati
PUBLIC yana mulyana BAB 4 Ismi Rahmawati
PUBLIC yana mulyana BAB 5 Ismi Rahmawati
PUBLIC yana mulyana PUSTAKA Ismi Rahmawati
PUBLIC yana mulyana
Intensitas penggunaan antibiotik yang relatif tinggi menimbulkan berbagai
permasalahan terutama resistensi bakteri terhadap antibiotik. Kurkumin atau 1,7-
bis(4-hidroksi-3-metoksifenil)-1,6-heptadiene-3,5-dion adalah pigmen kuning
alami yang berasal dari rimpang tanaman Curcuma longa (Zingiberaceae).
Kurkumin memiliki aktivitas antimikroba terhadap beberapa bakteri Gram positif
dan Gram negatif. Mekanisme kerja antibakteri kurkumin mempengaruhi
permeabilitas membran sel dan biosintesis peptidoglikan. Kelemahan kurkumin
memiliki bioavailabilitas yang sangat rendah, sangat hidrofobik, serta tidak stabil
oleh pengaruh cahaya dan pH di atas 7,4. Pendekatan yang paling baik dalam
modifikasi molekul kurkumin adalah sintesis analog monokarbonil dengan
mengubah ?-diketon menjadi ?-monoketon. Gugus halogen Cl dan Br diketahui
cukup baik dalam meningkatkan aktivitas antibakteri. Penelitian ini bertujuan
mensintesis dan mengkarakterisasi senyawa monokarbonil analog curcumin
dengan gugus fungsi halogen Cl dan Br. Senyawa hasil sintesis selanjutnya diuji
aktivitas antibakteri terhadap bakteri resisten maupun yang non resisten.
Penelitian dimulai dengan mensintesis 6 senyawa monokarbonil analog kurkumin
2,6-bis(5’-kloro-2’-furaniliden) sikloheksanon (26ClH); 2,5-bis(5’-kloro-2’-
furaniliden) siklopentanon (25ClP); 1,5-di(5’-kloro-2’- furanili)-1-4-pentadien-3-
on (15ClA); 2,6-bis(5’-bromo-2’- furaniliden) sikloheksanon (26BrH); 2,5-bis
(5’-bromo-2’-furaniliden) siklopentanon (25BrP); 1,5-di(5’bromo-2’furanil)-1-4-
pentadien-3-on (15BrA) dengan menggunakan metode kondensasi Claisen
Schmidt dalam berbagai kondisi. Sintesis dilakukan dengan mereaksikan keton
dalam katalis NaOH 30%. Senyawa 26ClH dan 26BrH menggunakan
sikloheksanon, 25ClP dan 25BrP menggunakan siklopentanon serta 15ClA dan
15BrA menggunakan aseton. Reaksi selanjutnya dengan menambahkan reagen
2,5-kloro-furfuraldehid untuk sintesis, senyawa 26ClH, 25ClP dan 15ClA serta
senyawa 26BrH, 25BrP dan 15BrA menggunakan 2,5-bromo-furfuraldehid. Hasil
sintesis di murnikan dengan ethanol pa 96%. Hasil sintesis menunjukkan
rendemen terbesar pada senyawa 15ClA sebesar 85,57±1,31% yang tidak berbeda
bermakna dengan senyawa 15BrA sebesar 83,47±1,08%. Hal ini menunjukkan
4
reagen aseton sebagai senyawa pemula yang menyebabkan rendemen yang tinggi
pada hasil sintesis.
Hasil sintesis dikarakterisasi dengan pola kromatogram lapis tipis (KLT), jarak
lebur, spektrum kromatografi gas-spektrometri massa, FTIR spektrofotometri,
spektrometri
1
H NMR dan
13
C NMR. Hasil KLT fasa diam silika gel GF 254
menunjukkan semua senyawa menghasilkan satu bercak dengan eluen campuran
n-heksan dan kloroform dengan berbagai perbandingan. Jarak lebur keenam
senyawa memiliki kisaran yang sempit antara 0,3-2,3
o
C. Hasil kromatografi gas
(KG) semua senyawa target memiliki prosentase luas area dibawah kurva sebesar
82,44-100%. Hasil spektrofotometri massa (SM) pada puncak waktu retensi
tersebut menunjukkan m/z yang sesuai dengan bobot molekul senyawa target.
Keberadaan 2 atom Cl pada senyawa target 26ClH, 25ClP dan 15ClA ditunjukkan
dengan pola kelimpahan isotop Cl yang khas yaitu: M+: M+2: M+4 = 9:6:1. Hal
ini juga dapat dilihat SM senyawa 26BrH, 25BrP dan 15BrA menunjukkan 2 atom
Br dengan pola kelimpahan isotop Br yang khas yaitu: M+: M+2: M+4 = 10:19:9.
Hasil analisis dari spektrum FTIR menunjukkan bahwa semua senyawa target
memiliki kerangka ?-?tidak jenuh karbonil. Hal tersebut ditunjukkan dengan
serapan gugus karbonil (C=O) yang telah terkonjugasi dengan ikatan C=C
rangkap alkena. Serapan gugus yang lain yaitu gugus alkil (-CH2-), gugus alkena
(C=C) aromatis, gugus eter (C-O-C) dan ikatan karbon dengan halogen (C-X).
Analisis spektrometri
1
H NMR dan
13
C NMR menunjukkan adanya daerah sinyal
yang sesuai dengan tipe proton H dan karbon senyawa target. Senyawa target
memiliki struktur yang simetris ditunjukkan dengan tipe proton H dan karbon
yang identik. Hasil karakterisasi memperlihatkan karakter struktur yang sesuai
dengan senyawa target.
Semua senyawa di uji aktivitas antibakteri dengan metode difusi Kirby-Bauer
terhadap bakteri Gram negatif Salmonella thypi ATCC 13311, Escherichia coli
ATCC 25922, Klebsiella pneumonia ATCC 10031, dan Pseudomonas aeruginosa
ATCC 27853. Gram positif yaitu Stapylococcus aureus ATCC 25923,
Streptococcus mutant ATCC 2517, Bacillus subtillis ATCC 6633 dan bakteri
resisten Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA), Staphylococcus
aureus yang resisten hasil isolasi dari pasien klinik. Diameter daya hambat
dianalisis statistik dengan ANOVA satu arah menggunakan Post Hoc Test model
Tukey dengan nilai signifikasi 0,05. Senyawa hasil sintesis memiliki aktivitas
yang lebih baik dibandingkan kurkumin. Senyawa 15ClA memiliki aktivitas yang
potensial untuk dikembangkan pada beberapa bakteri Gram negatif dan senyawa
15BrA pada bakteri Gram postif. Perbedaan aktivitas tersebut disebabkan karena
komponen dinding sel yang berbeda dari kedua jenis bakteri.
Hasil keseluruhan uji aktivitas senyawa 15ClA memiliki aktivitas teraktif pada
bakteri P. aeruginosa. Hasil pengujian dengan metode makrodilusi menunjukkan
konsentrasi hambat minimal senyawa 15ClA adalah 2,4 ?g/mL terhadap bakteri
P. aeruginosa. Lokasi kerja antibakteri senyawa 15ClA diamati dengan scanning
electron microscope (SEM) dan transmission electron microscopy (TEM). Hasil
SEM sel bakteri utuh menunjukkan morfologi bakteri berbentuk batang yang
kompak dengan permukaan halus, tanpa spot. Hasil SEM dengan perlakuan
5
senyawa 15ClA menunjukkan rusaknya permukaan dinding sel ditandai dengan
spot hitam pada SEM dan TEM. Pengamatan sel yang lain menunjukkan sel
mengkerut, melipat dan pengecilan ukuran dari bakteri yang merupakan indikasi
lisisnya isi sel tanpa merusak dinding sel. Lokasi sel antibakteri bekerja terdapat
di permukaan sel (peptidoglikan dan membran luar) bakteri serta membran dalam.
Pengaruh senyawa 15ClA terhadap biosintesis peptidoglikan dinding sel bakteri
diprediksi dengan docking. Hasil prediksi enzim UDP-N-asetilglukosamin-1-
karboksiviniltransferase (MurA) sebagai target molekuler. Studi docking
molekuler dilakukan dengan sofware Vina PyRx 0.8. Hasil studi docking
molekuler menunjukkan senyawa 15ClA dapat berinteraksi dengan protein target
dengan afinitas -7,2 sedangkan kurkumin -8,4. Secara invitro senyawa 15ClA
menunjukkan aktivitas lebih baik dibandingkan kurkumin. Kurkumin memiliki
gugus fenol dan gugus polar OH yang dapat memfasilitasi terjadinya ikatan
hidrogen dengan reseptor target. Hal tersebut yang menyebabkan kurkumin
kesulitan untuk berpenetrasi ke dalam sel bakteri yang menyebabkan aktivitasnya
menurun.
Pengaruh senyawa 15ClA terhadap membran sel bakteri dilakukan dengan deteksi
peningkatan kadar asam nukleat, protein dan ion-ion logam yang berada di dalam
supernatan kultur. Supernatan di analisis dengan menggunakan spektrofotometri
UV-Vis pada panjang gelombang 260 nm untuk asam nukleat dan 280 nm untuk
protein. Konsentrasi ion logam Na
+
, K
+
dan Mg
2+
dianalisis dengan Spektroskopi
Serapan Atom (SSA). Hasil absorbansi spektrofotometri UV-Vis menunjukkan
peningkatan konsentrasi asam nukleat dan protein, dibandingkan dengan kontrol
negatif dan penambahan konsentrasi senyawa uji. Perubahan permeabilitas
membran sel akibat kontak dengan senyawa uji menyebabkan jumlah ion Na
+
, K
+
dan Mg
2+
diluar sel meningkat.
Hasil penelitian dapat disimpulkan enam senyawa analog kurkumin dapat dapat
disintesis menggunakan metode kondensasi Claisen Schmidt dengan katalis
NaOH 30% b/v pada suhu kamar dan 40
o
C dan waktu reaksi 1-3 hari Rendemen
tertinggi dihasilkan oleh senyawa 15ClA (85,57±1,31%) dan 15BrA
(83,47±1,08%). Keenam senyawa hasil sintesis memiliki karakterisasi sesuai
senyawa target. Keenam senyawa memiliki aktivitas antibakteri yang lebih baik
dari kurkumin. Senyawa 15ClA memiliki aktivitas antibakteri potensial terhadap
bakteri Gram negatif E. coli, K. pneumonia dan P. aeruginosa. Senyawa 15BrA
memiliki aktivitas antibakteri potensial terhadap bakteri Gram postif S. aureus
dan B. subtilis. Senyawa 15ClA merupakan senyawa yang memiliki aktivitas
teraktif terhadap P. aeruginosa dengan konsentrasi hambat minimal 4,9?g/mL.
Mekanisme kerja antibakteri senyawa 15ClA terhadap P. aeruginosa diduga
menghambat biosintesis peptidoglikan sel dan kebocoran membran sel.