Download - Tug a Sssssss
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
1/23
ANTIBIOTIK PENISILIN DAN AMOKSISILIN
A. Pendahuluan
Antibiotik merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan oleh
mikroorganisme yang dapat membunuh atau menghambat perkembangan bakteri
dan mikroorganisme lain. Penisilin merupakan antibiotik pertama yang ditemukan
oleh Alexander Fleming tahun 1928, dan kemudian dikembangkan oleh Harold
Florey pada tahun 1938.Penisilin merupakan enis antibiotik !"laktam yang paling banyak
diproduksi dan digunakan di dunia, sekitar 19 # dari pasar antibiotik dunia. Hal
ini karena penisilin memiliki daya hambat yang kuat terhadap dinding sel bakteri,
spektrum akti$itas antibakteri yang luas dengan toksisitas yang rendah, dan
merupakan antibiotik yang e%ekti% untuk berbagai enis bakteri gram positi%
&Parmar, et al., 2'''(. )amun, penggunaan antibiotik penisilin se*ara berlebihan
dapat mengarah pada resistensi patogen. +alah satu *ara untuk mengatasi masalah
resistensi adalah dengan memun*ulkan produk semisintetik yang memiliki
si%atsi%at lebih baik dari antibiotik penisilin alami.Produksi antibiotik !"laktam dan produk intermedietnya saat ini telah
mengalami trans%ormasi. Produksi yang semula se*ara kon$ersi kimia tradisional
berbasis pada stereokimia, sekarang mulai tergantikan dengan proses produksi
yang dikatalisis enim &-ruggink, et al., 1998(. Penggunaan enim dalam
produksi antibiotik memiliki e%isiensi yang tinggi dalam mengkatalisis reaksi
organik yang kompleks, dapat dilakukan pada kondisi yang lunak, seperti pH
netral, suhu dan tekanan yang tidak ekstrem, serta dapat dihindarinya penggunaan
pelarut yang toksik. +elain itu, enim memiliki spesi%ikasi substrat yang tinggi,
sehingga by product yang dihasilkan sedikit serta si%atnya yang stereoselekti%.nim dapat digunakan dalam bentuk bebas maupun terikat, baik itu terikat pada
sel atau carrier &immobilized( dengan si%at yang ramah lingkungan serta dapat
diproduksi dalam umlah yang besar.
B. Antibiotik Penisilin
TUGAS BIOTEKNOLOGI PANGAN
FII! "ID#A ALBAN$A%
P&'(()*+((*
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
2/23
Penisilin merupakan kelompok antibiotik yang ditandai oleh adanya *in*in
!"laktam dan diproduksi oleh beberapa amur &eukariot( yang terdiri dari genus
Penicillium danAspergillus, serta oleh beberapa prokariot tertentu &/adigan dkk.,
2'''(. +i%at unik pada masing"masing penisilin ditentukan oleh adanya rantai
samping yang berbeda"beda. +e*ara kimia0i penisilin tergolong dalam antibiotik
!"laktam &Pel*ar dan han, 1988(.Penisilin diproduksi oleh berapa enis amur, seperti amur Penicillium
notatum, Penicillium chrysogenum, serta beberapa enis amur yang tergolong di
dalam genus Streptomyces. Penicillium chrysogenum merupakan salah satu
mikroorganisme yang penting di bidang industri, khususnya untuk menghasilkan
penisilin yang merupakan salah satu antibiotik komersial &Pyatkin, 194-rakhage, 1998(.
5mura &1996( di dalam 7emain &199( menyatakan bah0a kira"kira 1'.'''
metabolit sekunder telah ditemukan struktur kimianya yang tersusun oleh *in*in
!"laktam, peptida siklik yang terdiri dari asam amino dan senya0a nonprotein,
gula dan nukleosida, ikatan tidak enuh dari poliasetilen dan polien, serta *in*in
makrolida besar. +truktur kimia penisilin dapat dilihat pada ambar 1.
Ga,ba- *. St-uktu- Ki,ia Penisilin
/enurut aluyo &2'':(, si%at"si%at yang harus dimiliki oleh penisilin adalah
sebagai berikut ;1. /enghambat atau membunuh patogen tanpa merusak inang &host(.
2. -ersi%at bakteriosidal dan bukan bakteriostatik.3.
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
3/23
/enurut
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
4/23
tidak akti%. Pada kondisi asam &pH@3(, penisilin terdegradasi menadi asam
penisilenat yang selanutnya membentuk penisilamina, peniloaldehid dan asam
peniloat. =arutan penisilin dalam air dapat bertahan hingga beberapa minggu
dengan mengontrol pH pada kisaran ,'",8 dan dengan pendinginan &-eale dan
-lo*k, 2'11(.
Produksi penisilin umumnya dilakukan dengan %ermentasi amur
Penicillium chrysogenum. in*in !"laktam dan tiaolidin pada struktur penisilin
diturunkan dari asam amino L"sistein dan L"$alin &Arnstein dan /orris, 19'(.
esistensi dan kebutuhan akan antibiotik dengan si%at"si%at yang lebih baik
mendorong penemuan berbagai turunan penisilin, seperti amoksisilin, ampisilin,
metisilin, dan sebagainya.
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
5/23
ini meliputi genus yang membentuk konidium dengan struktur yang disebut
peni*illus &ahayu et al.# 1989(.Penicillium chrysogenum merupakan kapang &amur( yang sangat penting
dalam industri %ermentasi untuk menghasilkan penisilin. ?lasi%ikasi Penicillium
chrysogenummenurut Anonim &2''6( adalah sebagai berikut ;Phyllum ; As*omy*otalassis ; uas*omy*etes5rdo ; urotialesFamilia ;
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
6/23
yang dielaskan oleh appu**ino dan +herman &1999(. a0an diinkubasi
dalam posisi terbalik pada suhu 26"28' selama tuuh hari dalam inkubator.o Bsolasi kedua ; Camur isolat dari +abouraud agar glukosa dipindahkan se*ara
terpisah untuk isolasi yang lebih lanut dengan metode kultur seperti yang
direkomendasikan oleh A0an dan ahman &2''2(. +etiap bagian diperiksa
se*ara obyekti% di ba0ah mikroskop untuk melihat susunan hi%a, konidio%or,
sterigmata dan konidiao Pemurnian ?ultur ; ?oloni dariP. chrysogenumyang terdapat pada *a0an
agar glukosa +abouraud dipindahkan ke apek yeast autolysate &DA(
agar dengan *a0an dalam kondisi steril untuk pemurnian dan karakterisasi
kultur lebih lanut seperti yang direkomendasikan oleh +ingh et al. &1991(.
/edia agar DA terdiri dari &g E =(; )a)53, 3.', ?2HP5:, 1,'4 ?l, ',64
/g+5:.H25, ',64 Fe+5:.H25, ','14 ekstrak ragi, 6.'4 sukrosa, 3','4
agar, 16.' dan mela*ak adanya larutan logam, 1,' m=. =arutan logam
terdiri dari n+5:.H25, 1,' g4 u+5:.6H25, ',6 g dalam 1'' m= air
suling. a0an tersebut terinokulasi diinkubasi pada 26"28o selama hari
dalam kondisi gelap.
?oloniPenicillium chrysogenum tumbuh baik pada medium $zape%&s Dox,diameter men*apai :"6 *m dalam 0aktu 1' hari &26'(, memiliki permukaan
seperti kapas, dan ber0arna hiau kekuningan atau hiau agak biru pu*at,
sedangkan bila berumur tua 0arna akan semakin gelap &andar et al.# 1999(.
/enurut Pitt dan Ho*king &199(, koloniPenicillium chrysogenum tumbuh se*ara
*epat di atas medium standar pada 26', dan pada $zape%&s 'east Agar &DA(
menghasilkan blue(green konidium.
Ga,ba- &. Koloni Peni/illiu, /h-0so1enu,
D. P-oduksi Penisilin olehPenicillium chrysogenum
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
7/23
7i dalam proses produksi penisilin, dibutuhkan suatu proses yang aerobik
dan aerasi yang e%isien. Penisilin merupakan suatu metabolit sekunder yang khas.
+elama tahap pertumbuhan, sangat sedikit penisilin yang diproduksi, tetapi ketika
sumber karbon telah habis, tahap produksi penisilin baru dimulai. Produksi
penisilin oleh amur Penicillium chrysogenum teradi selama %ase stasioner,
sehingga dikenal sebagai metabolit sekunder. 5leh karena itu, di dalam proses
produksi metabolit sekunder ini, dikenal uga istilah %ase pertumbuhan &tropo%ase(
dan %ase pembentukan produk &idio%ase(. ?ebanyakan produk diproduksi setelah
pertumbuhan masuk ke dalam %ase stasioner &/adigan dkk., 2'''(./enurut rueger dan rueger &199'(, produksi penisilin menggunakan
Penicillium chrysogenum berlangsung dari '"1:' am &sekitar 6" hari(. Fasepertumbuhan penisilin mempunyai angka 0aktu sekitar :' am. +elama 0aktu
tersebut, massa sel dibentuk. +etelah %ase pertumbuhan &logaritma( berlangsung,
tahap produksi penisilin yang sebenarnya baru dimulai. Pemberian nutrien, seperti
glukosa dan nitrogen di dalam berbagai komponen medium kultur dapat
memperpanang tahap produksi penisilin, dari 12'"18' am. Aritonang &2''( di
dalam penelitiannya yang menggunakan air lindi sebagai medium produksi
penisilin menggunakan Penicillium chrysogenum, berpendapat bah0a
perpanangan masa inkubasi hingga 1' hari perlu dilakukan sebagai penelitian
lanutan agar men*apai %ase stationer yang berpengaruh terhadap umlah produksi
penisilin. Anonim &2'':( menyatakan bah0a pada proses produksi penisilin,
pertumbuhan sel dan produksi penisilin ditentukan dengan *ara mengukur kadar
sel, kadar glukosa di dalam substrat, dan potensi penisilin setiap am.=angkah"langkah utama dalam produksi penisilin se*ara komersial disaikan
se*ara skematis pada ambar :. Perubahan"perubahan biokimia0i yang teradi
selama proses %ermentasi &pertumbuhan, produksi penisilin, perubahan dalam
medium( diperlihatkan pada ambar 6.
B. Pembuatan
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
8/23
Ga,ba- 2. Pe,buatan Penisilin
Pada proses produksi penisilin, media bernutrisi yang mengandung gula
asam %enilasetat ditambahkan ke se*ara kontinu. Asam %enilasetat ini digunakan
untuk membuat rantai samping benil pada penisilin . Penisilin diekstraksidari %iltrat dan dikristalisasi. Gntuk membuat penisilin semisintetik, penisilin
di*ampur dengan bakteri yang mensekresi enim asilase. nim ini akan melepas
gugus benil dari penisilin dan mengubahnya menadi )(aminopebicillanic
acid&"APA(.Aminopenicilanic acid adalah molekul yang digunakan untuk
membuat penisilin enis lain
/enurut /aya &2''2(, Penisilin diproduksi se*ara komersial dengan
menggunakan bahan baku utama berupa glokosa, laktosa, dan *airan rendaman
agung. /ineral"mineral yang digunakan adalah )a)53, )a2+5:, a53,
?H2P5:, /g+5:, H25, n+5:, dan /n+5:. Gntuk meningkatkan yield dan
modi%ikasi tipe penisilin yang akan dihasilkan, maka kedalam media %ermentasi
ditambahkan uga pre*ursor, misalnya phenyla*eti* a*id yang digunakan untuk
memproduksi penisilin . airan rendaman agung adalah media %ermentasi dasar
yang terdiri dari asamamino, polipeptida, asam laktat dan mineral"mineral.
?ualitas *airan rendaman agung sangat bergantung pada deraat pengen*eran
hingga diperoleh konsentrasi yang diinginkan, sedangkan besarnya umlah
nutrient dan alkali yang ditambahkan kedalam media dasar disesuaikan dengan
umlah media %ermentasi dasar ini.
?emudian /aya &2''2( dalam makalahnya uga mendeskripsikan proses
pembuatan penisilin. Proses %ermentasi penisilin didahului oleh tahapan seleksi
strainPenicillium chrysogenumpada media agar di laboratorium dan perbanyakan
pada tangki seeding.Penicillium chrysogenum yang dihasilkan se*ara teoritis
dapat men*apai kon$ersi yield maksimum sebesar 13 29 #. /edia %ermentasi
C. D. PemisahanA. Pembuatan
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
9/23
diumpankan ke dalam %ermentor pada suasana asam &pH 6,6(.Proses %ermentasi
ini dia0ali dengan sterilisasi media %ermentasi melalui pemanasan dengan steam
bertekanan sebesar 16 lb &12''( selama I am. +terilisasi ini dilanutkan dengan
proses pendinginan %ermentor dengan air pendingin yang masuk ke dalam
%ermenter melalui *oil pendingin.
Fermenter yang digunakan merupakan %essel $ertikal bertekanan yang terbuat
dari *arbon steel dan dilengkapi dengan *oil pemanas, *oil pendingin, pengaduk
tipe turbin dan sparger yang ber%ungsi untuk memasukkan udara steril.
+aat temperatur men*apai 6oF &2: o(, media ini diinokulasi pada kondisi
asepti* dengan mengumpankan spora"spora kapangPenicillium chrysogenum.
+elama proses %ermentasi berlangsung dilakukan pengadukan, sementara udara
steril dihembuskan melalui sparger kedalam %ermenter. Proses %ermentasi ini akan
berlangsung se*ara bat*h terumpani selama 1'' 16' am dengan tekanan operasi
6 16 psig.
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
10/23
/enurut rueger dan rueger &199'(, *in*in *(La%tam(+hiazolidine
pada penisilin dibentuk dari senya0a L(cysteine dan L(,aline. -iosintesis
penisilin dia0ali dengan proses pembentukan peptida dari L(-(Aminoadipic
acid &="J"AAA( dan L(cysteine atau peme*ahan sebuah senya0a dari
cystathionine. +etelah itu, berlangsung reaksi epimerisasi yaitu L(,aline
bergabung dengan ="J"AAA yang menghasilkan suatu bentuk tripeptida yaitu (
/L(-(Aminoadipyl0($ysteinyl(D(,aline atau LLD(+ipeptide. Bsopenisilin )
merupakan produk pertama kali hasil proses kristalisasi dari tripeptida yang dapat
diisolasi berupa Penisilin ), tetapi isopenisilin dapat uga diadikan perantara
pembentukan penisilin melalui reaksi biokimia. Benzylpenicilin &Penisilin (
dihasilkan dari reaksi antara isopenisilin ) danPhenylacetic aciddengan akti$itas
Penicillin(transatylase, hasil samping berupa (Aminopenicillanic acid dan =(-(
Aminoadipic acid. +enya0a "APA &"Aminopenicillanic acid( bukan merupakan
senya0a perantara dalam biosintesis penisilin melainkan hasil samping dari
perubahan bentuk pre*ursor.
Ga,ba- 9. Struktur Penisilin G ( Sumber: Prescott dkk.,2002)
Keterangan : 1. Asam 6amino!enisilanik, 2. PenisilinG
Biosintesis penisilin memiliki beberapa mekanisme
regulasi. Asam
amino lisin disintesis dari sebuah jalur yang melibatkan L--(
Aminoadipic acid, tetapi penisilin dan lisin dipisahkan jalur
biosintesis yang terpisah. Lisin merupakan inhibitor bagi
biosintesis penisilin karena lisin akan menghambat
feedback inhibitor! bagi homocitrate synthase, yang
merupakan en"im dalam sintesis L--(Aminoadipic acid. #ika L--(
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
11/23
Aminoadipic acid berkurang, makan penisilin tidak dapat
disintesis Crueger dan Crueger, $%%&!.Biosintesis penisilin juga dipengaruhi oleh konsentrasi
'os'at, proses
katabolit represi oleh glukosa, dan juga konsentrasi ion
ammonium pada proses regulasi. Pada produksi penisilin
terjadi metabolisme gula laktosa se(ara lambat karena
terdapat tekanan glukosa Crueger dan Crueger, $%%&!.
Ga,ba- '. "iosintesis Penisilin (#rant$ ,2011)Keterangan: 1. %aminoadi!ic acid, 2. %sistein, &. %
'alin, . so!enisilin *, +.Asam #enilasetat, 6. 6asamaminoadi!ik, . Penisilin G ("ensil Penisilin)
F. Fakto-4:akto- 0an1 Me,5en1a-uhi P-oses P-oduksi Penisilin
Fermentasi pensilin sangat dipengaruhi oleh kondisi operasi proses dan
lingkungannya. Faktor"%aktor yang perlu dipertimbangkan dalam prosespembuatan penisilin ini antara lain adalah ;
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
12/23
temperatur sistem meningkat melebihi temperatur optimumnya, maka
produk yang dihasilkan akan berkurang, karena sebagian dari media
%ermentasi akan digunakan oleh mikroorganisme untuk mempertahankan
hidupnya.Berdasarkan hasil penelitian )*en dan #ohnson $%++!, hasil
penisilin dapat meningkat hingga +& dengan memulai
'ermentasi pada suhu -& C dan setelah itu diubah menjadi
/& C, setelah 0/ jam masa inkubasi, daripada yang
ditumbuhkan pada suhu /+ C selama masa inkubasi.b. pH
Pengaturan pH dilakukan untuk men*egah teradinya %luktuasi pH sistem.
/enurut /oyet dan oghill kehilangan penisilin dapat teradi pada pH
diba0ah 6 atau pH diatas ,6. PH medium dipengaruhi oleh enis dan
umlah karbohidrat &glukosa atau laktosa( dan bu%%er. ?arbohidrat akan
di%ermentasi menadi asam"asam organik. Fermentasi glukosa yang
berlangsung *epat akan menurunkan pH, sedangkan laktosa ter%ermentasi
dengan sangat lambat sehingga perubahan pH berlangsung lambat pula.
?onsentrasi gula hasil %ermentasi ini ber%ungsi mempertahankan kenaikan
pH agar tetap lambat. =arutan bu%%er dapat digunakan untuk
mempertahankan pH sistem.*. Aerasi
Aerasi yang *ukup merupakan hal penting untuk memaksimalkan penisilin,
sebab aerasi dapat menghasilkan oksigen yang dihasilkan oleh kapang
Peni*illum *hrysogenum untuk metabolismenya. Aerasi pada %ermento
diberikan melalui proses pengadukan atau dengan tekanan sebesar 2' lbEin2
akan mengurangi penisilin yang dihasilkan.
d. PengadukanPemilihan enis pengaduk dan ke*epatan pengadukan yang sesuai akan
memperbaiki hasil penisilin ketika lau aerasi konstan. ?e*epatan
pengadukan proses %ermentasi umumnya berkisar pada range 26' 6''
*mEdetik. Pembentukan busa yang berlebihan selama proses %ermentasi
dapat dieliminasi dengan penambahan tributinit sutrat. +e*ara umum, busa
akan menurunkan pH apabila konsentrasinya terus bertambah.e. +terilisasi
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
13/23
?ontaminasi dapat dihindarkan dengan *ara sterilisasi sistem perpipaan,
%ermentol, dan peralatan lain yang kontak langsung dengan penisilin. Gap
panas umumnya digunakn untuk sterilisasi media %ermentasi dan peralatan
tersebut. at anti busa dan udara untuk aerasi uga hasus disterilkan terlebih
dahulu sebelum diumpankan kedalam media %ermentasi &/aya, 2''2(.
G. !id-olisis Penisilin G
Hidrolisis penisilin untuk menghasilkan "APA dapat dilakukan se*ara
kimia0i maupun enimatik. Hidrolisis kimia0i dilakukan dengan mereaksikan
penisilin dengan klorotrimetilsilan &/e3+il(, %os%or pentaklorida &Pl6(,
nbutanol &n"-u5H(, dan air se*ara bertahap dalam pelarut diklormetana. eaksi
ini dilakukan pada suhu ":'o &>an +anten dkk., 2'''(. Hidrolisis kimia0i untuk
mendapatkan 1 kg "APA membutuhkan ', kg klorotrimetilsilan4 1,2 kg %os%or
pentaklorida dan 8,: = n"butanol. Proses ini melibatkan reagen yang berbahaya
dan membutuhkan biaya yang *ukup mahal. Hidrolisis enimatik dilakukan
dengan penisilin asilase pada suhu 3'"6''. Proses ini lebih e%isien dan ramah
lingkungan karena tidak membutuhkan reagen kimia berbahaya serta dapat
dilakukan pada kondisi reaksi yang lunak.
Ga,ba- ;.!id-olisis 5enisilin G untuk ,en1hasilkan 34APA 7"an Santen
dkk.< )(((8Kete-an1an = a. !id-olisis en>i,atik b. !id-olisis ki,ia6i
-eberapa enis bakteri dan amur diketahui dapat menghidrolisis penisilin
menadi "APA. eaksi tersebut berlangsung dengan adanya biokatalisator berupa
penisilin asilase. Camur yang dapat menghidrolisis penisilin antara lain genus
Alternatia# Aspergillus# $ephalosporium# $ryptococcus# 1picoccum# usarium#
2ucor# Penicillium# +richoderma# +richophyton# dan +richosporon. -akteri yang
dapat menghidrolisis penisilin antara lain genusAerobacter# Alcaligenes# Bacillus#
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
14/23
Bordetella# $ellulomonas# $orynebacterium# 1scherichia# lavobacterium#
2icrococcus# 3ocardia# Proteus# Pseudomonas# Sarcina# dan 4anthomonas
&Hamilton"/iller, 19(.
Hidrolisis penisilin se*ara enimatik menghasilkan "APA dan asam %enil
asetat &PAA(. eaksi enimatik tersebut merupakan reaksi kesetimbangan yang
dipengaruhi oleh pH media. Hidrolisis berlangsung dengan baik pada suasana
basa, sedangkan pada pH asam reaksi *enderung bergeser ke arah sintesis
penisilin &Hamilton"/iller, 19(. -ruggink dkk. &1998( menyatakan bah0a
hidrolisis dengan penisilin asilase1. coli memberikan hasil terbaik pada rentang
pH ,6"8 dan suhu 3'"6''. eaksi se*ara umum dapat digambarkan dengan
skema sebagai berikut ;
Ga,ba- *(. !id-olisis En>i,atik Penisilin G ,en?adi 34APA
dan Asa, Fenilasetat 7Seba0an1< )((+8
=au reaksi hidrolisis penisilin se*ara enimatik dapat dipengaruhi oleh
konsentrasi substrat dan produk reaksinya. ?onsentrasi substrat yang tinggi dapat
menghambat lau reaksi hidrolisis penisilin terkatalisis penisilin asilase1. coli
A
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
15/23
terhadap asam lambung sehingga bioa$ailabilitasnya lebih baik &-eale K -lo*k,
2'11(.
Ga,ba- **. Sintesis A,oksisilin
7Ale,>adeh dkk< )(*(8
+enya0a "APA dapat dibuat melalui beberapa *ara, yaitu %ermentasi,
hidrolisis penisilin se*ara kimia0i dan hidrolisis penisilin se*ara enimatik.
+enya0a "APA dihasilkan dari %ermentasi oleh beberapa strain amurPenicillium
sp., +richophyton mentagrophytes danAspergillus ochraceous yang dikultur pada
media yang mengandung corn steep li5uor dan laktosa &ole, 19(. /ekanisme
lain untuk memproduksi "APA adalah melalui deasilasi rantai samping
onitro%enil penisilin dengan borohidrat sehingga menghasilkan anilin tersubstitusi
yang tidak stabil. ugus amido pada senya0a tersebut terhidrolisis se*ara spontan
sehingga menghasilkan "APA dan benoksain &Cohnson dkk.# 19(.Produksi "APA dengan *ara %ermentasi dan hidrolisis kimia0i kurang
e%isien karena hanya menghasilkan sedikit "APA, memerlukan kondisi reaksi
yang ekstrim dan biaya yang *ukup tinggi. 5leh karena itu, se*ara komersial "
APA banyak diproduksi melalui hidrolisis enimatik. Hidrolisis penisilin se*ara
enimatik dengan katalis penisilin asilase menghasilkan "APA dan PAA &handel
dkk., 2''8(.
B. Penisilin asilasePenisilin asilase & 3.6.1.11( ditemukan se*ara luas pada berbagai
mikroorganisme seperti bakteri, aktinomisetes dan amur &/*=anahan, 2''3(.
-eberapa enis penisilin asilase yang telah diketahui antara lain penisilin > asilase
&tipe 1( yang menghidrolisis penisilin > lebih *epat daripada penisilin , penisilin
asilase &tipe 2( yang menghidrolisis penisilin lebih *epat daripada penisilin >
dan ampisilin asilase &tipe 3( yang se*ara spesi%ik menghidrolisis ampisilin
&/*>ey dkk., 2''1(. Penisilin > asilase umumnya diproduksi oleh amur dan
Streptomyces sp., sedangkan penisilin asilase diproduksi oleh bakteri &hiang K
-ennett, 19(. /ikroorganisme yang menghasilkan ampisilin asilase antara lain
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
16/23
Pseudomonas melanogenum danAchromobacter sp. &?im K -yun, 199'4 +io K
Luax, 2'':(.Hidrolisis penisilin se*ara enimatik teradi melalui hidrolisis ikatan
amida pada rantai samping penisilin . /ekanisme ini melibatkan serangan
nukleo%ilik dari sisi akti% serin terhadap atom karbonil ikatan amida atau ester
pada substrat. Hidrolisis berlangsung melalui dua tahap, yaitu asilasi sisi akti%
serin oleh substrat dan hidrolisis kompleks asil"enim &Alkema dkk., 2''3(.
-erbagai *ara dilakukan untuk meningkatkan e%isiensi dan e%ekti$itas produksi "
APA. -eberapa enis mikroorganisme seperti B. megaterium# 6. citrophila# A.
"aecalis# dan P. rettgeri telah direkayasa se*ara genetik sehingga dapat
menghasilkan penisilin asilase dalam umlah yang lebih besar.
dan %enilasetamid auh lebih lambat. Penisilin asilase mempunyai si%at re$ersibel,
yaitu dapat mengkatalisis reaksi sintesis maupun hidrolisis penisilin tergantung
pada pH media. Pada kondisi asam &pH :"(, penisilin asilase dapat mengkatalisis
sintesis penisilin dari "APA dan PAA, sedangkan pada kondisi basa enim ini
mengkatalisis hidrolisis penisilin &Hamilton"/iller, 19(.?inera penisilin asilase dipengaruhi oleh banyak %aktor, penisilin asilase
memiliki kondisi optimal yang dibutuhkan untuk mengkatalisis kon$ersi penisilin
. nim ini memiliki pH optimal dalam range "8 &-ruggink, et al., 1998(
dengan suhu kera optimal pada suhu 36":'M. Penelitian terhadap enimpenisilin asilase yang diimobilisasi dari 1schericia coli memberikan hasil terbaik
dengan penisilin terhidrolisis melampaui 9'# pada suhu 36":'M dan pH 8.2
&as*a$al, et al., 2''2(. =au reaksi enim penisilin asilase uga dipengaruhi oleh
hambatan substrat dan produk reaksinya, pada konsentrasi substrat tinggi,
kon$ersi hanya men*apai '"8'# bergantung pada pH reaksi dan konsentrasi
substrat &ole, 199(. ?onsentrasi substrat yang tinggi dapat menghambat lau
reaksi se*ara uncompetitive. ?edua produk, yaitu "APA sebagai produk yang
-
7/26/2019 Tug a Sssssss
17/23
diinginkan dan asam %enil asetat sebagai produk samping, dapat menghambat lau
reaksi kera enim penisilin asilase, se*ara non"kompetiti% dan kompetiti%
&rarslan, et al., 1991(.
Penisilin asilase dari bakteri Alcaligenes "aecalis merupakan salah satu
enim penisilin asilase yang paling termostabil. +i%at termostabil ini terbatas pada
kisaran 0aktu tertentu &+tepashkina, et al., 2'1'(. +e*ara struktural, penisilin
asilase termasuk dalam kelas )"terminal nukleo%ilik hidrolase yang tidak
memiliki serangkaian katalitik, tetapi )"terminal serin diakti$asi oleh molekul
embatan air, melalui ikatan hidrogen &gambar 3(.
Ga,ba- *). Ga,ba-an Ske,atik Sisi Akti: Penisilin AsilaseDasar Mikrobiologi.#ilid /. 8I Press. #akarta. =alaman +$
Pres(ott, M.L., =arley #.P., dan 2lein D.A. /&&/. Mi(robiology. ?disi2elima. M(4ra*>=ill =igher ?du(ation. 87A. =alaman $+.
o*he. 1999. /ole*ular -io*hemi*als Bndustry, p. :1.
Glin, .>., 7e /artin, =., Halling, P.C., /oore, -.5. and Canssen, A../. 2''2.nymati* synthesis o% -la*tam antibioti*s $ia dire*t *ondensation,
biote*hnologyR, 99, pp. 216"222