produksi vitamin b12 oleh pseudomonas dan propionibacterium spp
TRANSCRIPT
PPRODUKSI VITAMIN B-12 OLEHRODUKSI VITAMIN B-12 OLEHPseudomonas dan
Propionibacterium spp
YUS EFENDI
Pendahuluan• Disintesis mikroorganisme di
hewan
• Terdiri dari senyawa:▫ Cobamide (cincin corrin
dengan inti cobalt)▫ Nukleotida
5,6-dimethylbenzimidazole Ribose-s-phosphate
▫ Senyawa yang terikat dengan cobalt
• Hoffbrand AV, Moss PAH, Pettit JE. Essential Haematology. 5 th ed. Massachusetts: Blackwell Publishing; 2006. p. 44-57.• Shenkin A, Baines M, Fell GS, Lyon TDG. Vitamins and Trace Elements. In: Burtis CA, Ashwood ER, Bruns DE, editors.
Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics. 4th ed. St. Louis: Saunders Elsevier; 2006. p. 1100-5.
deoxyadenosylcobalamin
Lanjutan ... Lanjutan ...
Gaman dan Sherrington 2002
Kekurangan vitamin B12 dapat menyebabkan kelainan darah seperti macrocytos dan anemia pernisiosa serta kerusakan syaraf seperti alzeimer, meskipun kekurangan vitamin B12 bukan merupakan satu-satunya penyebab kelainan tersebut
Sizer dan Whitney 2002
Okuzumi dan Fujii 2000
Vitamin B12 berfungsi dalam metabolisme asam amino serta biosintesis protein dan asam nukleat
Vitamin B12 hanya ditemukan pada pangan hewani. Hati adalah sumber yang palingkaya akan vitamin B12, selain itu vitamin ini juga ditemukan dalam susu, daging, ikan, dan telur
Vitamin B-12Vitamin B-12
Lanjutan .....Lanjutan ....... ..
Tetapi pada manusia vitamin B12 diperoleh melalui makanan atau sebagai tambahan vitamin, karena seandainya vitamin ini disintesis oleh mikroorganisme dalam jumlah yang besar di dalam usus besar, tetapi tidak masuk ke dalam saluran darah.
Perbedaan vitamin B12 dengan vitamin dan koenzim lainnya adalah strukturnya sangat kompleks. Hal ini juga menggambarkan banyaknya tahapan biosintesis dengan melibatkan banyak enzim yang diekspresikan lebih dari tiga puluh gen untuk sintesis lengkap
Vitamin B-12Vitamin B-12
Erliandri dan Herianto, 2003
Merupakan bakteri Gram negatif yang bersifat obligat aerob dan senyawa-senyawaintermedietnya antara urogen III dan asam kobirinat menjadi sangat sensitif terhadap oksigen. Bakteri aerob pensintesis cobalamin mengembangkan sistem penting yang menjaga senyawa intermediet sensitif oksigen. Intermediet-intermediat tersebut dapat dialirkan dari urogen III ke asam kobirinat tanpa dikeluarkan kedalam sitoplasma sehingga kontak dengan oksigen dapat dicegah
PseudomonasPseudomonas
Gilliland, 1986
Produksi Vitamin B12 secara komersial dengan cara fermentasidan mikroba yang sering digunakan diantaranya adalah Propionibacterium freudenreichii. Bakteri ini sering ditemukan pada produk keju Swiss yang memproduksi Asetaldehida, propionaldehida, etanol, propanol, dimetil sulfida dan asam Isovalerat sebagai komponen flavor
Propionibacterium nerupakan bakteri garam positif tidak berspora, berbentuk bulat, tidak bersifat motil, anaerob sampai aerob toleran, memfermentasi karbohidrat, pepton, piruvat atau laktat dengan produk utamanya asam propionat dan asam asetat.
Propionibacterium sppPropionibacterium spp
Biosintesis Vitamin B12 yang dihasilkan oleh berbagai bakteriBiosintesis Vitamin B12 yang dihasilkan oleh berbagai bakteri
Spesies Medium Aerasi
Proses
Suhu( C)⁰
Waktu(Jam)
Produk(mg/I)
PropionibacteriumFreudenreichii
Glukosa, cornsteep, hetain kobalt, pH 7,5
Anaerobik (3 hari) + aerobic (2 hari)
30 120 20
PropionibacteriumShermanii
Glukosa, cornsteep, hetain kobalt, pH 7
Anaerobik (3 hari) + aerobic (2 hari)
28 150 23
Pseudomonas denitrificans
Asam oksalat, betain, koblat, garam mineral
Aerobic - - -
Galur yang memproduksi Vitamin B12Galur yang memproduksi Vitamin B12
Sumber : Rahman, A (1992) Sumber : Rahman, A (1992)
Proses Produksi Vitamin B12Proses Produksi Vitamin B12
Fermentasi Produksi Vitamin B12 Menggunakan Bakteri Propioni Propionibacterium shermanii dan Propionibacterium freudenreichii yang paling banyak digunakan. Propionibacteria menghasilkan vitamin B12 intraseluler dan mengeluarkan asam propionat terutama dan asam asetat ekstraseluler.
Fermentasi Produksi Vitamin B12 Menggunakan Bakteri Propioni Propionibacterium shermanii dan Propionibacterium freudenreichii yang paling banyak digunakan. Propionibacteria menghasilkan vitamin B12 intraseluler dan mengeluarkan asam propionat terutama dan asam asetat ekstraseluler.
Proses fermentasi vitamin B12 menggunakan strain-strain Propionibacterium dibagi menjadi dua tahap
Proses fermentasi vitamin B12 menggunakan strain-strain Propionibacterium dibagi menjadi dua tahap
Propionibacterium sppPropionibacterium spp
Tahap Pertama : secara anaerob selama 2 hari dan menghasilkan 5 deosiedenosilkobinamin sebagai produk utama
Tahap Pertama : secara anaerob selama 2 hari dan menghasilkan 5 deosiedenosilkobinamin sebagai produk utama
Tahap kedua : secara aerob selama 3-4 hari dan terjadi biosintesis 5,6-dimetilbenzimidazol sehingga koenzim B (5-deosidenosilkobalamin) dapat diproduksi. Dalam proses ini hanya sekali persenyawaan kobamide lainnya yang disintesis.
Tahap kedua : secara aerob selama 3-4 hari dan terjadi biosintesis 5,6-dimetilbenzimidazol sehingga koenzim B (5-deosidenosilkobalamin) dapat diproduksi. Dalam proses ini hanya sekali persenyawaan kobamide lainnya yang disintesis.
Lanjutan .....Lanjutan ....... ..
Propionibacterium sppPropionibacterium spp
Pada proses pemanenan, kobalamin yang terikat pada sel dijadikan larutan dengan perlakuan pemanasan pada suhu 80-120 oC selama 30 menit, pH 6.5-8.5. Kemudian secara kimia dilakukan konversi menjadi sianokobalamin yang bersifat lebih stabil.
Pada proses pemanenan, kobalamin yang terikat pada sel dijadikan larutan dengan perlakuan pemanasan pada suhu 80-120 oC selama 30 menit, pH 6.5-8.5. Kemudian secara kimia dilakukan konversi menjadi sianokobalamin yang bersifat lebih stabil.
Produk kasar dengan kemurnian 80% digunakan sebagai aditif makanan ternak. Pemurnian lebih lanjut menghasilkan produk yang digunakan dibidang kedokteran yaitu produk dengan kemurnian 95-98%.
Produk kasar dengan kemurnian 80% digunakan sebagai aditif makanan ternak. Pemurnian lebih lanjut menghasilkan produk yang digunakan dibidang kedokteran yaitu produk dengan kemurnian 95-98%.
Masalah utama dalam produksi vitamin B12 yang menggunakan Propionibacterium adalah penghambatan pertumbuhan sel karena akumulasi metabolit penghambat seperti asam propionat dan asam asetat.
Masalah utama dalam produksi vitamin B12 yang menggunakan Propionibacterium adalah penghambatan pertumbuhan sel karena akumulasi metabolit penghambat seperti asam propionat dan asam asetat.
Rahman, (1992)Rahman, (1992)
Sebagai besar juga proses fermentasi vitamin B12 menggunakan glukosa sebagai sumber karbon
Sebagai besar juga proses fermentasi vitamin B12 menggunakan glukosa sebagai sumber karbon
Proses Produksi Vitamin B12Proses Produksi Vitamin B12
Keunikan lainnya, vitamin B12 tidak dapat diproduksi oleh organisma eukaryot dan hanya diproduksi oleh beberapa mikroorganisma prokaryot, diantaranya E. coli dan Pseudomonas denitrificans.
Keunikan lainnya, vitamin B12 tidak dapat diproduksi oleh organisma eukaryot dan hanya diproduksi oleh beberapa mikroorganisma prokaryot, diantaranya E. coli dan Pseudomonas denitrificans.
Pseudomonas denitrificans merupakan bakteri Gram negatif yang bersifat obligat aerob dan senyawa-senyawa intermedietnya antara urogen III dan asam kobirinat menjadi sangat sensitif terhadap oksigen.
Pseudomonas denitrificans merupakan bakteri Gram negatif yang bersifat obligat aerob dan senyawa-senyawa intermedietnya antara urogen III dan asam kobirinat menjadi sangat sensitif terhadap oksigen.
PseudomonasPseudomonas
Bakteri aerob pensintesis cobalamin mengembangkan sistem penting yang menjaga senyawa intermediet sensitif oksigen. Intermediet-intermediat tersebut dapat dialirkan dari urogen III ke asam kobirinat tanpa dikeluarkan kedalam sitoplasma sehingga kontak dengan oksigen dapat dicegah
Bakteri aerob pensintesis cobalamin mengembangkan sistem penting yang menjaga senyawa intermediet sensitif oksigen. Intermediet-intermediat tersebut dapat dialirkan dari urogen III ke asam kobirinat tanpa dikeluarkan kedalam sitoplasma sehingga kontak dengan oksigen dapat dicegah
Warna merah vitamin B12 merupakan salah satu pigmen alami dalam kehidupan seperti warna hijau pada klorofil. Semua pigmen alami diturunkan secara biosintesis dari urophorpirinogen III yang terdiri dari delapan molekul asam 5-aminolevulinat (ALA), yang berpasangan dua-dua untuk menghasilkan empat molekul porfobilinogen (PBG)
Warna merah vitamin B12 merupakan salah satu pigmen alami dalam kehidupan seperti warna hijau pada klorofil. Semua pigmen alami diturunkan secara biosintesis dari urophorpirinogen III yang terdiri dari delapan molekul asam 5-aminolevulinat (ALA), yang berpasangan dua-dua untuk menghasilkan empat molekul porfobilinogen (PBG)
KESIMPULANKESIMPULAN
Perbaikan produktivitas Pseudomonas denitrificans dapat dilakukan melalui teknik rekayasa genetika, dibuktikan oleh overekspresi dari gen-gen penyandi enzim-enzim pada biosintesis vitamin B12 yang dikloning kedalam suatu vector dan diintroduksikan kembali ke induknya
Perbaikan produktivitas Pseudomonas denitrificans dapat dilakukan melalui teknik rekayasa genetika, dibuktikan oleh overekspresi dari gen-gen penyandi enzim-enzim pada biosintesis vitamin B12 yang dikloning kedalam suatu vector dan diintroduksikan kembali ke induknya
Proses microbial atau mikroalgal untuk produksi vitamin memiliki banyak keuntungan dibandingkan dengan proses sintesis kimia (apabila tersedia). Produk-produk dari proses kimia biasanya campuran racemic, sementara itu reaksi fermentasi ataupun biokonversi menghasilkan senyawa enantiomeric yang diinginkan.
Proses microbial atau mikroalgal untuk produksi vitamin memiliki banyak keuntungan dibandingkan dengan proses sintesis kimia (apabila tersedia). Produk-produk dari proses kimia biasanya campuran racemic, sementara itu reaksi fermentasi ataupun biokonversi menghasilkan senyawa enantiomeric yang diinginkan.
