2. Kitosanase dan Mikroba Penghasil Kitosanase
Kitosanase EC 3.2.1.132 merupakan enzim yang menghidrolisis ikatan glikosidik kitosan untuk menghasilkan kitooligomer kitooligosakarida. Kitosan
â-1 4-N-glukosamin merupakan turunan dari kitin yang diperoleh melalui deasetilasi sempurna atau sebagian. Menurut Fukamizo dan Brzezinski 1997,
kitosanase adalah enzim yang menghidrolisis kitosan, memotong pada ikatan â- 1,4-glikosidik kecuali ikatan GlcNAc-GlcNAc. Kitosanase dibagi menjadi tiga klas
berdasarkan spesifik pemotongannya yaitu klas 1, enzim memotong pada ikatan GlcN-GlcN dan GlcNAc-GlcN; klas 2, enzim yang memotong hanya pada ikatan
GlcN-GlcN; klas 3, enzim yang memotong pada ikatan GlcN-GlcN dan GlcN- GlcNAc Saito et al. 1999; Fukamizo dan Brzezinski 1997. Pada Tabel 2
disajikan beberapa karakteristik enzim kitosanase dari berbagai sumber. Berdasarkan homologi sekuen asam amino, Yoon et al. 2000
mengkategorikan kitosanase ke dalam empat kelompok, kelompok I berhubungan erat dengan kitosanase dari B. circulans, B.ehemensis, dan
Burkholderia gladioli similaritas sekitar 81-84. Kelompok II termasuk
Amycolaptosis sp., Nocardioides sp. N 106, Streptomyce s sp. N 174 similaritas
sekitar 73-76. Bacillus sp. CK4 dan Bacillus subtilis termasuk dalam golongan kelompok III dengan similaritas sekitar 76.6. Sedangkan Sphingobacterium dan
Matsuebacter digolongkan ke dalam kelompok IV dengan similaritas sekitar 75.
Carbohydrate Active Enzyme CAZY mengklasifikasi kitosanase pada 3 tiga
kelompok, yaitu family 46, 75 dan 80. Sebagian besar hasil studi kitosanase yang terdapat pada bakteri termasuk dalam anggota glikosida hidrolase family 46,
dimana kitosanase dari fungi patogen tanaman seperti Fusarium solani diklasifikasi sebagai glikosida hidrolase family 75. Chitosanotabidus dan
Sphingobacterium multivorum termasuk golongan glikosida hidrolase family 80
Park et al. 1999. Diantara kitosanase yang telah diteliti tersebut hanya glikosida hidrolase family 46 yang telah ditentukan struktur tiga dimensinya dan
hanya dua struktur kristal kitosanase, yaitu dari Streptomyces sp. N174 dan Bacillus circulans
yang telah dipublikasi Saito et al. 1999. Glu-22 dan Asp-40 merupakan residu asam amino yang penting pada sisi katalitiknya Fukamizo dan
Brzezinski 1997 dimana residu triptofan berperan penting untuk kestabilan protein enzim kitosanase Honda et al. 1999. Hasil studi lain terhadap identifikasi
residu asam amino untuk aktivitas katalitik kitosanase termostabil dari Bacillus
sp. CK4 menunjukkan bahwa Glu-50 tidak mutlak esensial untuk aktivitas katalitik, tetapi mungkin memiliki peranan penting untuk menjaga struktur sisi
katalitik kitosanase Yoon et al. 2001. Berbagai pertimbangan penggunaan mikroba sebagai sumber enzim
kitosanase antara lain adalah mikrob a dapat tumbuh relatif cepat, bahan baku relatif murah, mudah diisolasi, dan terbuka peluang untuk meningkatkan mutu
enzim melalui rekayasa genetika Madigan et al. 2000. Informasi tentang mikroba penghasil enzim kitosanase telah dilaporkan oleh beberapa peneliti,
antara lain kitosanase dari Bacillus sp P1-7S dilaporkan oleh Seino et al. 1991, Matsuebacter chitosanotabidus
3001 oleh Park et al. 1999, Bacillus sp strain CK4 oleh Yoon et al. 2001, Burkholderia gladioli strain CHB101 oleh Shimosaka
et al. 2000, Streptomyces N174 oleh Somashekar dan Joseph 1996.
Kitosanase yang berasal dari fungi dilaporkan oleh Shimosaka et al. 1993 yang mengisolasi kitosanase dari Fusarium solani f.sp. dan phaseoli, Cheng dan Li
2000 mengisolasi kitosanase dari Aspergillus Y2K. Kitosanase yang berasal dari tanaman Cucumis sativus, Citrus sinensis, dan Barley telah dilaporkan oleh
Somashekar dan Joseph 1996. Karakteristik enzim kitosanase yang berasal dari Bacillus licheniformis MB2
disajikan dalam Tabel 2. Beberapa karakteristik enzim kitosanase yang berasal dari berbagai sumber disajikan pada Tabel 3.
Tabel 2 Karateristik enzim kitosanase dari Bacillus licheniformis MB2
a
No. Parameter
Karakteristik 1.
2. 3.
4. 5.
6. 7.
Suhu optimum pH optimum
Buffer optimum Berat Molekul
Aktivator Spesifitas substrat
Tahan terhadap jenis denaturan
70
o
C 6.0 -7.0
Buffer phosphat 0.05 M pH 6 75 kDa
Mn Kitosan terlarut
Guanidin dan urea
a Chasanah 2004
Tabel 3 Beberapa karakteristik biokimia kitosanase
Mikroorganisme Berat
Molekul kDa
pH Optimum
Suhu Optimum
o
C Inhibitor substrat
Produk Referensi
Matsuebacter chitosanotabidus
3001 Paenibacillusfukuinensis
D2 B. circulans
MH-K1 Bacillus
sp CK-4 Aspergillus
Y2K Acinetobacter
sp CHB101
Fusarium solani f.sp
phaseoli. 34
86.51 27
29 25
37 30 36
4.0 -
6.5
6.5 6.6
5 – 9 5.6
30 – 40 -
50
60 65 – 70
40 40
Ag
2+
- Hg
2+
, Zn
+
, pCMB,
Cu
2+
Cu
2+
Hg
2+
,Cd
2
= -
- -
Kitosan DD
100, CMC
Kitosan dengan
DD tinggi Kitosan
dengan DD tinggi
Kitosan dengan
DD tinggi Kitosan
dengan DD tinggi
Kitosan dengan
DD tinggi Kitosan
dengan DD tinggi
GlcN
2-6
GlcN
2-7
GlcN
4
GlcN
4
GlcN
3-5
GlcN
3-5
GlcN
3-5
Park et al. 1999
Kimoto et al
. 2002 Yabuki et
al. 1988
Yoon et al. 2000
Cheng dan Li 2000
Shimosaka et al.
1995 Shimosaka
et al . 1993
B . BAHAN PANGAN SEBAGAI IMMUNOENHANCER DAN ANTIKANKER
Penelitian untuk menunjukkan potensi bahan pangan tertentu yang memiliki aktivitas terhadap proliferasi sel limfosit dan antiproliferasi terhadap sel kanker
telah banyak dilakukan. Buah-buahan, sayuran dan biji-bijian merupakan sumber dari produk samping metabolisme senyawa mevalonat yang bersifat
antikarsinogenik Elson dan Yu 1994. Beberapa jenis bahan pangan lain yang juga mengandung senyawa antikarsinogenik adalah: bawang, kol, kedelai,
wortel, seledri, bawang bombay, teh hijau, citrus orange, lemon, grapefruit, beras pecah kulit dan gandum utuh Caragay 1992. Menurut Waladkhani dan
Clemens 1998 sayuran, buah-buahan dan biji -bijian mengandung beragam senyawa fitokimia yang berpotensi sebagai senyawa antikarsinogenik yaitu:
karotenoid, klorofil, flavonoid, indol, komponen polifenol, inhibitor protease, sulfida, dan terpen. Laporan tersebut didukung oleh hasil penelitian Zakaria et al.
2000 yang melaporkan bahwa konsumsi sayur dan buah yang mengandung vitamin C dan vitamin E dapat meningkatkan kemampuan proliferasi sel limfosit
dan meningkatkan aktivitas sitotoksik dari sel NK. Selanjutnya Ogata et al. 2000, melaporkan senyawa turunan asam nikotinat dan nikotinamida yaitu
niasin jenis vitamin larut air ditemukan tidak membunuh sel limfosit, tetapi dapat menginduksi apoptosis pada sel K562.
Kelompok solanase tomat, kentang, terung dan cabai dan rempah-rempah jahe, cengkeh, kunyit juga merupakan kelompok bahan pangan yang
mempunyai sifat anti karsinogenik. Menurut Yuana 1998, rempah-rempah seperti jahe, lempuyang, kencur dan pasak bumi mempunyai komponen-
komponen yang dapat memberikan efek penghambatan terhadap sel kanker K562. Agustinisari 1998 melaporkan bahwa ekstrak air dan etanol jahe segar
dapat menekan proliferasi sel leukimia K562 secara in vitro. Ekstrak air dan etanol dari bawang putih dari hasil penelitian Lastari 1997 dapat menekan
proliferasi sel-sel K562 secara in vitro dan menaikkan aktivitas sel NK manusia. Rusmarilin 2003 juga melaporkan aktivitas anti kanker dari ekstrak lengkuas
lokal Alpinia galanga L Sw pada galur sel kanker manusia dan mencit. Senyawa turunan flavonoid yang terkandung dalam bahan pangan antara
lain quersetin memperlihatkan kemampuan menghambat proliferasi sel leukimia dan sel ovari manusia secara in vitro Zakaria et al. 1997. Iwashita et al. 2000
juga melaporkan aktivitas senyawa isoliquiritigenin dan butein turunan dari flavonoid mampu menghambat pertumbuhan sel dan menginduksi terjadinya
apoptosis pada sel-sel B16 Melanoma 4A5. Damayanti 2002 melaporkan senyawa antioksidan dari bekatul padi Oryza sativa mampu menekan proliferasi
sel kanker KR4 sebesar 30 , K562 sebesar 12, dan melanoma sebesar 23. Beberapa ekstrak tanaman juga dilaporkan memiliki kemampuan
memperbaiki sistem imun dan bersifat anti kanker, antara lain hasil penelitian dari Konishi et al. 1985 dan Noda et al. 1996 yang melaporkan aktivitas anti tumor
dari chlorella vulgari. Senyawa fenol glikosida, neohankosida C, yang diisolasi dari tanaman Cynanhum hancockianum diketahui bersifat anti tumor dan
mempunyai aktivitas imunomodulator Konda et al. 1997. Eksktrak tanaman Uncaria tomentosa
dilaporkan tidak bersifat toksik Maria et al; 1997, menginduksi proliferasi limfosit Wurm et al. 1998 dan mampu menghambat
proliferasi serta menginduksi apoptosis sel-sel leukimia K562 dan HL-60 Sheng et al
. 1998. Meiyanto et al 2003 juga melaporkan ekstrak etanol daun dan kulit batang tanaman cangkring Erythrina Fusca Lour dapat menghambat proliferasi
sel HeLa. Ananta 2000 melaporkan ekstrak cincau hijau Cyclea barbata L. Miers
mampu menghambat proliferasi sel K562 sebesar 70 dan sel HeLa sebesar 30. Puspaningrum 2003 melaporkan ekstrak air kayu secang
Caesalpinia sappan Linn mampu memproliferasi sel limfosit limfa tikus dan menekan proliferasi sel K562 secara in vitro sebesar 20.8.
Senyawa-senyawa anti kanker ternyata tidak hanya berasal dari daratan, Aoki et al. 2004 melaporkan aktivitas anti kanker dari smenospongine yaitu
senyawa aminokuinon seskuiterpen yang diisolasi dari spong laut terhadap sel kanker K562 chronic myelogenous leukemia pada konsentrasi 3 – 15 µM.
Senyawa kitin dan turunannya yang berasal dari hewan laut udang dan kepiting ternyata juga dilaporkan memiliki aktivitas anti kanker, laporan ini antara lain
dikemukakan oleh Yeon 2004 bahwa heksa N-asetil kitoheksaose dan kitoheksaose memiliki pengaruh penghambat pertumbuhan dari sel tumor Meth
A-solid. Semenuk et al. 2001 melaporkan aktivitas kitooligomer sebagai anti
tumor. Pae et al. 2001 melaporkan terjadinya induksi granulositik pada sel
promyelocytic leukemia HL-60 oleh water-soluble chitosan oligomer WSCO.
Shen 2002 juga melaporkan kitosan larut air WSC secara signifikan menghambat proliferasi sel kanker ASG.
B. LIMFOSIT DALAM SISTEM IMUN
Kategori