Ekspresi Fenotipe dan Aktivitas Biologi Streptokokus Grup C Isolat Asal Babi dan Kera

m w a d c r l w - r l C * L r l u
ik,aewa isai mcia
t
a
s lor m a (I*.
jorl)rcyS~E,~iiwiIr)clit

-=h-

EKSPRESI FENOTIP DAN AKTlVlTAS
BlOLOGl STREPTOKOKUS GRUP C ISOLAT
ASAL BABI DAN KERA

Oleh :
IWAN HARJONO UTAMA

PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANlAN BOGOR
1998

SUMMARY

IWAN HARJONO UTAMA.

Phenotypic Expression and Biological

Activities of Group C Streptococci Isolated from Pigs and Monkeys. (under
supervision of Hj. AISJAH GlRlNDRA as chairman,

I WAYAN TEGUH

WIBAWAN. FACHRIYAN HASMl PASARIBU, H. ENDHIE D. SETIAWAN and
H GATUT ASHADI as members).
Thirty four isolates of streptococci from streptococcosis outbreaks in
pigs and monkeys had been -identified and characterized.

All isolates

belonged to Lancefield's group C streptococci, and based on biochemical
reactions identified as

Streptococcus equi subsp.

zooepidemicus.

Twenty eight isolates (82,35%) produced mucoid colonies on blood agar,
turbidity in liquid media, diffuse colonies on soft agar and had hydrophylic
properties. In contrast, six isolates (17,65%)formed rough colonies on blood
agar, sediment in liquid media with clear supernatant, compact colonies on
soft agar and had hydrophobic character.

These phenotypic properties

seemed to be related to the encapsulation of these bacteria. Bacteria with
mucoid colonies expressed capsular structures on their surface.

The

capsular structure were confirmed electronmicroscopicaIly. No comparable
result was shown by bacteria with rough colonies.
The acriflavin and decapsulation tests indicated that the main
component of capsule is hyaluronic acid.

The hyaluronic acid capsule

seemed to play important roles in the bacterial survival against the

phagocytic activity of polymorphonuclear (PMN) cells and for the adhesion of
bacteria on host's epithelial cells.

This study was granted by Tim Managemen Program Doktor (TMPD) and Hibah Bersaing VI
1 1 I 1997-1998.

IWAN HARJONO UTAMA.

Ekspresi Fenotip dan Aktivitas Biologi

Streptokokus Grup C Isolat Asal Babi dan Kera
AISJAH

GlRlNDRA

sebagai

ketua,

(di bawah bimbingan Hj.

I WAYAN

TEGUH

WIBAWAN,

FACHRIYAN HASMl PASARIBU. H. ENDHIE D. SETIAWAN dan H. GATUT
ASHADI (Alm) sebagai anggota).
Tiga puluh empat isolat

Streptokokus yang berasal dari wabah

streptokokosis pada babi dan kera telah diidentifikasi dan dikarakterisasi.
Semua isolat termasuk Streptokokus grup C menurut Lancefield dan

Streptococcus

equi

subsp.

zooepidemicus

menurut

reaksi

biokimiawinya. Dua puluh delapan isolat (82,35%) tumbuh sebagai koloni
mukoid pada agar darah, menimbulkan kekeruhan dalam media cair, koloni
difus pada' media agar lunak (soft agar) dan memiliki sifat

hidrofil.

Sebaliknya, enam isolat (17,65%)tumbuh sebagai koloni kasar pada media
agar darah, membentuk endapan dalam media cair dengan supernatan

jernih, koloni kompak di agar lunak dan rnemiliki sifat hidrofob.

Slfat-sifat

fenotip tampaknya berhubungan dengan keberadaan kapsul. Bakteri dengan
koloni mukoid memperlihatkan struktur kapsul di permukaan selnya, ha1 ini

ditunjang

dengan

pengamatan elektron

mlkroskop.

Bakteri

permukaan koloni yang kasar tidak memperlihatkan struktur tersebut.

dengan

tampaknya berperan penting dalarn ketahanan bakteri terhadap aktivitas
fagositosis sel pofimorfonuklear (PMN) dan untuk perlekatan bakteri pada sel
inang.

Penelitian ini dibiayai oleh Tim Managemen Program Doktor (TMPD) dan proyek Hibah
Bersaing VI l 1 / 1997-1998.

EKSPRESI FENOTIP DAN AKTlVlTAS BlOLOGl
STREPTOKOKUS GRUP C ISOLAT ASAL BABl
DAN KERA

oleh :
IWAN HARJONO UTAMA

Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor

pada

Program Pascasarjana
lnstitut Pertanian Bogor

PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
1998
'

Judul disertasi

: EKSPRESI FENOTIP DAN AKTlVlTAS
BlOLOGl STREPTOKOKUS GRUP-C ISOLAT ASAL
BABl DAN KERA

Nama mahasiswa
Nomor pokok
Program studi

: IWAN HARJONO UTAMA
: 93550

: Sains veteriner

Menyetujui

L
Prof. Dr. Hi. Aisiah Girindra
Ketua

Dr. Drh. I Wavan T. Wibawan. MS
Anggota

&

Dr. Drh. Fachrivan Hasmi Pasaribu
Anggota

-Dr. Drh. H. Endhie D. Setiawan. MS.
Anggota

ttd.

Prof. Dr. H. Gatut Ashadi (Alrn)
Anggota

Ketua Program Studi
Ssins Veteriner

~roVbr.~-~asduki
Partadiredia.

M*!

Tanggal. lulus ujian :

2 0 JUN 1998

Penulis lahir di Bogor tanggal 6 April 1961, anak tunggal dari Eddy G.
Utama (alrn) dan Mien Ashadi (alrn).

Tahun 1980 ia lulus dari SMA

Kesatuan Bogor, masuk lnstitut Pertanian Bogor tahun 1980 (Tingkat
Persiapan Bersama) dan lulus Dokter Hewan tahun 1985.
pascasarjana di tnstitut Pertanian Bogor

Pendidikan

jurusan sains veteriner dimulai

tahun 1986 dan lulus Magister Sains tahun 1989.

Mendapat kesempatan

melanjutkan program doktor di lnstitusi yang sama pada tahun 1993 dan
lulus pada tahun 1998.
Pengalaman bekerja dimulai'dari asisten luar biasa pada tahun 1982
2, Anatomi ~ e t e r i n e rIdan 2 serta
'l
dalam mata ajaran Biokimia ~ a s a r .dan
Mikrobiologi Umurn di Fakultas Kedokteran Hewan IPB. Tahun 1989 hingga
sekarang penulis bekerja sebagai staf pengajar Biokimia Veteriner di
Program Studi Kedokteran Hewan (sekarang Fakultas Kedokteran Hewan)
Universitas Udayana-Bali.

Penulis juga ikut rnembantu mengajar Patologi

Klinik Veteriner di institusi yang sama dan Kimia Klinik di Jurusan Kimia
Program Studi Matematika dan llmu Pengetahuan Alam (sekarang telah
menjadi Fakultas Matematika dan llrnu Pengetahuan Alam) Universitas
Udayana.

Menikah dengan Ninuk Sri Rejeki, SKH pada tahun 1995.

UCAPAN TERIMA KASlH

Penulis sangat berterima kasih kepada Prof. Dr. Hj. Aisjah Girindra,
pembimbing utamanya atas saran d a n bimbingannya selarna penelitian.
Ucapan terirna kasih juga ditujukan kepada anggota pembimbing lainnya, Dr.
Drh. I Wayan Teguh Wibawan, MS, Dr. Drh. Fachriyan Hasmi Pasaribu, Dr.
Drh. H. Endhie D. Setiawan, MS dan Prof. Dr. H. Gatut Ashadi atas
bimbingannya.
Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Tim Manajemen Program
Doktor (TMPD) Dikti dan Tim Proyek Hibah Bersaing VI I 1 I1997-1999
Direktorat

Pembinaan

(Ditbinlitabrnas)

Penelitian

Departemen

dan

Pengabdian

Pendidikan

dan

Indonesia atas dana penelitian yang diberikan.

pada

Masyarakat

Kebudayaan
Kepada

Republik
Kepala

Laboratorium Biokimia Fakultas Matematika dan llmu Pengetahuan Alam
lnstitut Pertanian Bogor, Kepala Laboratorium Patologi Veteriner dan Kepala
laboratorium Mikrobiologi Fakultas Kedokteran Hewan lnstitut Pertanian
Bogor juga di&apkan

terima kasih atas ijin dan fasilitas yang diberikan

selama penelltian ini berlangsung. Tidak lupa juga diucapkan terima kasih
kepada teknisi laboratorium-laboratorium tersebut atas bantuan teknis yang
diberikan selarna penelitian.

Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada

beberapa perpustakaan seperti perpustakaan Balai Penelitian VeterinerBogor, Pusat Perpustakaan Pertanian dan Komunikasi Penelitian-Bogor,

perpustakaan
Indonesia,

bagian

Mikrobiologi

perpustakaan

Fakultas

Fakultas
Kedokteran

Kedokteran
Universitas

Universitas
Indonesia,

perpustakaan pusat lnstitut Pertanian Bogor-Darmaga dan pusat informasi
lainnya yang telah banyak membantu penulis.
~ e n e l i t i a nini tidak
pihak seperti

dapat diselesaikan tanpa bantuan dari berbagai

Balai Penyidikan Penyakit Hewan (BPPH) Wilayah

VI

Denpasar-Bali, Dinas Peternakan Propinsi Daerah Tingkat I Bali. BPPH
Wilayah I l t Bandarlampung-Lampung, BPPH Wilayah VII Maros-Sulawesi
Selatan dan lnstansi lainnya.

Untuk itu diucapkan terima kasih atas

kerjasama yang baik ini.
Kepada

Bagian Mikrobiologi

Justus

Leibig

Universitat-Giessen,

Germany diucapkan terima kasih atas bantuannya dalam preparasi sediaan
elektron mikroskop dan beberapa isotat rujukan termasuk isolat streptokokus
grup C yang diberikan.
Akhir kata, disertasi ini tidak mun$kin tersusun tanpa bantuan kedua
orang tua Eddy G. Utama (Alm). dan Mien Ashadi (Alm) yang telah
membesarkan penulis serta istri tercinta Drh. Ninuk Sri Rejeki yang telah
mendampingi penulis dalam suka dan duka.

Untuk kolega dan karyawan

dari Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana juga diucapkan terima
kasih atas perhatiannya selama penulis mengikuti tugas belajar ini.
Bogor, Juli 1998
lwan Harjono Utama

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan pada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat
dan rahmat yang diberikan hingga penelitian ini dapat diselesaikan.
Penelitian ini membahas streptokokus grup

C yang merupakan bakteri

komensal tapi berpeluang menjadi patogen baik pada hewan mau pun
manusia.

Permasalahan ini sering terabaikan terutama dari kalangan

praktisi medis . dan veteriner.

Kemunculan wabah streptokokosis yang

menyerang babi dan kera pada tahun 1994 di Bali yang kemudian menyebar
ke daerah lainnya merupakan salah satu bukti ha1 di atas. Selain merupakan
penyakit

yang

baru

pertama

kali

dilaporkan

di

Indonesia,

bakteri

penyebabnya juga baru dan telah dipelajari serta diteliti sebagian sifatsifatnya dalam disertasi ini.
Akhir kata, tak ada karya manusia yang sempurna meskipun usaha ke
arah itu selalu dilakukan, demikian juga halnya disertasi ini. Kritik dan saran
positif sangat diharapkan untuk perbaikan disertasi ini.

Bogor, Juli 1998
lwan Harjono Utama

DAFTAR IS1
Halaman
DAFTAR IS1 .................................................................................................

i

DAFTAR TABEL ..........................................................................................

iv

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................

vi

DAFTAR LAMPIRAN...................................................................................

viii

I

PENDAHULUAN .....................................................................................

1

1 1 Latar Belakang ...................................................................................
1 2 Tujuan Penelitian ...............................................................................
..
1. 3 Kegunaan Penelltlan ..........................................................................

4

I1 TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................

1

5
6

2.1 Sifat Streptokokus ........................ :.................................................... 6
2.2 Streptococcus equi subsp. zooepidemicus pada Hewan dan
8 .
Manusia ............................................................................................
2.3 Komponen Kimiawi Permukaan Sel S. equi subsp.
zooepidemicus ..................................................................................9
2.3.1 Kapsul sebagaj Komponen Permukaan Sel ............................... 9
2.3.2 Dinding Sel............................................................................... 14
2.3.2.1 Peptidoglikan, Asam Teikoat dan Lipoteikoat ................. 14
2.3.2.2 Karbohidrat Dinding Sel ................................................... 17
19
2.3.2.3 Antigen Protein ................................................................
22
2.4 Antigen Ekstra Seluler .....................................................................
2.5 Sifat Permukaan Sel Bakteri ............................................................
23
2.6 Perlekatan Bakteri pada Sel lnang .................................................. 26
2.7 Fagositosis oleh Sel Polimorfonuklear (PMN) ................................. 28
28
2.7.1 Biologi PMN .............................................................................
2.7.2 Proses Fagositosis oleh PMN ................................................. 29
2.8 Kapsul dan lmunopatogenesisnya................................................... 32
Ill 8AHAN DAN METODA :........................................................................

37

3 1 Bahan ................................................................................................
37
3.1.1 lsolat Bakteri .......................................................................... 37

3.1.2 Hewan Percobaan...................................................................
3.1.3 Media Umum ...........................................................................
3.1 .4 Media untuk Uji Biokimia .........................................................
3 1.5 Bahan Kimia Padat .................................................................
3.1 .6 Kit untuk Pengujian Serologis Streptokokus ...........................
3.7 .7 Kertas Cakram Antibiotika .......................................................
3.1.8 Bahan Kimia Cair ....................................................................
3.1 .9 Bahan-bahan Lain...................................................................
3.1.10 Alat-alat ...................................................................................

37
37
38
38
39
39
39
40
40

3.1 Metoda Penelitian .............................................................................
41
3.2.1 Isolasi, Pengamatan Makroskopis dan Mikroskopis
Bakteri ..................................... 1 .................................................. 41
3.2.2 Penentuan Grup secara Serologis ............................................ 42
3.2.2.1 Pembuatan Antigen Utuh untuk Uji
42
Koaglutinasi......................................................................
3.2.2.2 Pembuatan
. . Ekstrak Antigen untuk Uji
lmunod~fus~
Ganda ...........................................................
43
44
3.2.3 Pengujian Biokimia..................................................................
3.2.4 Uji Kepekaan terhadap Antibiotika In vitro ..............................45
3.2.5 Karakterisasi lanjut : Pengamatan Ekspresi Fenotip
.........................................................46
lsolat ............................ .
3.2.6 Pengujian Kimiawi dan Konfirmasi Struktural Kapsui ............. 47
3.2.6.1 Uji Akriflavin ................................. :. ................................ 47
3.2.6.2 Uji Dekapsulasi ............................................................. 48
3.2.6.3 Salt Aggregation Test ( S A T ) .......................................... 48
3.2.6.4 Pengamatan Elektron Mikroskopi .................................. 49
3.2.7 Elektroforesis SDS-PAGE ....................................................

51
3.2.8 Uji Aktivitas Biologi Isolat .......................................................
3.2.8.1 Uji Fagositosis In vitro ....................................................
3.2.8.2 Uji Fagositosis In vivo .................................................
3.2.9 Uji Perlekatan pada Sel lnang ........................................
3.2.9.1 Pengaruh Perlakuan terhadap Sel Bakteri
Berkapsul .......................................................................
3.2.9.2 Pengaruh Perlakuan terhadap Sel Epitel ........................
3.2.10 Analisis Data ........................................................................
3.2.1 1 Waktu dan Tempat Penelitian ..............................................
IV

HASlL DAN PEMBAHASAN .................

53
53
56
57
59
60
61
62

.......... 63

4.1 Isolasi. Pengamatan Makroskopis dan Mikroskopis
Bakteri .............................................................................................
4.2 Penentuan Grup Secara Serologis .............................................
. . .
4.3 Sifat Biok~rn~aw~
...............................................................................
4.4 Kepekaan lsolat Terhadap Antibiotika ............................................
4.5 Karakterisasi lanjut : Pengamatan Ekspresi Fenotip
lsolat ...............................................................................................
4.6 Pengujian Kapsul ............................................................................
4.6.1 Uji Akriflavin ............................................................................
4.6.2 Uji Dekepsulasi .......................................................................
4.6.3 Salt Aggregation Test (SAT) ...............................................
4.6.4 Elektron Mikroskopi..................................................................
4.7 Elektroforesis SDS-PAGE Ekstrak Antigen lsolat ...........................
4.8 Aktivitas Biologi lsolat .....................................................................
4.8.1 Fagositosis Bakteri In vitro ......................................................
4.8.2 Fagositosis In vivo .................................................................
4.8.3 Perlekatan Bakteri pada Sel lnang .........................................
4.8.3.1 Pengaruh Perlakuan terhadap Sel Bakteri
Berkapsul ..................... ..................................................
4.8.3.2 Pengaruh Perlakuan terhadap Sel
Epitel ................................................................................

V

63
65
67
68
71
76
76
77
78
81
81
83
83
89
94
97
99

KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................

103

DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................

105

DAFTAR TABEL
Judul

Halaman

Kemampuan Memfermentasi Trehalosa dan Sorbitol dari
ke 3 Spesies Streptokokus Grup C ..:.................................................

7

Sifat Biokimiawi Streptokokus Grup C ............................................

8

Pengamatan Makroskopis lsolat Streptokokus a-Hemolitik
dari Beberapa Daerah di Indonesia ...................................................

63

Hasil Pengujian Serologis lsolat Streptokokus Asal Babi dan
Kera dari Beberapa Daerah di Indonesia ......................................... 67
Hasil Pengujian Beberapa Sifat Biokimiawi lsolat Streptokokus
Grup C dari Betserapa Daerah di Indonesia........................................ 68
Sebaran Kepekaan lsolat S. equi subsp. zooepidemicus dari
Beberapa Daerah di lndonesia terhadap Bermacam-macam
Antibiotika ..................................... . . ............................................... 69
Karakterisasi Lanjutan Ekspresi Fenotip lsolat S. equi subsp.
zooepidemicus darj Beberapa Daerah di Indonesia .......................... 72
Karakterisasi Lanjutan Sifat Permukaan Sel S. equi subsp.
zooepidemicus dari Beberapa Daerah di Indonesia ......................... 80
Aktivjtas dan Kapasitas Fagositosis Bakteri Berkapsul dan
Tidak Berkapsul oleh PMN Babi In vitro............................................

85

Kapasitas Fagositosis Bakteri berkapsul dan Tidak Berkapsul
oleh Kultur Makrofag Peritoneal Mencit In vitro ................................. 86
Aktivjtas dan Kapasitas Fagositosis Bakteri Berkapsul dan
Tidak Berkapsul olehPMN dan Sel Makrofag Peritoneal
Mencit In vivo .............................................................. :.. ................... 89

12

13
14

15
16

Aktivitas dan Kapasitas Fagositosis-Bakteri Berkapsul dan
Tidak Berkapsul oleh PMN dan Sel Makrofag Darah Mencit
In vivo..................................................................................................

92

Perlekatan S.equi subsp. zooepidemicus pada Sel Epitel
Mukosa Buccalis Babi .......................................................................

95

Pengaruh Perlakuan S. equi subsp. zooepidemicus Berkapsul
dengan Hialuronidase terhadap Perlekatan pada Sel Epitel
Buccalis Babi ....................................................................................

98

Pengaruh Berbagai Perlakuan pada Sel Epitel Mukosa Buccalis
Babi terhadap Perlekatan S. equi subsp. zooepidemicus ................

100

Preinkubasi Sel Epitel Mukosa Buccalis Babi dengan
Asam Hialuronat terhadap Perlekatan S. equi subsp.
Zooepidemicus.. ...............................................................................

1 01

DAFTAR GAMBAR
Judul

Halaman

Struktur Monomer Asam Hialuronat Disakarida ................. ............... .. 11
D~agramSkematis Lintasan Biosintesis Asam Hialuronat
Disakarida ... ............................. ............... ...... ............ ... .... ... ...... ... . .. . .. 13
Beberapa Struktur Umum Peptidogtikan dan Konfigurasi
.Susunan Kornponennya...................................................................

.. 15

Struktur Kimia Asam Teikoat tipe Gliserol dan tipe Ribitol ................ 15
Hubungan antara Asam Teikoat (Rantai Sampingnya) dengan
Polimer Polisakarida dari Peptidoglikan ........ ... ... ...... ... ... .. . ... .... . . . . 16
Struktur Pembalut Sel Bakteri Kokus Gram Positif ............................ 18
Pengaturan Tulang Punggung Gliserofosfat dari Asam
Lipoteikoat yang Mengandung Sekeiompok Asam Amino
Bermuatan Positif (biasanya Lisin) ...................................................

20

Model Umurn Proses Antigen, Menunjukkan Lintasan
Konvensional MHC-I dan MHC-I1......................................................

31

Reaksi Serologis Penentuan Grup Streptokokus asal Babi
Menggunakan Strepfo-Grouping Kit...................................................

66

Ekspresi Fenotip Isolat S. equi subsp. zooepidemicus pada
Media Cair

74

Kolonr S. equi subsp. zooepidemicus pada Soft Agar ............... ...... .. 7 5
Reaksi Akriflavin dengan Kapsul S. equi subsp.
zooepidemicus ... ... . ... ...... ... .. . ..... . .. . ....... ........... . . .

.

. .. . .

. . . . . . 76

Uji Dekapsulasi Menggunakan S. aureus SN 2440 .. .... ................. .. .. 78

14

15

Elektron Mikroskopik Sel S. equi subsp. zooepidemicus
(33.200 x) ...........................................................................................
Pola Elektroforetik Ekstrak Antigen S. equi subsp.
zooepiderni~us....................................................................................

82
83

16

Grafik Kapasitas Fagositosis Bakteri Berkapsul dan Tidak
Berkapsul oleh PMN Babi In vitro ...................................................... 85

17

Grafik Kapasitas Fagositosis Bakteri Tidak Berkapsul oleh
Kultur Makrofag Peritoneal Mencit In vitro ......................................... 87

I8

Fagositosis Bakteri Tidak Berkapsul oleh PMN (Pewarnaan
Giemsa 1 600 x) ............................... : ................................................. 88

19

Grafik Aktivitas Fagositosis Bakteri Berkapsul dan Tidak
Berkapsul oleh PMN dan Sel Makrofag Peritoneal Mencit
In vivo ...............................................................................................
90

20

Grafik Kapasitas Fagositosis Bakteri Berkapsul dan Tidak
Berkaps~ii
oieh PMN dan Sel Makrofag Peritoneal Mencit

In vivo ................................................................................................

91

21

Grafik Kapasitas Fagositosis Bakteri Berka-psul dan Tidak
Berkapsul oleh PMN dan Sel Makrofag Darah Mencit
In vivo................................................................................................. 93

22

Grafik Kemampuan Melekat Sel Bakteri Berkapsul dan
Tidak Berkapsul pada Set HeLa ........................................................

96

23

Grafik Pengaruh Perlakuan Kimia pada Sel Bakteri Berkapsul
terhadap Kemampuan Melekatnya pada Sel HeLa.......................... 97

24

Grafik Pengaruh Preinkubasi Sel HeLa dengan Larutan
Asam Hialuronat 4 mg / ml terhadap Kemampuan Melekat
Bakteri Berkapsul .............................................................................

99

DAFTAR LAMP IRAN
No
1
2

Judul
Nilai Rujukan Kepekaan Bakteri terhadap Antibiotika
( I n vitro)... ... .............................................................................

Halaman

....... .... 125

Hasil Pengujian Sifat Biokimiawi Streptokokus Grup C
Menggunakan Rapid ID 32 Strep-Kit .................................................

126

Pendahuluan :Ekspresi Fenotip dan Aktivitas Biologi Streptokokus Grup C lsolaf asal
Babi dan Kera

I 'PENDAHULUAN
1 1 Latar Belakang
DI negara berkembang mash ditemukan masyarakat yang gemar

mengkonsurnsr daging babi atau darah yang tidak dimasak atau d~masak
setengah matang

Hal ini rnenjadi salah satu faktor pendukung penyebaran

penyakit, terutarna yang bersifat zoonosis.

Banyak bakteri yang hidup

komensal dalarn tubuh hewan rnaupun manusia, yang aicibat stress 1
imunodepresi dapat mengakibatkan bakteri tersebut

mampu menirnbulkan

penyakit.
Bakteri patogen

memiliki banyak faktor

yang

berperan

dalam

rnempertahankan diri terhadap sistem kekebalan inang. Secara garis besar
faktor tersebut dapat dibagi menjadi faktor ekstraseluler (metabolit)

dan

faktor yang berasosiasi dengan sel / antigen permukaan (Mims, 1982).
Secara serologis, streptokokus dikelornpokkan oleh Lancefield
rnenjadi beberapa grup di antaranya grup A, B, C.
Dulbecco, Eissen, Ginsberg dan Wood. 1973).

D, G, dan L (Davies.

Hingga saat ini diketahui

S t r e p t o c o c c u s pyogenes (grup A) banyak dikaitkan dengan infeksi pada

manusia dan S. a g a l a c t i a e banyak dikaitkan dengan kasus mastitis pada
sapi

perah

dan

penyakit

neonatal

pada

manusia

(Hardie,

1986).

Streptokokus lainnya bervariasi, baik dalarn serogrup maupun dalam inang
yang dihuninya, rnisalnya S. d y s g a l a c t i a e asal sapi (grup C) dan S. canis
(grup G) berasal dari satu spesies yang sama ( Farrow dan Collins, 1984).

Pendahuluan :Ekspresi Fenotip dan AMivitas Biologi Streptokokus Grup C lsolat asal
Babi dan Kera

Devriese,

Hommez,

Baltz

dan

Scheiffer

(1986) juga

2

menunjukkan

Streptococcus canis tidak hanya berasal dari anjing, tetapi juga dari hewan
la~nnya. Penggolongan streptokokus akhir-akh~rini bukan saja berdasarkan
atas ekovar dan serologis, tetapi juga dilakukan dengan analisis hibridisasi
DNA-DNA (Devriese, 1991 ).
Streptokokus grup C (SGC) terdiri dari empat spesies, yaitu S.
equisirnills, S. dysgalactiae, S. equi, dan S. zooepidemicus (Davies et at.,
1973).

Berdasarkan

analisis hibridisasi DNA-DNA, streptokokus grup C

dikelompokkan menjadi tiga spesies yaitu S. equisimilis, S. dysgalactiae. S.
equi subsp. equi dan S. equi subsp. zooepidemicus (Farrow dan Collins,
1984). Bakteri ini umumnya merupakan komensal pada babi dan manusia

(S. equisimilis),kuda (S. equi subsp. egui), babi, kuda dan hewan lainnya (S.
equi subsp. zooepidemicus) (Blood dan Radostits, 1989; Farrow dan Collins.
1984; Jorm, Love dan Bailey.

1994).

Meskipun demikian, kasus infeksi

SGC pada babi tidak banyak dilaporkan (Evans, 1944; Roberts, Ramsey,
Switzer dan Layton, 1968; Kahn dan Ross, 7972).
Pada bulan April 1994 dilaporkan terjadi wabah penyakit yang
menyerang babi pada peternakan rakyat di Bali yang dikaitkan dengan
infeksi streptokokus. Pada waktu yang bersamaan terjadi pula wabah pada
kera di beberapa Tarnan Wisata Alam di Bali oleh jenis bakteri yang sarna.
Berjangkitnya wabah streptokokosis pada kera

akibat minum air sungai

yang tercemar oteh limbah pemotongan babi sakit di daerah hulu (Dharma,

Pendal~uluan:Ekspresi Fenotip dan AMivitas Biologi Streptokokus Grup C lsolat asal
Babi dan Kera

1994).

Kasus ini merupakan kejadian pertarna di Indonesia, sebelumnya

tidak pernah dilaporkan kasus infeksi streptokokus yang dikaitkan dengan
kematian babi dan kera. Sebanyak 2200 ekor babi dan ratusan ekor kera di
Taman Wisata Alarn mati akibat penyakit ini (Rudyanto dan Dharrna, 1994;
Suharsono dan Dibia, 1994).

Bakteri Streptococcus sp. yang rnenghasilkan

tipe hemolisis beta pada agar darah dapat diisolasi secara konsisten
(Dharma, 1994). Bakteri penyebab wabah ini kernudian dapat digolongkan
ke dalarn grup C (Dartini, Soeharsono, Ekaputra, Dibia, Dharrna dan
Supartika, 1994; Wibawan dan Pasaribu, 1994). Dalarn waktu singkat kasus
ini telah menyebar ke Surnatera Utara dengan kernatian ternak babi
mencapai 8422 ekor dan kerugian mencapai lebih dari Rp. 101.300.000,(seratus satu juta tiga ratus ribu rupiah)

(Hasibuan, 1994).

Wabah

streptokokosis juga terjadi di Lampung sebanyak 2 kasus (Anon. 1995),
Sulawesi Selatan serta Sulawesi Utara sebanyak 14 kasus (Anon. 1996 a,

b).
Kapsul rnerupakan struktur terluar dari sel bakteri dan urnurnnya
terdiri dari karbohidrat. Asarn hialuronat merupakan komponen utarna
pembentuk kapsul streptokokus grup C (Davies et at., 1973); komponen ini
dijumpai pula pada kapsul Pasteurella multocida

(Esslinger. Seleirn dan

Blobel, 1989). Mengingat sebagian besar isolat SGC asal babi dan kera
rnemilik~kapsul (Wibawan dan Pasaribu, 1994) rnaka penelitian ini dilakukan
atas dasar :

Pendahuluatl :Ekspresi Fenotip dan Aktivitas Siologi Streptokokus Grup C Isolat asal
Babi dan Kera

4

1. Kasus streptokokosis pada babi dan kera rnerupakan kasus baru di

Indonesia
2

S~fatkhas bakteri penyebab. terutama dika~tkan dengan keberadaan
kapsulnya

3 Sifat dan peran kapsul dalam proses infeksi, khususnya sebagai faktor

antrfagositik dan sebagai faktor adhesif bakteri pada perrnukaan sel inang.

? .2 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mengidentifikasi spesies isolat Streptococcus sp. yang didapat dari kasus
streptokokosis pada babi dan kera di Indonesia.
2.

Melakukan

karakterisasi

fenotip

bakteri

yang

dikaitkan

dengan

keberadaan kapsul dan sifat perrnukaan sel.
3. Mengetahui peran kapsul dalam proses infeksi, khususnya sebagai faktor

antifagositik dan perannya dalam

proses perlekatan bakteri pada sel

inang.

Hipotesis yang akan diuji :
Keberadaan kapsul pada perrnuka'an SGC bertanggung jawab terhadap
ekspresi fenotip, sifat antifagositik dan menjadi perantara proses perlekatan
SGC pada permukaan set inang.

Pendahuluan :Ekspresi Fenotip dan Aktivitas Biologi Streptokokus Grup C lsolat asal
Babi dan Kera

5

I . 3 Kegunaan Penelitian

Penelitian ini diharapkan mampu menggali informasi dasar khususnya
tentang

sifat-sifat agen sehingga dapat

digunakan sebagai landasan

pernilihan kandidat vaksin streptokokus. Vaksin dapat dibuat menggunakan
sel bakteri utuh atau komponen permukaan sel sebagai antigen. Komponen
asam

hialuronat

kapsul

merupakan kandidat antigen terpilih

untuk

pengembangan vaksin kapsul streptokokus yang dikonyugasikan dengan
protein seperti toksoid tetanus.

Percobaan ini pernah dilakukan pada

polisakarida meningokokus grup A, B dan C dan berhasil dengan baik
(Jennings

dan

Lugowski,

1981).

Pengembangan

vaksin

dimungkinkan mengingat sifat bakteri ini kurang imunogenik
1998).

tersebut
(Hutomo,

Pembuatan bahan diagnostik berupa antigen sel utuh dari S. equi

subsp. zooepidemicus
serologis

merupakan

untuk pemantauan kasus di lapangan secara
alternatif

lain

dari

kepentingan

penelitian

hi.

Penelaahan lebih lanjut mengenai kemampuan perlekatan bakteri pada sel
inang dan komponen penghambatnya diharapkan menjadi dasar untuk
pengembangan terapi anti perlekatan rnikroba pada sel inang mengingat
telah banyak mikroba resisten terhadap beberapa antibiotika.
perlekatan ini

Terapi anti

di masa depan diharapkan menjadi terapi alternatif yang

sangat potensial guna pencegahan infeksr oleh bakteri (Ofek, Kahane dan
Sharon, 1996).

Tinjatran Pustaka :Ekspresi Fenotip dan Akfivitas Biologi Strepfokokus Grrup C Isolat
asal Babi dari Kera

II TINJAUAN PUSTAKA
2 1 S~fatStreptokokus

Streptokokus. merupakan

bakteri berbentuk bulat dengan susunan

sepertl rantai dan tersebar luas di alam.

Beberapa spesies di antaranya

merupakan flora normal manusia dan newan (Blood dan Radostits, 1989).
Beberapa spesles bers~fatpatogen pada manusia misalnya

S. pyogenes

(grup A) dikenal sebagai peyebab rheumatoid fever ( Davies et a/., 1973). S.
agalactiae (grup B) sebagai penyebab penyakit neonatal dan mastitis pada
sapi perah (Wibawan dan Laemmler, 1990),

Streptococcus suis (grup D)

penyebab meningitis pada babi dan S. canis (grup G) yang patogen pada anjing (Blood dan Radostits, 1989).
Streptokokus grup C menurut Lancefield merupakan komensal lain
pada manusia dan hewan , terdiri dari 3 spesies yaitu S. equisimilis; S. dysgalactiae, dan S. equi yang terdirj dari dua subspesies, yaitu S. equi subsp.
equi dan S. equi subsp. zooepidemicus.(Winkle, 1979; Farrow dan Collins,
1984; Jorm er al., 1994). Streptococcus equisimilis merupakan patogen pada
manusiz (Esferatiou, 1989;

Fox, Turner dan Fox, t 993;

Wallet. Manneville dan Pilot, 1986).

S.

Lebrun, Gilbert,

dysgalactiae patogen

pada sapi

menyebabkan rnasdtis (Baksi dan Singh, 1964; Dodd dan Norcross, 1967).
Streptococcus equi subsp. equi patogen pada kuda penyebab ingus ganas
(strangles) dan S. equi subsp. zooepidemicus penyebab ingus tenarig (strangles-like) pada kucia (Blood dan Radostits. 1989).

Str-eptococcirs

equi

Tinjauan Pustaka :Ekspresi Fenotip dan Aktivitas Biologi Streptokokus Grrup C isolat
asal Babi dan Kera

7

subsp. zooepidemicus juga patogen pada manusia (Low, Young dan Harding, 1980; Barnham,

Thornton dan Lange, 1983; Esferat~ou, Coleman,

Hahn.Timmoney, Boutgrass dan Monget, 1994).
Secara biokimiawi, streptokokbs grup C dapat dibedakan berdasarkan
sifat-sifat sebagai berikut :
1. Kemampuan memfermentasi trehalosa dan sorbitol, ini terutarna untuk

membedakan S. equisimilis, S. equi subsp. zooepidemicus, dan S. equi
subsp. equi (Winkle, 1979). Sifat tersebut dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Kemampuan Memfermentasi Trehalosa dan Sorbitol dari ke 3 Spesies Streptokokus Grup C (Winkle, 1979).
Sorbitol

Trehalosa

S. equisimilis

-

+

S. equi subsp. equi

4-

S. equi subsp. zooepidemicus

-

Spesies

+

2. Berdasarkan uji aktivitas enzim a-L glutamat amino peptidase bersama
sama dengan fermentasi glikogen dan sorbitol (Esferatiou et a/., 1994).
Cara ini dapat juga di gunakan untuk membedakan S equi subsp. equi dan
S. equi subsp. zooepidemicus.

a

3. Winkle (1979) mengklasifikasi ke tiga spesies dan dua subspesies ini den-

gan cara mengamati kemampuan tumbuh dalam medium mengandung
NaCl 2%.

hidiolisis pati dan gelatin, ferrnentasi sukrosa, arabinosa, raf-

Tinjauan Pustaka :Ekspresi Fenotip dan Aktivitas Biologi Streptokokus Grrup C isokt
asal Babi dan Kera

finosa. inulin dan mannitol.

Sifat tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Sifat Biokimiawi Streptokokus Grup C (Winkle, 1979).

Spesies

NaCl

Fennentasi

Hidrolisis

2%

Pati

S. equi subsp.
zooepide~nicus
S. equi subsp
equi
S. equisimilis
S. dysgalactiae

Gelatin

Sukrosa

(+)

+

+

(+)

+

+

+

(+)

+

(+)

+

Arabinosa

Raffinosa

lnulin

Mannilol

Keterangan : (+): kebanyakan spesies positif
NaCl2% : pertumbuhan dalam media rnengandung NaCl2%

2.2 Streptococcus equi subsp. zoaepidernicus pada Hewan dan Manusia
Norcoss (1969) mengatakan S. zooepidemicus tersebar luas pada
hewan, meskipun pada awalnya kuda diketahui sebagai induk semang ataminya. lnfeksi bakteri ini pada berbagai hewan telah
misalnya sebagai

banyak dilaporkan

penyebab mastitis pada sapi perah (Baksi dan Singh,

1964). septikemia pada domba (Stevenson, 1975). ayam (Goren, De-yong
dan Van Eck, 1981) dan kambing (Gibbs, Laughin dan Cameron. 1981).
infeksi S. zooepidemicus pada manusia yang mengkonsumsi susu
telah dilaporkan
(Barnham et

dan dikaitkan dengan pasteurisasi susu yang tidak baik

a/., 1983). Edwards, Roulson dan ironside (1988) dan Francis.

Nimmo, Esferatiou, 'Galanis dan Nuthall (1993) juga meiaporkan kasus yang

Ti)?jaua~?
Pustaka :Ekspresi Fenotip dan Aktivitas Biologi Streptokokus Grrup C isolat
asal Sabi dan Kera

9

Nimmo, Esferatiou, 'Galanis dan Nuthall (1993) juga melaporkan kasus yang
sama akibat konsumsi susu mentah yang berasal dari sapi penderita mastitis
subklinis. Peran kuda dalam penularan penyakit ini ke manusia nampaknya
sangat penting (Barnham. Lyungren dan Mc Intyre, 1987). Barnham, Kerby,
Chandler dan Millar ( I 989) mengatakan infeksi S. equi subsp. zooepidemicus
pada manusia adalah akibat konsumsi susu yang tidak dipasteurisasi (zoonosis) atau kontak dengan kuda.

Esferatiou (1989) mengatakan sebelum

tahun 1980-an, infeksi bakteri ini pada manusia masih sangat jarang. lnsiden
penyakit yang dikaitkan dengan bakteri ini belakangan semakin meningkat.
Gejala klinis yang ditimbulkan pada manusia, adalah pharingitis, arthritis dan
septikemia.

2.3 Komponen Kimiawi Permukaan

el

S. equi subsp. zooepidemicus

2.3.1 Kapsul sebagai Komponen Peimukaan Sel

Kapsul merupakan struktur terluar permukaan sel bakteri dengan konsistensi seperti lendir (bersifat hidrofil dengan kandungan airnya lebih dari
95%). Komposisi kopsut sangat beragam, umumnya terdiri dari karbohidrat
yang bermuatan negatif (Bayer dan Thurow, 1977). berbagai makromolekul
dan beberapa ion anorganik yang memang dapat diserapnya (Geddie dan
Sutherland, 1993).

Ketebalan kapsul umumnya sekitar 10 nm, tetapi pada

Klebsiella pneumoniae bisa mencapai 160 nm (Amako. Meno dan Takade,
1988). Pada Eschertchia colt ( E . coli) K1, ketebalan kapsul dapat menjngkat
hingga lebih dari 30 kali lipat jika diopsonisasi oleh antibodi spesifik ter-

Tinjaua~lP~rstaka:Ekspresi Fenotip dan Aktivitas Biologi Streptokokus Grrup C isolat
asal Babi dan Kera

hadapnya

10

Fenomena ini telah diketahui sejak lama pada Sfreptococcus

pneumoniae, tetapi belum jelas penyebabnya (Kroncke, Golecki dan Jann,
1990).
Salah satu senyawa yang umum terdapat sebagai komponen kapsul
~alahasam N-asetil neuraminat (NeuNAc) yang membentuk struktur polirner
dengan ikatan poll a(2-8). Senyawa ini terdapat pada kapsul Nejsseria meningitidis, €. coli dan streptokokus grup 3 (Pelkonen, Hayrinen dan Finne,
1988).

Selain pada prokariot, senyawa poli a(2-8) NeuNAc juga terdapat

pada membran sel saraf yang berfungsi untuk melekatkan sesamanya
(Rutishauer, Acheson, Hall, Mann dan Sunshine, 1-980).

Senyawa poli a(2-

8) NeuNAc dapat berperan sebagai imunodeterminan kapsul dan dapat

dikenali oleh antibodi spesifik terhadapnya (Finne, Suermann, Goridis dan
Finne, t987).
Kapsul memifiki fungsi biologis bermacam-macam, di antaranya :
1. Mencegah sel dari kekeringan, cadangan energi, dan membantu perlekatan bakteri

(Bazeley, 1942; Perry dan Staley, 1997).

2. Aktivitas biologis yang berhubungan dengan patogenesis penyakit seperti
melindungi bakteri dari fagositosis, mencegah aktivasi sistem komplemen,
dan membantu perlekatan dan penyebaran bakteri dalam tubuh (Mims,
1982).

3. Melindungi bakteri terhadap bakteriofag, toksin-toksin dan agen antibakterial (Diaz-Romero dan Outschoorn, 1994).

Ti~?jajauan
Pustaka :~ k s h sFenotip
i
dan Aktivitas Biologi Streptokokus Grrup C isolat
asal Babi dan Kera

,

II

Pada S. equi subsp. zooepidemicus dan streptokokus grup C lain-

nya. kapsul terdiri dari asam hialuronat sebagai bahan penyusunnya (Parker,
1983).

Senyawa ini berupa polimer dari disakarida asam P-D glukuronat

dan N-asetil glukosamin yang saling berikatan pada posisi P-1,3. Asam hialuronat disakarida

merupakan monomernya

(Harper, Rodwell dan Mayes,

1980) (Gambar 1). Pertama kali asam hialuronat ditemukan oleh Meyer dan
Palmer pada tahun 1934 dari cairan bulbus oculi sapi (Jeanfoz, 1963), namun sekarang telah berhasil dimurnikan dari berbagai jaringan hewan seperti
trachea sapi, umbilicus (tali pusar) manusia, pial ayam jantan, dan dari S.

equi subsp. zooepidemicus (Anon., 1997).
Senyawa ini tergabung dalam kelompok karbohidrat jaringan yang dinamakan mukopolisakarida asam
1963).

'atau gtikosaminoglikan asam (Jeanloz,

Glukosa adalah prekursor senyawa ini dengan lintasan biosintesis-

nya tertera pada Gambar 2.

Pada Gambar 2 nampak lintasan biosintetik

44r3-Q43~7

menghasilkan dua senyawa karbohidrat aktif, yaitu uridin di fosfat (UDP), N-

NW--co-cHJ

-

H
OH
ASAM G L ~ u R o ~ TN-ASETIL G L UKOSAMIN

Gambar I .

Struktur Monomer Asam Hialuronat Disakarida (Harp

Tinjauan Pustaka :Ekspresi Fenotip dan Aktivifas Bblogi Streptokokus Grrup C isolat
asal Babi dan Kera

asetil glukosamin dan UDP- glukuronat.

12

Penggabungan kedua senyawa ini

terjadi akibat bantuan enzirn hialuronat sintase yang rnernerlukan Mg
lam aktivitasnya (Markovitz dan Dorfrnan,. 1962).

Secara

'' da-

biokimiawi

senyawa ini rnerupakan struktur dasar jaringan ikat yang terdiri dari banyak.
molekul protein (proteoglikan) dan anggota kelompok mukopolisakarida lainnya seperti kondroitin sulfat dan keratin sulfat.

Molekul kelornpok asarn

glikosa~ninoglikanini banyak dijumpai pada bahan dasar yang bersifat adhesif dan juga dalarn cairan sinovial sendi

untuk pelurnas (Lehninger, 1982;

Stryer, 1988).
Asam hialuronat kapsul bakteri bersifat sama dengan asarn hialuronat
jari-ngan. yaitu adhesivitasnya, dan p ~ l i ~ e r i s a s i n y
dirnulai
a
dari bahan dasar
yang sama rnembentuk o-p-D glukopiranosil (7-3) p-D-N asetil glukosamin
piranosida (asam hialuronat disakarida).

Dalarn proses ini secara ber-

samaan juga disintesis protein inti (core protein) dengan residu asam amino
serin yang rnenjadi tempat dirnana asarn hialuronat tersebut bertaut (Muir,
1958; Stoolmiller dan Dorfrnan, 1969).

Asam hialuronat murni dari strepto-

kokus grup A dan C berbobot rnolekul 580.000 dan mengikat satu residu
serin per rnolekulnya

(Markovitz, Cifanolli, dan Dorfrnan, 1959; Stoolmiller

dan Dorfman, 1969).

Kapsul streptokokus dengan bahan asarn hialuronat

bersifat tidak irnunogenik, kecuali jika berinteraksi dengan protein bakteri

yang umumnya dapat menggertak sistern kekebalan (Durack, 1989).
satu residu serin per molekulnya (Markovitz, Cifanolli, dan Dorfrnan, 1959;

Tinjauan P u s t a k a :Ekspresi Fenotip dan A k t i v i t a s Biologi S f r e p f o k o k u s Grrup C
asal Babi dan K e r a

13

isolat

Kapsul streptokokus dengan bahan asam

Stoolmiller dan Dorfman, 1969).

hialuronat bersifat tidsk imunogenik, kecuali jika berinteraksi dengan protein
bakteri yang urnurnnya dapat menggertak sistern kekebalan (Durack, 1989).

--

GL IKOGE V

GL UKOSA

0

GGL UKOSA b-P

4

-

JALAN
EMBDEN
-ME YERHOF
,PIRUVAT:
FRUKTOSS 6-P
GLUTAMIN

_

-b

Menghambat

cfck
alorteri k

SlKL US
ASAM
SI TRA T

--

COa+ H=O

FOSFOGLVKOP4UTASE

GL UKOSAMI.fL

,
~ilCOsAH,Ng
r-P

N-ASETIL .
GLUKOSAM!'.'

N-AsETlI
GL UKOSAMIN

t

N-ASETILMANNOSAMIN
FOSFOENOLR
A
T

j.

UDPG.
Nukteotida purin etau pi- .
rimidin dapat berikatan saASAM
N-ASETILma kapada gula .tau gula
amino. Contch.sontohnya
NEURAMINAT
adalah
timidin
diforfat
(TDPl-glukosmin
.tau
TOP-N-autilglu kosmin.

/

ASAM SIALAT
MUXOPOLISAKARIDA
GLIKOPROTEIN

N-AS%?LGLUKOSAMIN

1

-

MUKOPOLISAKARJDA
(ASAM HIALURONAT)
GLIKOPROTEIN

NAD+/==='

t

* Anal00 den!+"

4

t

MUKOPOL I SAKARIDA
(misslnya HEPARIN)

UDP-

'-'

N-ASETILGALAKTOSAMIh'

\

MUKOPOL iSAKAflIDA
(KONDROITINJ
GLIKOPROTEIN

Gambar 2. Diagram Skematis Lintasan Biosintesis Asarn Hialuronat Disakarida (Harper et a/.,
1980)

Tinja~ianPustaka :Ekspresi Fenotip dan Aktivitas Biologi Streptokokus Grrup C isolat
asal Babi dan Kera

2.3.2

14.

Dinding Sel

2.3.2.1 Peptidoglikan, Asam Teikoat dan Lipoteikoat
Dinding sel bakteri Gram positif

terdjri dari senyawa peptidoglikan

dengan kandungan 40 sampai 96 % materi penyusun dinding sel.

Dafam

satu dimensi, peptidoglikan tersusun dari unit disakarida yang terdiri dari Nasetil glukosamin (G) dan N-asetil muramat (M).

Disakar~datersebut ter-

susun berselang seling secara polimerik yang rnembentuk ikatan glikan.
Dalam dua dimensi, kedua struktur glikan tersebut dihubungkan dengan ikatan oligopeptida (interpeptida) yang rnembentuk ikatan seberang silang
(Thorpe, 1984).

Struktur kimia peptidogtikan dengan variasi konfigurasinya

tertera pada Gambar 3.
Peptidoglikan berperan sebagai penahan sel dari pengaruh osmotik
lingkungan yang umumnya hipotonik dan secara biofisis struktur ini sangat
efisien (Thorpe, 1984 ). Asam teikoat m@rupakanpolimer karbohidrat alkohol
yang dihubungkan melalui ikatan fosfodiester.

Panjang senyawa ini rata-rata

6 sampai 10 unit ulangan, tiap unit mengandung residu ester d-alanin dan
N-asetil glukosaminil seperti nampak pada Gambar 3.

Ada dua rnacam

asam teikoat yaitu yang mengandung gliserol fosfat dan yang mengandung
gliserol fosfat dan ribitol fosfat.

Bentuk gliserol fosfat

lebih tersebar luas

dan kedua senyawa ini terdapat baik pada dinding maupun pada membran
sitoplasma sel (Gambar 4) (Davies et a/.:1973; Jawetz, Melnick dan Adelberg. 1982). lnteraksi asam teikoat dengan peptidoglikan tertera pada Gam-

bar 5.

tnteraksi antara asam teikoat dan fraksi lipid membran sel

Tinjaoar?Prrsfaka :Ekspresi Fenofip dan Aktivitas Biologi Sfrepfokokus Grrup C isolaf
asal Babi dan Kera

I5

A,-(A..A,.A+i--b-Ala

I
o-Ala

I
A,

I

A.

i

A,

-.G'-.M'-.

I

GI-

Gambar 3. Beberapa Struktur Umum Peptidoglikan dan Konfigurasi Susunan
Komponennya (Thorpe, 1984)
Keterangan : G: N-asetil glukosamin, M: N-asetil muramat; A1
sampai A7 ialah bermacam-macam asam amino pembentuk
ikatan peptida

(a)

CH.OH

I

+I-C-OAla

CH,OH

I

RO-C-H

CH,-0

CH,-

0

R=Hsturreskhlglubadl
Ala =
ahliIl

Tipe gliserol

1
CH,-0

-

CH,-

0

R = a-or @N. @ gkkob;rmbr
Ala

brbn*l

Tipe ribitol

Garnbar 4. Struktur Kimia Asam Teikoat tipe Gliserol dan tipe Ribitol (Thorpe,
1984)
dinarnakan asam lipoteikoat.

Kornpleks senyawa ini bersifat antigenik dan

n

Ti,ljairat?P~rslalta:Eltsprssi Fe~lotipO ~ IAlitiv~tas
J
Biologi SStr-eptokok~~s
Grrttl~C isolat
asal Babi cia17 Kera

Ih

I

CH-OR

I

Gambar 5 . Hubungan antara Asam Teikoat (Rantai Sampingnya) dengan
Polimer Polisakarida dari Peptidoglikan (Thorpe, 1984)
~ + Ca
mampu rnengikat M ~ dan

2'

serta memasukannya ke dalam sel.

Setain fraksi ribitol dan gliserol fosfat, asarn teikoat pun mengikat fraksi karbohidrat dan lipid.

Pada Streptococcus sanguis, komposisi perbandingan

fosfat, gliserol, karbohidrat dan asam lemak dalam asam lipoteikoat rnernbran
berturut-turut sebesar 1 : 0,95 : 0.71 : 0,046, sedangkan untuk asam lipoteikoat dinding sel perbandingan ini berturut-turut sebesar 1 : 0,99 : 0,79 :

0,023 (Chiu, Emdur dan Platt, 1974).

Nampak di sini kandungan lemak

asam lipoteikoat membran dua kali kandungan lemak asam iipoteikoat dinding sel

Tir~jauarlPustaka :Ekspresi Fenofip dan Aktivifas Biologi Strepfokokus Grrup C isolat
asal Sabi dan Kera

17

2.3.2.2 Karbohidrat Dinding Sel
Keberadaan antigen ini mula-mula diketahui oleh Lancefield yang
mengamati suatu komponen polisakarida (substansi C) pada dinding sel
bakteri. Reaksi dengan antiserum spesifik terhadap bakteri tersebut menyebabkan terbentuknya endapan.

Berdasarkan reaksi serologis streptokokus

dibedakan dalam beberapa grup yang dinyatakan dengan A, B, C, dan grup
lainnya.
Streptokokus grup A rnemiliki antigen karbohidrat berupa asam hialuronat yang strukturnya mirip asam hialuronat jaringan mamalia (Davies ef at.,
1973).

Antigen ini beratnya kira-kir.a 10% berat kering sel, dengan N-asetil

glukosamin sebagai determinan antigen untuk grup A dan N-asetil galaktosamin untuk grup C. Kedua residu ini bertanggung jawab terhadap spesifisitas respon imun yang dihasilkan (Jawetz e t a / . , 1982).
Streptokokus grup B memiliki antigen karbohidrat yang terdiri dari tipe
I, 11,

111, IV, dan V.

Tipe I terdiri dari galaktosa dan N asetil glukosamin

(Jelinkova, 1977). Tipe II rnemiliki antigen lebih kompleks, rantai polisakaridanya rnemiliki 2 rantai sarnping (bercabangf, cabang yang satu mengandung asarn sialat dan cabang lainnya rnemiliki residu galaktosa (Kasper, Gorroff dan Baker, 1978; Kasper, Baker, Coldes, Katzenellenbogen dan
Jennings, 1983). Kedua residu ini bertanggung jawab terhadap ekspresi antigen tipe yang bersangkutan. Tipe Ill memiliki antigen karbohidrat yang terdiri
dar~galaktosa, glukosamin, dan glukosa dengan rasio molar 2 : 1 : 1.

T~njauanPustaka :Ekspresi Fenotip dan Akfivitas Biologi Streptokokus Grrup C isolat
asal Babi dan Kera

18

Gambar 6. ~truktu; Pembalut Sel Bakteri Kokus Gram Positif (Whithworth,
1990).
Keterangan : P, protein; PL, fosfolipid; h ikatan seberang silang
peptida

Asam glukuronat dan asam sialat merupakan imunodeterminan antigen tipe Ill, dimana asam glukuronat lebih dominan mengekspresikan sifat
antigenik tersebut jika dibanding dengan asam sialat (Baker, Kasper dan Davies, 1976; Jelinkova, 1977; Jennings, Lugowski dan Kasper., 1981).
bar 6

Gam-

memperlihatkan keberadaan antigen karbohidrat permukaan sel dari

streptokokus ( Whithworth, 1990).

Tinjauan Pustaka :Ekspresi Fenotip dan Aktivitas Siologi Streptokokus Grrup C isolat
asal Babi dan Kera

I!,

2.3.2.3 Antigen Protein

Selain karbohidrat, streptokokus juga memiliki antigen protein. Pada
grup A protein M merupakan antigen utamanya, di samping protein T dan R
yang turut membantu ekspresi sifat antigenik secara keseluruhan (Davies et

a/..1973; Parker. 1983).

Protein M tersebar di permukaan sel, berbentuk

fimbriae dan memiliki sifat antifagositik.

Banyaknya tipe protein M dise-

babkan perbedaan komposisi dan urutan asam amino penyusunnya. Akibatnya sifat seperti konformasi dan pelipatan struktur protein menjadi dasar dalam kemarnpuan ekspresi sifat antigenik protein M tersebut (Fischetti, 1989).
Cunningham dan Beachey (1975) mengatakan protein M streptokokus grup A
dapat dikategorikan menjadi tipe spesifik dan non spesifik. Tipe spesifik berperan dalam respon imunogenik ingng yang terinfeksi, sedangkan tipe non
spesifik berperan dalam reaksi siiang dengan komponen endokardium inang.
Protein M pun dapat dikategorikan berdasarkan sensitivitasnya terhadap tripsin dan pepsin (Parker, 1983):Atas dasar ini pula, 'beberapa peneliti melakukan klasifikasi antigen protein SGC berdasarkan sifat protein M-nya . (Timoney dan Trachman, 1985; Hoffman, Staemfli, Prescott dan Viel, 1991; Timoney, Walker, Zhow dan Ding, 1995).

Protein M juga menjadi tempat in-

teraksi asam lipoteikoat sehingga diperoleh struktur yang stabil.
fraksi

Sebagian

asam gliserofosfat Iribitolf~sfatyang bermuatan negatif berinteraksi

dengan residu asam amino protein M yang bermuatan positif (biasanya lisin)
(Ofek, Simpson dan Beachey, 1982). lnteraksi tersebut terjadi dalarn suasana hidrofil, sedangkan ikatan hidrogen lebih berperan dalam suasana

Tinjaua~lPustaka :Ekspresi Fenotip dan Aktivitas Biologi Streptokokus Grrup C isolat
asal Babi dan Kera

20

hidrofob (Garnbar 7).
Protein T terdiri dari sejumlah protein penting secara irnunokirniawi,
tahan terhadap enzirn pro