MAKALAH
BIOTEKNOLOGI
BUDAYA
KULTUR JARINGAN - SEBUAH SUMBER ALTERNATIF DAN EFISIEN
UNTUK PRODUKSI BIOLOGIS PENTING
METABOLIT SEKUNDER
Vanisree Mulabagal and Hsin-Sheng
Tsay
Tugas
ini diajukan untuk memenuhi tugas akhir mandiri berupa makalah untuk ujian tengah semester pada mata
kuliah Biotekonologi
Disusun
oleh:
Rina
Erliyana
(1127020063)
Biologi – V B
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI
BANDUNG
2013-2014
KATA
PENGANTAR
Puji
dan syukur saya
panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya
sehingga saya
dapat menyelesaikan makalah ini. Makalah ini disusun untuk memenuhi salah satu
tugas pada mata kuliah Bioteknologi. Dalam
penyusunan makalah ini saya sangat berterima kasih bagi seluruh pihak yang
telah membantu saya dalam penyusunan makalah ini dan berbagai sumber yang telah
saya pakai sebagai penunjang data pada makalah ini. Oleh karena itu, saya
menyampaikan terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada yang terhormat:
1.
Ibu
dan Ayah tercinta yang senantiasa mencurahkan kasih sayang dan do’a restunya
dengan penuh ketulusan dan kesabaran serta banyak memberikan motivasi kepada
kami.
2.
Dan
pada dosen untuk mata kuliah Bioteknologi
di UIN Sunan Gunung Djati
Bandung.
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih
terdapat berbagai kekurangan dan kesalahan, maka dari itu besar harapan saya
semoga para pembaca dapat berkenan memberikan kritik dan sarannya bagi saya
yang akan sangat membangun untuk perbaikan dimasa yang akan datang.
Bandung, Oktober
2014
Penyusun
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Sistem kultur jaringan tanaman merupakan sumber
terbaru yang potensial untuk obat yang berharga
berupa senyawa, rasa, wewangian, dan pewarna, yang tidak dapat
diproduksi oleh sel mikroba atau
sintesis kimia. Aplikasi bioteknologi kultur jaringan tanaman menyajikan
sesuatu yang baru yakni ulasan tentang teknik terbaru dalam budaya kultur
jaringan tanaman di lapangan. Pentingnya komersial metabolit sekunder berkembang dalam beberapa tahun terakhir
menyebabkan minat yang besar, pada sekunder
metabolisme, dan terutama dalam kemungkinan untuk mengubah produksi
metabolit tanaman bioaktif melalui
teknologi kultur jaringan. Keuntungan
Prinsip teknologi ini adalah bahwa hal ini
dapat memberikan sumber terpercaya pada berkembangnya obat-obatan
tanaman secara terus menerus dan dapat digunakan untuk budidaya skala besar sel tumbuhan yang
metabolit ini untuk dapat diekstraksi. Selain karena penting dalam penemuan obat baru, teknologi
kultur jaringan tanaman memainkan peran penting dalam memecahkan masalah kelaparan
di dunia dengan mengembangkan tanaman pertanian yang menyediakan hasil yang
baik dan hasil yang banyak serta lebih tahan terhadap patogen dan kondisi
lingkungan serta iklim yang merugikan.
1.2 Rumusan masalah
Berdasarkan latar
belakang diatas saya rumuskan poin masalah yang akan dibahas pada penulisan
makalah ini, yaitu :
1.
Pentingnya komersial metabolit
sekunder untuk penemuan obat herbal
terbaru
2.
Memecahkan masalah kelaparan di dunia
dengan mengembangkan tanaman pertanian
1.3 Tujuan
Tujuan penulisan makalah ini adalah:
1. Mengetahui potensi
kultur jaringan pada bidang obat-obatan herbal terbaru
2. Berusaha untuk membantu
masalah kelaparan di dunia
1.4 Hipotesis
Kultur jaringan tanaman berpotensi untuk menciptakan obat-obatan
terbaru dan dapat menghasilkan kualitas dan kuantitas yang baik.
1.5 Manfaat
Manfaat
dari prinsip teknologi ini adalah bahwa hal ini
dapat memberikan sumber terpercaya pada berkembangnya obat-obatan
tanaman secara terus menerus dan dapat digunakan untuk budidaya skala besar sel tumbuhan.
BAB II
PEMBAHASAN
Tanaman obat ini adalah
rute paling eksklusif sebagai sumber
obat hidup untuk sebagian besar populasi di dunia. Senyawa bioaktif saat ini
diekstrak dari tanaman yang digunakan sebagai aditif makanan, pigmen, pewarna,
insektisida, kosmetik dan parfum dan bahan kimia (Balandrin dan Klocke, 1988). Senyawa
ini merupakan kelompok yang dikenal sebagai metabolit sekunder. Studi pada
tanaman metabolit sekunder telah meningkat selama 50 tahun terakhir.
Molekul-molekul tersebut diketahui memainkan peran utama dalam adaptasi terhadap
tanaman dengan lingkungan mereka dan juga merupakan sumber penting obat-obatan (Ramachandra
Rao dan Ravishankar, 2002).
Dalam beberapa tahun
terakhir, sistem obat tradisional telah menjadi topik penting dunia. Meskipun obat modern mungkin
tersedia di negara maju, obat-obatan herbal (phytopharmaceuticals) sering dipelihara popularitas untuk alasan
sejarah dan budaya. Banyak dari spesies tanaman mengandung obat herbal, hal ini
secara ilmiah telah dievaluasi untuk aplikasi medis. Hal ini telah disebutkan
bahwa habitat alami untuk tanaman obat menghilang bersama-sama secara cepat
dengan ketidakstabilan lingkungan dan geopolitik. Karena hal ini lah yang
memungkinkan semakin sulitnya untuk memperoleh senyawa yang diturunkan dari
tanaman. Dari fenomena tersebut dunia industri meminta para ilmuwan untuk
mempertimbangkan kemungkinan untuk penyelidikan kultur jaringan sebagai pasokan
alternatif untuk produksi obat-obatan herbal.
Kemajuan di bidang
bioteknologi khususnya metode budidaya untuk kultur jaringan tanaman, harus
menyediakan sarana baru untuk komersial pengolahan bahkan untuk tanaman langka
dan bahan kimia yang dibutuhkan tentu mereka menyediakan. Teknologi-teknologi
baru akan memperluas dan meningkatkan
kegunaan tanaman sebagai sumber daya terbaru yang berharga untuk bahan kimia.
Ada minat yang besar dalam kultur jaringan tanaman sebagai alternatif yang
potensial dalam bidang pertanian tradisional untuk industri produksi metabolit
sekunder (Dicosmo dan Misawa, 1995). Kultur sel tanaman merupakan teknologi yang
diperkenalkan pada akhir tahun 1960 sebagai alat untukmemproduksi tanaman
metabolit sekunder. Strategi berbeda menggunakan sistem kultur jaringan telah
dipelajari secara ekstensif dengan tujuan meningkatkan produksi bioaktif
metabolit sekunder. Sistem kultur jaringandapat digunakan untuk budidaya skala
besar sel tumbuhan yang metabolit sekundernya dapat diekstraksi.
Keuntungan dari metode ini
adalah bahwa hal itu pada akhirnya dapat memberikan keuntungan secara terus
menerus sebagai sumber terpercaya produk alami.
Keuntungan utama dari
kultur sel meliputi (i) sintesis
bioaktif sekunder metabolit berjalan dalam lingkungan yang terkendali dari kondisi
iklim dan tanah ; (ii) pengaruh biologis negatif yang mempengaruhi produksi
metabolit sekunder di alam dieliminasi (mikroorganisme dan serangga); (iii) memungkinkan untuk
memilih kultivar dengan produksi yang lebih tinggi dari metabolit sekunder;
(iv) dengan otomatisasi kontrol pertumbuhan sel dan regulasi proses
metabolisme, dapat menurunkan harga biaya dan meningkat produksi. Skema
produksi beberapa
farmasi
tanaman penting yang diproduksi di kultur sel telah disajikan pada Tabel 1.
Tujuan
dari banyak industri yang mengembangkan teknik kultur jaringan tanaman di mana
mereka menghasilkan produk sekunder lainnya murah daripada penggalian baik
seluruh tanaman tumbuh di bawah kondisi alam atau sintesis produk. Meskipun
produksi farmasi menggunakan kultur sel tanaman kegunaan lain juga telah
disarankan sebagai rute baru untuk sintesis, untuk produk dari tanaman yang sulit
untuk tumbuh, atau jarang di pasok, sebagai sumber bahan kimia baru dan sebagai
sistem biotransformasi. Diharapkan penggunaa teknik kultur jaringan ini dapat
dijual dengan murah di pasaran untuk skala komersial yang lebih cepat dan in vitro produk budaya dapat melihat
komersialisasi lebih lanjut.
Penelitian
terbaru
Hasil
penelitian menunjukkan bahwa sel-sel suspensi sel tanaman dapat digunakan untuk
produksi protein rekombinan dalam kondisi yang terkendali (Fischer et al., 1999).
Tujuan dari tinjauan ini adalah untuk fokus pada prestasi penelitian yang
sukses diperoleh pada kalus dan kultur suspensi untuk produksi metabolit
sekunder bioaktif di laboratorium penelitian kami.
2.1 Akumulasi metabolit sekunder
dalam kultur jaringan tanaman
Untuk teknik kultur sel
tanaman menjadi ekonomis, penting untuk mengembangkan metode yang akan
memungkinkan untuk konsisten generasi hasil yang tinggi dari produk dari sel
kultur (Berlin dan Sasse, 1985). Temuan sel produktif dan kondisi budaya
mengakibatkan akumulasi beberapa produk dalam tingkat yang lebih tinggi dalam
kultur sel. Untuk mendapatkan hasil dalam konsentrasi tinggi untuk eksploitasi
komersial, upaya telah berfokus pada rangsangan kegiatan biosintesis dari
kultur sel dengan menggunakan berbagai metode (Ramachandra Rao, 2000; Dixon,
1999; Ravishankar dan Venkataraman, 1993). Produktivitas Budaya sangat penting
untuk praktis penerapan teknologi kultur sel tanaman produksi metabolit
bioaktif tanaman tertentu.
Sampai saat ini,
berbagai strategi telah dikembangkan untuk meningkatkan produksi metabolit
sekunder dengan menggunakan kultur sel tanaman. Sel-sel kultur jaringan biasanya
menumpuk dalam jumlah besar senyawa sekunder hanya dalam kondisi tertentu. Itu
berarti maksimalisasi produksi dan akumulasi metabolit sekunder dengan jaringan
tanaman sel kultur memerlukan (i) memanipulasi parameter lingkungan dan
menengah, (ii) memilih sel unggul klon, (iii) makan prekursor, dan (iv)
elisitasi.
Optimasi kondisi
budaya: sejumlah faktor kimia dan fisik seperti komponen media, phytohormones,
pH, suhu, aerasi, agitasi, cahaya mempengaruhi produksi metabolit sekunder
memiliki diteliti secara luas (Lee dan Shuler, 2000; Wang et al, 1999.;
Fett-Neto et al., 1995. Goleniowski dan Trippi, 1999). Beberapa produk yang
ditemukan terakumulasi di sel kultur di tingkat yang lebih tinggi dibandingkan
dengan tanaman asli melalui optimasi dari budaya kondisi. Manipulasi aspek
fisik dan unsur-unsur gizi dalam suatu budaya mungkin pendekatan yang paling
mendasar untuk optimasi produktivitas budaya. Sebagai contoh, ginsenosides oleh Panax ginseng (Choi et
al, 1994.; Furuya et al, 1984.; Franklin dan Dixon, 1994; Furuya, 1988;), asam
Rosmarinic oleh Coleus bluemei (Ulbrich et al., 1985), shikonin oleh Lithospermum erythrorhizon (Takahashi
dan Fujita, 1991), ubiquinone-10 oleh Nicotiana
tabacum (Fontanel dan Tabata, 1987), berberin oleh Coptis japonica (Matsubara et al., 1989), adalah akumulasi dalam
banyak tingkat yang lebih tinggi dalam sel kultur dari pada utuh tanaman.
Pemilihan strain
berproduksi tinggi: tanaman kultur sel mewakili populasi heterogen di mana
karakteristik fisiologis sel individu tanaman yang berbeda. Sintesis beberapa
produk dalam jumlah tinggi menggunakan seleksi dan penyaringan dari kultur sel
tanaman telah dijelaskan oleh Berlin dan Sasse (1985).
Metode sel kloning
memberikan cara menjanjikan memilih jalur sel menghasilkan peningkatan tingkat
produk. Sebuah strain Euphorbia mili akumulasi sekitar 7 kali lipat tingkat
anthocyanin yang dihasilkan oleh orang tua budaya setelah 24 pilihan (Yamamoto
et al., 1982). Seleksi dapat dengan mudah dicapai jika produk yang menarik
adalah pigmen (Fujita et al., 1984). Sel kloning menggunakan sel agregat Coptis japonica (Yamada dan Sato, 1981),
danregangan yang diperoleh, yang tumbuh lebih cepat dan menghasilkan jumlah
yang lebih tinggi dari berberin dan dibudidayakan ketegangan dalam 14 L
bioreaktor. dipilih garis sel meningkatkan pertumbuhan sekitar 6 kali lipat
dalam 3 minggu dan jumlah tertinggi alkaloid diproduksi 1,2 g / L dari media
dan regangan sangat stabil, menghasilkan tingkat tinggi dari berberin bahkan
setelah 27 generasi. peningkatan capsaicin dan asam Rosmarinic di PEP baris sel
dari Capsicum annuum dilaporkan
(Salgado-Garciglia dan Ochoa-Alejo, 1990). Agen Selektif seperti
5-methyltryptophan, glifosat dan biotin juga telah dipelajari untuk memilih
unggul baris sel (Amrhein et al, 1985.; Watanabe et al, 1982.; Widholm, 1974).
Prekursor makan: pasokan eksogen dari prekursor biosintesis untuk media kultur
mungkin juga meningkatkan hasil produk yang diinginkan. Pendekatan ini berguna
ketika prekursor murah. Konsep ini didasarkan pada gagasan bahwa setiap senyawa,
yang merupakan perantara, di atau di awal sekunder metabolit rute biosintesis,
berdiri baik kesempatan meningkatkan hasil final produk. Upaya untuk
menginduksi atau meningkatkan produksi tanaman metabolit sekunder, berdasarkan memasok,prekursor
atau menengah senyawa, telah efektif dalam banyak kasus (Silvestrini et al,
2002;. Moreno et al, 1993.; Whitmer et al., 1998). Sebagai contoh, asam amino
telah ditambahkan ke sel kultur suspensi media untuk produksi alkaloid tropane,
alkaloid indol dll Penambahan fenilalanin untuk Salvia officinalis suspensi sel budaya merangsang produksi
Rosmarinic acid (Ellis and Towers, 1970). Penambahan dari prekursor yang sama
menghasilkan stimulasi produksi taxol dalam budaya Taxus (Fett-Neto et al.,
1993 dan 1994). Feeding ferulic acid untuk budaya Vanilla planifolia mengakibatkan peningkatan akumulasi vanili
(Romagnoli dan Knorr, 1988). Selain itu, penambahan leusin, menyebabkan
peningkatan volatil monoterpen dalam kultur Perilla frutiscens, dimana
penambahan geraniol untuk naik kultur sel menyebabkan akumulasi nerol dan
sitronelol (Mulder-Krieger et al., 1988). Elisitasi: tanaman menghasilkan
metabolit sekunder di alam sebagai mekanisme pertahanan terhadap serangan oleh
patogen.
Elisitor
adalah sinyal memicu pembentukan sekunder metabolit. Penggunaan Elisitor
pertahanan tanaman mekanisme, yaitu elisitasi, telah menjadi salah satu
strategi yang paling efektif untuk meningkatkan produktivitas metabolit
sekunder bioaktif (Roberts dan Shuler, 1997). Elisitor biotik dan abiotik yang
diklasifikasikan pada mereka asal digunakan untuk merangsang metabolit sekunder
formasi kultur jaringan tanaman, sehingga mengurangi waktu proses untuk
mencapai konsentrasi tinggi produk (Barz et al, 1988.; Eilert, 1987; DiCosmo
dan Tallevi, 1985). Produksi banyak metabolit sekunder yang berharga
menggunakan berbagai Elisitor dilaporkan (Wang dan Zhong, 2002a, 2002b; Dong
dan Zhong, 2001; Hu et al, 2001.; Lee dan Shuler, 2000).
3.1 protokol kultur sel untuk
produksi metabolit sekunder yang penting dibentuk di laboratorium kami
Sebagian besar aplikasi
kultur jaringan tanaman di bioteknologi ditujukan untuk produksi metabolit
sekunder bioaktif. Ini sudah termasuk produksi taxol, morfin dan kodein,
ginsenosides, L-DOPA, berberin, diosgenin, capsaicin, podophyllotoxin, shikonin
derivatif, Ajmalisin, vincristine dan vinblastin (Dicosmo dan Misawa, 1995).
Karena kultur suspensi sel lebih disukai untuk produksi skala besar karena yang
cepat siklus pertumbuhan mereka telah digunakan untuk menghasilkan sejumlah
besar sel untuk kuantitatif atau analisis kualitatif tanggapan pertumbuhan dan
metabolisme bahan kimia baru. Di laboratorium kami, kita fokus pada produksi
beberapa farmasi penting dalam kultur jaringan tanaman. Kami telah berhasil
membangun sel budaya untuk produksi taxol dari Taxus mairei, imperatorin dari Angelica
dahurica, diosgenin dari Dioscorea
doryophora, gentipicroside dan swertiamarin dari Gentiana, cryptotanshinone dari Salvia
miltiorrhiza dan hasilnya dijelaskan dalam ulasan ini.
3.1.1
Studi kasus 1: Produksi taxol dari Taxus mairei oleh kultur suspensi sel
Pada
awal 1969, Wani dan rekan-rekannya menemukan sebuah novel diterpen antikankeramida,
"taxol" dari yew Pasifik (Taxus brevifolia) ekstrak (Wani et al, 1971).
Pada tahun 1983, taxol adalah disetujui untuk memasuki fase I uji klinis untuk
kanker ovarium oleh Food & Drug Administradon (FDA) di Amerika Serikat.
Telah disetujui untuk pengobatan klinis ovarium dan kanker payudara oleh FDA,
dan juga memiliki signifikan aktivitas dalam pengobatan pasien dengan melanoma
ganas, kanker paru-paru, dan tumor padat lainnya (Wickremesinhe dan Arteca,
1993 dan 1994). Taxol dianggap sebagai prototipe kelas baru kanker agen
kemoterapi (Cragg et al., 1993). Namun pasokan taxol untuk penggunaan klinis terbatas.
Hal ini tergantung pada ekstraksi dari yew pohon, dan kulit adalah satu satunyakomersial
sumber. Kulit tipis pohon yew mengandung 0,001% dari taxol dengan dasar berat
kering. Dalam seabad pohon tua menghasilkan rata-rata 3 kg kulit kayu, sesuai dengan
300 mg taxol, yang sekitar dosis tunggal dalam perjalanan dari pengobatan
kanker. Karena kelangkaan lambat pohon yang tumbuh dan relatif rendah isi taxol
(Cragg et al., 1993), alternatif sumber yang diperlukan untuk memenuhi
meningkatnya permintaan untuk obat. Total sintesis taxol pada skala industri
tampaknya ekonomis realistis karena kompleksitas struktur kimia molekul ini (Holton
et al, 1994.; Nicolaou et al., 1994). Pabrik kultur sel Taxus spp. dianggap sebagai salah satu dari pendekatan yang tersedia
untuk memberikan stabil pasokan taksol dan turunannya taxane terkait (Slichenmyer
dan Von Horf, 1991). Untuk memanfaatkan sumber taxol, kami mengumpulkan
jaringan yang berbeda dari Taxus mairei, spesies ditemukan di Taiwan pada
ketinggian sekitar 2000m di atas permukaan laut. Ekstrak kulit dan daun
jaringan dianalisis dengan menggunakan HPLC atas isi taksol dan taxol terkait
senyawa. Analisis HPLC mengungkapkan bahwa jumlah taksol dan taxol terkait
senyawa bervariasi dalam individu tanaman, dan komponen prinsip seperti
docetaxel, Baccatin III, dan 10-deacetylbaccatin dalam ekstrak daun yang lebih
tinggi dibandingkan kulit ekstrak (Lee et al., 1995). Taxus mairei kalus
diinduksi dari jarum dan batang eksplan pada media B5 (Gamborg ini et al., 1968)
ditambah dengan 2 mg / l 2,4-D atau NAA. berbeda baris sel didirikan
menggunakan batang dan jarum yang diturunkan kalus. Salah satu sel garis,
setelah makan prekursor dan 6 minggu inkubasi, menghasilkan 200 mg per liter
taxol kultur suspensi sel.
3.1.2
Studi kasus 2: Pembentukan imperatorin dari Angelica dahurica var. formosana
oleh kultur suspensi sel
Angelica dahurica var.
formosana umum dikenal sebagai "Bai-Zhi" di Cina adalah ramuan obat
berharga digunakan dalam pengobatan sakit kepala dan psoriasis di Cina (Zhou,1980).
The imperatorin konstituen telah disarankan sebagai bahan aktif utama untuk
menyembuhkan penyakit kulit (Zhou et al., 1988). Angelica dahurica var.
formosana adalah abadi dan tanaman asli di Taiwan (Chen et al., 1994). Sebagai
produksi Bai-Zhi oleh konvensional Metode budaya jauh untuk memenuhi
permintaan, metode kultur suspensi sel untuk produksi imperatorin oleh karena
itu ditekankan. Untuk membangun berkembang pesat dan kultur suspensi sel
terdispersi halus, yang terbaik komposisi media adalah 1/2 kekuatan media MS (Murashige
dan Skoog ini, 1962) dilengkapi dengan 1 mg / L 2,4-D, 0,1 mg / L kinetin, dan
3% sukrosa.
-
Budidaya secara rutin sub kultur pada
interval 14 hari.
Dalam
siklus pertumbuhan sel suspensi, produksi imperatorin adalah maksimum antara
hari ke-10 dan ke-14. Kondisi pertumbuhan, terutama faktor gizi yang optimal
untuk imperatorin produksi juga diselidiki. Ditemukan bahwa media dasar MS
adalah yang terbaik di antara media diuji pada imperatorin produksi. Pengaruh
auksin pada produksi imperatorin diselidiki. Penghapusan auksin dari media itu
bermanfaat untuk imperatorin produksi dan penambahan BA (0.5-1 mg / L)
dipromosikan sintesis dari imperatorin dalam sel suspensi. Efek dari rasio
amonium nitrat menjadi nitrat dalam medium juga telah dipelajari. Sebuah
amonium nitrat moderat menjadi nitrat rasio (2: 1) meningkatkan jumlah
imperatorin produksi. peningkatan fosfat konsentrasi (1 mM sampai 2 mM)
dipromosikan imperatorin produksi. Glukosa ditemukan menjadi jago bertaruh sumber
karbon dibandingkan sukrosa dan fruktosa dalam hal pengaruhnya terhadap
imperatorin produksi. Efek merangsang mungkin dari Elisitor pada sintesis
imperatorin yang dipelajari. Penambahan sulfat vanadyl ke sel kultur suspensi
meningkatkan akumulasi dari imperatorin, tergantung konsentrasi dan tahap
pertumbuhan sel. yang paling berpengaruh signifikan direkam ketika vanadyl
sulfat pada konsentrasi 30 mg / L adalah ditambahkan ke media pada hari ke-10
dari budaya. Sebuah peningkatan yang cepat dan drastis imperatorin sintesis
diamati dengan menambahkan 20 g / L adsorben Amberlite XAD-7 suspensi. Sel-sel pada
hari ke-10 budaya. The kuantitas imperatorin diproduksi oleh ini pengobatan
(460 mg / gd. w.) adalah 140 kali lipat lebih tinggi daripada yang dihasilkan
oleh perlakuan cek (Tsay, 1999; Tsay et al., 1994). Hasil penelitian
menunjukkan bahwa sel kultur yang dimiliki potensi biosintesis dari utuh
tanaman dari mana mereka berasal. The Potensi biosintesis bisa lebih
difasilitasi dengan penambahan stimulan yang tepat untuk medium kultur.
3.1.3
Studi kasus 3: Produksi Diosgenin dari Dioscorea
doryophora oleh sel kultur suspensi Dioscorea
spp.
(Dioscoreaceae)
sering digunakan sebagai tonik dalam bahasa Cina tradisional obat-obatan.
Dioscorea doryophora Hance, umbi-umbian dalam permintaan tinggi seperti yang
digunakan tidak hanya sebagai simplisia tetapi juga sebagai makanan. Yang
paling aktif bahan yang ditemukan di umbi adalah diosgenin, yang dapat
digunakan sebagai prekursor bagi banyak steroid obat penting seperti
prednisolon, deksametason, norethisterone dan metenolone dll (Tsukamoto et al.,
1936). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membangun budaya suspensi sel
Dioscorea doryophora Hance untuk produksi diosgenin, yang dapat digunakan
sebagai alternatif sumber untuk sintesis steroid (Yeh et al., 1994). Kalus
berhasil diinduksi pada media MS basal ditambah dengan 2.0 mg / L 2, 4-D dan
0,2 mg / L BA. Kultur suspensi sel berhasil didirikan oleh subkultur kalus
menjadi media cair yang mengandung MS medium basal ditambah dengan 0,2 mg / L
2, 4-D. Sukrosa optimal konsentrasi untuk diosgenin produksi diselidiki.
Meskipun 6% sukrosa adalah optimum konsentrasi untuk pertumbuhan dan
meningkatkan berat kering dari kultur suspensi sel, 3% sukrosa memberikan hasil
yang lebih baik daridiosgenin yang produksi. Perbedaan dalam kualitas dan isi
diosgenin dari kalus diinduksi yang diamati antara enam organ sumber. analisis
by HPLC mengungkapkan bahwa kedua batang-node dan sel suspensi microtuber
berasal terkandung diosgenin. Isi microtuber kultur suspensi sel yang berasal
mengandung 3,2% diosgenin per gram berat kering, sedangkan, yang batang-node
yang berasal budaya hanya berisi 0,3%. Kalus dari microtuber menunjukkan
kekuningan warna dan granular dalam penampilan dan mengandung konten diosgenin
tertinggi (3,3-3,5%). Karena jumlah diosgenin yang diperoleh dari umbi suspensi
sel berasal adalah tinggi dan sebanding dengan yang ditemukan di umbi utuh (Chen,
1985), suspensi sel budaya dapat digunakan untuk produksi diosgenin.
3.4.
Studi Kasus 4: Pembentukan Gentiana
davidii var. formosana (Hayata) Kultur suspensi sel T. N.Ho
Gentiana
davidii var. formosana (Hayata) T. N. Ho (Gentianaceae),
umumnya dikenal sebagai Panjang-dan dalam bahasa Cina adalah ramuan asli abadi
Taiwan. Konsumsi secara teratur Panjang-dan telah dipercaya untuk meningkatkan
memori, mencegah obesitas dan penuaan, dan melindungi hati dengan menghapus
metabolit toksik (Lou dan Chin, 1996 dan Zheng et al., 1997). Seluruh herbal
kering, dikumpulkan dari alam liar habitat, digunakan sebagai simplisia dalam
tradisional Pengobatan Cina di Taiwan. prinsip Bitter dari Gentianaceae
merupakan banyak farmakologi senyawa penting, yang membenarkan penggunaan
sebagian besar spesies dari keluarga ini di tradisional obat atau untuk
persiapan pahit tonik (Rodriguez et al., 1996). Secoiridoid glikosida adalah
senyawa utama dengan obat properti di akar spesies Gentiana (Skrzypczak et al.,
1993). Kami telah mengoptimalkan kondisi untuk pembentukan dari kultur suspensi
sel G. davidii untuk produksi gentipicroside dan swertiamarin, dua farmakologi
senyawa penting. Kalus diinisiasi oleh kultur eksplan batang G. davidii var.
formosa pada MS basal ditambah media dengan 0,2 mg / L kinetin dan 1,0 mg / L α
Asam -naphthaleneacetic (NAA). cepat tumbuh kultur suspensi sel didirikan oleh
subkultur kalus di media MS basal dilengkapi dengan 0,2 mg / L kinetin dan 3%
sukrosa (Chueh et al., 2000). Pertumbuhan sel Optimal diperoleh ketika kalus
dikultur dalam 25 mL cairan media MS basal dilengkapi dengan 0,2 mg / L kinetin
dan 3% sukrosa, pH antara 4,2-5,2, diinkubasi dalam cahaya 2.33 μE m-2 s-1 pada
25 ± 1 ℃, di bawah 80-100
putaran / menit kecepatan pengocok. maksimum isi dua prinsip, swertiamarin dan
gentipicroside, dalam suspensi sel yang diperoleh setelah 12 dan 24 hari dari
budaya masing-masing. Menggunakan protokol standar ini, dimungkinkan untuk
mempelajari pengaruh prekursor makan pada isi prinsip aktif.
3.5.
Studi kasus 5: Produksi cryptotanshinone dari kultur kalus dari Salvia miltiorrhiza Bunge.
Salvia merupakan genus
penting yang terdiri dari ca. 900 spesies dalam keluarga Lamiaceae dan beberapa
spesies Salvia telah dibudidayakan di seluruh dunia untuk digunakan dalam obat
rakyat. Dan-shen, akar kering dari Salvia miltiorrhiza Bunge, adalah salah satu
obat-obatan Cina yang paling populer dan banyak digunakan untuk meningkatkan
sirkulasi darah untuk menghilangkan stasis darah, membersihkan diri panas, menghilangkan
kekesalan, bergizi darah dan penenang pikiran dan pendinginan darah ke
meredakan bisul (Verpoorte, 1998). Prinsip aktif utama dari ekstrak organik
Dan-shen adalah tanshinones, quinoid yang diterpenes (Bruneton, 1995). Sejak
Dan-shen persiapan merupakan dasar untuk cukup kegiatan komersial, ada yang
dilanjutkan bunga dalam pengembangan biotechnologi - pendekatan berbasis pada
produksi tanshinones (Hu dan Alfermann, 1993; Miyasaka et al., 1989 dan
Shimomura et al., 1991). Dalam penelitian kami terus aplikasi kultur jaringan
tanaman obat untuk produksi metabolit sekunder bioaktif, kami telah mengadopsi
suatu pendekatan terhadap produksi cryptotanshinone dari S. miltiorrhiza
melalui kultur kalus. Dalam hal ini efek eksperimen N 6- benziladenin (BA) dari
formasi cryptotanshinone dalam kultur kalus dari Salvia miltiorrhiza adalah
diperiksa. Kalus primer diinduksi oleh eksplan daun kultur pada Murashige dan
Menengah (MS) basal Skoog yang disuplementasi dengan 1,0 mg / L
2,4-diklorofenoksi Asam (2,4-D) dalam kegelapan. Kalus menjamur lebih lanjut
tentang media basal MS yang mengandung 1,0 mg / L 2,4-D dan 0,5 mg / L BA dan
dianalisis untuk cryptotanshinone oleh kinerja tinggi kromatografi cair (HPLC).
Hasil HPLC menunjukkan bahwa itu berisi sejumlah kecil cryptotanshinone (0.26 ±
0,05 mg / g berat kering.). Kelalaian dari 2,4-D dari media menghasilkan
peningkatan yang ditandai dalam isi cryptotanshinone dalam kalus. Analisis HPLC
mengungkapkan bahwa isi cryptotanshinone dalam kalus dikultur pada MS basal
medium dengan 0.1, 0.2, 0,5, 1,0, dan 2,0 mg / L BA secara signifikan lebih
tinggi dari simplisia dipasarkan (diolah bagian bawah tanah dari S.
miltiorrhiza). Hasil maksimum cryptotanshinone (4.59 ± 0.09 mg / g berat
kering.) Diamati pada kalus dikultur pada MS basal medium dengan 0,2 mg / L BA
selama enam puluh hari (Wu et al., 2003).
BAB
III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Penggunaan
kultur jaringan tanaman untuk produksi bahan kimia dan farmasi memiliki dan
membuat langkah besar membangun kemajuan dalam ilmu pengetahuan tanaman.
Peningkatan penggunaan alat genetik struktur dan pengaturan jalur untuk
metabolisme sekunder akan memberikan dasar bagi produksi tingkat yang dapat
diterima secara komersial produk. Peningkatan banding dari alam dari produk ini
ialah untuk tujuan pengobatan ditambah dengan hasil panen produk dan
kekhawatiran pasokan rendah peningkatan tanaman telah memperbaharui minat
teknologi kultur jaringan tanaman untuk skala besar. Pengetahuan tentang jalur
biosintesis dari yang diinginkan senyawa dalam tanaman serta budaya sering
masih dalam masa pertumbuhan, dan akibatnya, strategi yang diperlukan untuk
mengembangkan informasi berdasarkan tingkat seluler dan molekuler. Karena
kompleks dan tidak lengkap Sifat i sel
tumbuhan dipahamdi dalam vitro budaya, kasus demi kasus studi telah digunakan
untuk menjelaskan masalah yang terjadi di produksi metabolit sekunder dari sel
tumbuhan berbudaya. Hasil ini menunjukkan bahwa sistem kultur jaringan tanaman
memiliki potensi untuk eksploitasi komersial dari metabolit sekunder. Pengenalan
teknik biologi molekuler, sehingga menghasilkan transgenik budaya dan untuk
mempengaruhi ekspresi dan regulasi jalur biosintesis, juga mungkin menjadi langkah
penting menuju membuat kultur sel lebih umum berlaku untuk produksi komersial
dari metabolit sekunder.
Daftar Pustaka
Vanisree
Mulabagal and Hsin-Sheng Tsay.
2004. Plant Cell Cultures - An Alternative and Efficient Source for the
Production of Biologically Important Secondary Metabolites. Institute of Biotechnology,Chaoyang University of
Technology,Wufeng, Taichung county 413, Taiwan, R.O.C.
International Journal of Applied Science and Engineering.2004. 2, 1: 29-48.
