BIOKONVERSI STEROID

Sterol dan steroid telah lama menjadi perhatian oleh ahli biokimia. Pada tahun 1920 ahli

estrogenik dan androgenik untuk memenuhi kebutuhan steroid diperoleh dengan ekstraksi

bahan alami misalnya korteks adrenal hewan. Senyawa steroid tersebut berupa cortico

steroid.

            Kemudian coktison berhasil disintesa secara kimiawi yang berguna untuk obat

rematoid arthritis dan rematik akut. Selanjutnya pada tahun 1952 Rhizopus nigricans

berperanan dalam mengubah progresteron menjadi   …… - hidroksiproges rion yang bersifat

baik dan diproduksi secara komersil.

Pada tahun 1970 reaksi 11 origenan oleh fungi 16x hidroksilasi oleh Streptomyces

dehidrogenasi oleh Arthrobacter Samplex mycobacteria, nocardia dan kebanyakan fungi

dilakukan di dalam industri.

            Namun demikian banyak kendala yang timbul dalam produksi steroid melalui proses

fermentasi, misalnya biaya operasional lebih mahal dibandingkan melalui reaksi kimiawi.

Sehingga dalam prakteknya di pabrik, biotransformasi/biokonversi steroid digunakan untuk

menggantikan sebagian reaksi secara kimiawi.

            Struktur steroid kebanyakan mempunyai gugus methil pada atom karbon nomer 13

dan 10 (C-10 dan C-19). Steroid dapat dianalisa secara paper chromatography (PC) ,

khromatography lapis tipis (TLC) dan vapor-phase chromatography (VPC). Ekstraksi produk

steroid menggunakan methylene chloride dan bermacam-macam solven non polar yaitu ethyl

ecetat, amyl acetat, ethelene chlorida, chloroform hasil ekstraksi steroid lalu dianalisa

menggunakan cara hromatography.

Penemuan penting dibidang mikrobiologi industri adalah mikrobia yang mampu melakukan

aktivitas biokimia. Contoh spora Penicellium roqueforii mampu merubah asam kapilat (asam

oktanoat ) menjadi 2 heptanone.

1.      Definisi dan peranan steroid

Steroid adalah senyawa mempunyai kerangka perhydro 1,2-cyclo-pentano-phenanthene.

Knight memperoleh 11-α-hydroxyl derivat progesteron menggunakan Aspergillus chraceus. :

                                             

                                                                                          

 

Pembntukan 11-α-hydroxyl dari progesteron steroid yang dibentuk oleh mikrobia yaitu

ergosterol, diosgenin pada tumbuhan, kholesterol terdapat pada hewan, kortisosteroid,

hormon sex. Steroid penting sebagai agensia therapeutik, dihasilkan selama regulasi

metabolisme

Steroid corteson berguna untuk penyakit rheumatoid arthritis dan rheumatic akut. Progestin

dan estrogen untuk agensia mengurangi kesuburan (antifertility). Steroid juga berperanan

sebagai agensia therapeutic bagi manusia dan hewan  misalnya estrogen, progestin dan

androgen

2. Struktur steroid

            Kebanyakan steroid mempunyai gugus methyl pada rantai karbon nomer 13 dan 10

(C-18 dan C 19). Bentuk dasar steroid (trans, anti, trans, anti , trans) tergantung pada ikatan

cincin karbon nomor 4 dari rantaian karbon dalam Chair Shape.

Adapun nama beberapa steroid baik nama perdagangan dan nama kimia dapat ditunjukkan

dalam tabel dibawah ini

Nama perdagangan Nama kimia

        Androstenedione

        Testosterone

        Progesteron

        Predmisone A-1 E

        Predmisolone

        Androst-yene-3,17 dione

        17B-Hydroryandrost-4-en-3 ane

        Prcgn-4-enc-3,2 adio nc

        17 X-21-dihydroxy-prequa-1,4-diene-

3, 11,20 trione

        11 B,

            Ekstraksi steroid dari miselium jamur benang atau semua steroid menggunakan

aseton. Sesudah steroid diekstraksi, akan mendapatkan hasil berwarna kecoklatan, lalu

didecolorasi dengan karbon dan kristalisasi dari solven aseton – metanol atau methelene

chloride. Banyak solven yang dapat digunakan untuk ekstraksi steroid yaitu ethyl asetat, amyl

asetat, ethy-lene chlorida, chloroform.

3. Metoda analisis steroid

            Steroid hasil fermentasi lebih cocok dianalisis secara khromatografi kertas (Paper

chromatography), sedang THIN LAYAR chromatography) sering digunakan untuk

penelitian, tetapi untuk kebanyakan penelitian yang spesifik analisis steroid memakai cara

Vapor. Phase chromatography (VPC) karena sangat sensitiv untuk identifikasi steroid

menggunakan resonansi nuclear magnetic, dan spektrofotometri masa.

            Setelah steroid dianalisis secara khromatografi maka noda dideteksi menggunakan

sinar ultraviolet dengan panjang gelombang 243 nm dan 268 nm

4.Tipe biokonversi steroid

Biokonversi steroid yang digunakan dalam industri ada dua macam :

a. hidroksilasi ada 4 macam :

11-α-hydroksilasi, 11-β-hydroksilasi, 16-α-hydroksilasi,            21-hydroksilasi

b. Dehidrogenasi

     11-α-hydroksilasi

11-α-hydroksi progesteron diperoleh dari progesteron yang dihasilkan oleh Aspergillus

ochroceus, 11-α-hydroksi progesteron merupakan hasil antara pembuatan cortison.

11-β-hydroksilasi

Steroid hidrokartison (cortisol) langsung oleh Curvularia lunata atau ensim hewan mammalia

16-α-hydroksilasi

Hidroksilasi ini dilakukan oleh Streptomyces. Reaksi ini menjadi penting karena mampu

membentuk 16 hidroksi 9α-fluoroprednison yang sangat cocok untuk obat anti

inflammantory.

21-hydroksilasi

Reaksi  ini sangat mudah terutama dilakukan oleh Aspergillus niger dan Opphiobolus

herpotricus untuk transformasi progesteron menjadi deoxycortison

Dehidrogenasi

Arthrobacter simplex dapat melakukan sintesa prednisolon dari cortison.

5.      Metoda Biokonversi steroid

Spora dari fungi atau aktinomesetes sangat esensial untuk biokonversi. Spora diproduksi

pada permukaan media atau sekam yang direndam air.

Aktivitas air dan kelembaban relatif sangat menentukan sporulasi :

Pengaruh aktivitas air (aw) pada produksi spora fungi (produksi sebesar

1011 konidia/erlenmeyerMl air/

erlenmeyerAspergillus ochroceus NRRL 405

A. niger

ATCC9142

Mucor gricocyanus

ATCC1207 A

Penicellium chrysogemusWIS 53-

414

40

60

80

100

120

140

160

<1

3,2

3,8

3,0

+

-

-

+

2,1

2,0

+

-

-

-

-

-

-

-

6,3

4,5

-

+

1,8

2,0

1,0

+

-

-

Media :  200 gr gandum, sterilisasi 1 jam suhu 1210 C, inkubasi 280 C selama 7 hari untuk A

ochroceus, untuk fungi suhu inkubasi 250 C selama 14 hari. Kelembaban relatif 50 – 6 %.

Setelah memperoleh spora banyak lalu diunduh, atau disimpan dalam refrigerator pada suhu -

200 C. Spora lalu digunakan dengan dimasukkan ke dalam larutan buffer phosphat, asetat

atau sitrat. Kemudian sitrat ditambahkan, lalu dilarutkan kedalam 0,01 % Tween 80, pada

akhirnya terjadi biokonversi. Biokonversi kadang-kadang terjadi bila tersedia gula dengan

konsentrasi 0,2 – 0,4 % glukosa dengan spora A. ochraceus atau Mucor griseocyanus