Daftar Kegiatan
2013
Pengembangan Proses Produksi Acarbose Sebagai Inhibitor Kompetitif Alfa Glukosidase
Penelitian laboratorium

Jumlah penderita diabetes mellitus (DM) di Indonesia diperkirakan akan terus meningkat, dari 8,4 juta jiwa pada tahun 2000 menjadi sekitar 21,3 juta jiwa pada tahun 2030 mendatang. Indonesia merupakan peringkat keempat dengan jumlah penderita DM terbanyak didunia setelah AS, India dan Cina. Prevalensi DM diperkotaan di Indonesia mencapai 14,7 persen dan dipedesaan 7,2 persen.
Sekitar 90 – 95 persen dari penderita diabetes adalah penderita DM tipe 2 atau non insulin-dependent diabetes mellitus, dan hanya sekitar 10 persen merupakan penderita DM tipe 1. Berbeda dengan penderita DM tipe 1 dimana pengontrolan kadar gula darah hanya dapat dilakukan dengan pemberian insulin, pada DM tipe 2 pengobatan atau untuk menjaga kadar gula berada pada kisaran normal dapat dilakukan dengan pemberian obat. Dalam hal ini ada dua pendekatan umum dalam pengobatan, yaitu (1) menekan pembentukan glukosa, baik yang segera setelah mengkonsumsi karbohidrat maupun hasil pemecahan dari glikogen sehingga tidak terjadi kelebihan kadar gula atau (2) menstimulasi sekresi insulin dari pankreas sehingga glukosa yang tersedia bisa dirubah jadi energi dan dimanfaatkan oleh sel-sel dalam jaringan.
Inhibitor enzim alpha glukosidase seperti acarbose sangat bermanfaat bagi pasien hiperglikemia postprandial, yaitu penderita DM yang cenderung meningkat kadar gula darahnya segera setelah makan. Hal ini berkaitan dengan fungsi ?-glukosidase yaitu menghidrolisis oligosakarida pada dinding usus halus. Inhibisi kerja enzim ini secara efektif tentunya akan mengurangi pencernaan karbohidrat kompleks dan absorbsinya, sehingga dapat mengurangi peningkatan kadar glukosa postprandial pada pasien diabetes.
Acarbose tidak merangsang sekresi insulin oleh sel-sel ß-Langerhans kelenjar pankreas. Ini menunjukkan bahwa acarbose tidak akan menyebabkan hipoglikemia yang merupakan efek samping umum dan berbahaya dari pengobatan DM. Efek samping yang paling mungkin terjadi dengan penggunaan acarbose adalah diare dan kelebihan gas dilambung.
Acarbose sampai saat ini diproduksi melalui suatu proses fermentasi dengan menggunakan bakteri Actinomycetes, khususnya dari genera Actinoplanes dan Streptomyces. Berdasarkan hasil skrining pada tahun pertama terhadap koleksi bakteri Actinomycetes yang dimiliki Puslit Bioteknologi-LIPI diperoleh beberapa isolat yang terbukti mampu menghasilkan acarbose. Pada tahun ini akan dilakukan optimalisasi proses fermentasi meliputi perubahan komposisi media, pH dan temperatur untuk menghasilkan acarbose. Selain itu akan dilakukan uji aktivitas penghambatan ?-glukosidase secara kualitatif dan kuantitatif.

110800000
DIPA Tematik
Cibinong

1.Menyediakan informasi mengenai komposisi media serta pH optimum untuk memproduksi acarbose dengan menggunakan bakteri Actinomycetes terpilih
2.Mempelajari uji aktivitas penghambatan ?-glukosidase secara kualitatif dan kuantitatif

1. Fermentasi
Proses fermentasi dalam usaha untuk mempelajari pengaruh komposisi media, pH, dan temperatur optimum akan dilakukan dalam skala erlenmeyer dengan menggunakan rotary shaker.
2. Uji aktivitas penghambatan ?-glukosidase
Uji aktivitas secara kualitatif mengacu pada metode yang dikembangkan oleh Chen dkk (2004). Prinsip yang digunakan dalam metode ini adalah pembentukan zona inhibisi yang ditandai dengan pembentukan lingkaran ungu pada plate. Diameter zona hambat berbanding lurus dengan daya inhibisi terhadap ?-glukosidase.
Uji aktivitas secara kuantitatif menggunakan metode kromatografi cairan kinerja tinggi (HPLC) dengan detektor RI (Refractive Index).

Kelompok peneliti yang akan melaksanakan kegiatan penelitian ini terdiri dari gabungan peneliti senior dan yunior dengan latar belakang disiplin ilmu yang saling melengkapi, termasuk bioproses, farmasi, kimia dan kedokteran umum.
Kegiatan akan dilakukan di laboratorium Bioteknologi biofarmasetika, bidang Bioproses Puslit Bioteknologi-LIPI yang didukung dengan fasilitas yang memadai.

1. Menambah data potensi dari koleksi mikroba

2. Diperolehnya proses produksi acarbose yang ekonomis

3. Dimungkinkan untuk memproduksi acarbose dengan kemurnian yang tinggi

1. Meningkatnya nilai ilmiah dari koleksi mikroba

2. Tersedianya acarbose sebagai bahan baku farmasi lokal

3. Tersedia acarbose sesuai kebutuhan industri

1.  Chen, H., X. Yan, L. Zheng, dan W. Zhang, 2004, A New Method for Screening dan#945;-glucosidase Inhibitors and Application to Marine Microorganisms, Pharmaceutical Biology, Vol 42, No. 6- 416 – 421.
2.  Choi BT dan Shin CS, 2004, Isolation and Characterization of a novel intracellular glucosyltransferase from the acarbose producer Actinoplanes sp CKD 485-16, Applied Microbiology and Biotechnology 65 (3)- 273-80.
3.  Geng, P. and G. Bai, 2008, Two Novel aminooligosaccharides isolated from the culture of Streptomyces coelicoflavus ZG 0656 as potent inhibitors of dan#945;-amylase, Carbohydrate Research 343- 470 -476.
4.  Hanefeld, M., M. Catagay, T. Petrowitsch, D. Neuser, D. Petzinna dan M. Rupp, 2004, Acarbose reduces the risk for myocardial infarction in type 2 diabetic patients- meta-analysis of seven long-term studies, European Heart Journal 25- 10-16.
5.  Hong et al, 2003, Purification process for manufacturing a high pure acarbose, United States Patent 7253278.
6.  Kimura, A., J-H. Lee, I-S. Lee, H-S. Lee, K-H. Park, S. Chiba, & D. Kim, 2004, Two potent competitive inhibitors discriminating ?-glucosidase family I from family II, Carbohydrate Research 339- 1035-1040.
7.  Kim, Y-M, M-H. Wang, & H-I. Rhee, 2004, A novel ?-glucosidase inhibitor from pine bark, Carbohydrat Research 339- 715-717.
8.  Lee, J-S., T. Hai, H. Pape, T-J. Kim & J-W. Suh, 2008, Three trehalose synthetic pathways in the acarbose-producing Actinoplanes sp. SN223/29 and evidence for the TreY role in biosynthesis of component C, Applied Microbilogy and Biotechnology 80- 767-778.
9.  Wei, S-J., X.Chen, L.Huang, & K.Li, 2010, Medium optimization for acarbose production by Actinoplanes sp. A56 using the response surface methodology, African Journal of Biotechnology Vol 9 (13)- 1949-1954.
10.  Zhang, C-S., M. Podeschwa, H-J, Altenbach, W. Piepersberg, & U.F, Wehmeier, 2003, The acarbose-biosynthetic enzyme AcbO from Actinoplanes sp. SE 50/110 is a 2-epi-5-epi-valiolone-7-phosphate 2-epimerase, FEBS Letters 540- 47-52
 
2013-2014
Selesai
Terbuka
Nurlaili Ekawati
Laporan Kegiatan
Nurlaili Ekawati