AKTIFITAS EKSTRAK BAKTERI YANG BERASOSIASI DENGAN SPONS Haliclona sp2. dan Axinellid sp. SEBAGAI ANTIBAKTERI TESIS. Oleh

Transkripsi

1 AKTIFITAS EKSTRAK BAKTERI YANG BERASOSIASI DENGAN SPONS Haliclona sp2. dan Axinellid sp. SEBAGAI ANTIBAKTERI TESIS Oleh ENDANG SULISTYARINI GULTOM /BIO PROGRAM PASCASARJANA BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

2 AKTIFITAS EKSTRAK BAKTERI YANG BERASOSIASI DENGAN SPONS Haliclona sp2. dan Axinellid sp. SEBAGAI ANTIBAKTERI TESIS Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains pada Program Studi Magister Ilmu Biologi Pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA, Oleh ENDANG SULISTYARINI GULTOM /BIO PROGRAM PASCASARJANA BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

3 PENGESAHAN TESIS Judul : AKTIFITAS EKSTRAK BAKTERI YANG BERASOSIASI DENGAN SPONS Haliclona sp2 dan Axinellid sp. SEBAGAI ANTIBAKTERI Kategori : TESIS Nama : ENDANG SULISTYARINI GULTOM Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : PASCASARJANA (S-2) BIOLOGI Departemen Fakultas : BIOLOGI : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Medan, Agustus 2014 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Prof. Dr. Erman Munir, M. Sc Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc NIP NIP Ketua Program Studi Pascasarjana Biologi FMIPA USU Dekan FMIPA USU Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed Dr. Sutarman, M.Sc NIP NIP

4 PERNYATAAN ORISINALITAS AKTIFITAS EKSTRAK BAKTERI YANG BERASOSIASI DENGAN SPONS Haliclona sp2. dan Axinellid sp. SEBAGAI ANTIBAKTERI TESIS Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar. Medan, Februari 2014 Endang Sulistyarini Gultom NIM

5 PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika, saya bertanda tangan di bawah ini: Nama : Endang Sulistyarini Gultom NIM : Program Studi : Magister Biologi Jenis Karya Ilmiah : Tesis Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Hak Bebas Royalti Non-Eksekutif (Non-Executive Free Right) atas tesis saya yang berjudul: Aktifitas Ekstrak Bakteri yang Berasosiasi dengan Spons Haliclona sp2. dan Axinellid sp. sebagai Antibakteri. Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non- Eksekutif ini, berhak menyimpan, mengalih data, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya Medan, Februari 2014 Endang Sulistyarini Gultom Telah diuji pada Tanggal : 17 Februari 2014

6 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Dwi Suryanto, M. Sc Anggota : 1. Prof. Dr. Erman Munir, M. Sc 2. Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. Biomed 3. Dr. It Jamilah, M. Sc Lulus Pada Tanggal : 17 Februari 2014

7 RIWAYAT HIDUP Nama Lengkap Berikut : Endang Sulistyarini Gultom, S.Si, Apt Gelar Tempat dan Tanggal Lahir : Sabungannihuta, 15 Mei 1981 Alamat Rumah : Jl.Pelajar Timur perumahan Griya Unimed no 29 Medan Telepon/Faks/Hp : Nadgul_bellefamille@yahoo.com Instansi Tempat Bekerja : Universitas Negeri Medan Alamat Kantor : Jln.Williem Iskandar Pasar V Medan estate Telepon : DATA PENDIDIKAN SD : Swasta RK Santo Paulus Onanrunggu Tamat : 1993 SLTP : Swasta ERIA Medan Tamat : 1996 SMA : Swasta Prayatna Medan Tamat : 1999 Strata-1 : Jurusan Farmasi, FMIPA USU Tamat : 2005 Apoteker : Profesi Apoteker, FMIPA USU Tamat : 2006 Strata-2 : Program Pascasarjana Biologi, FMIPA USU Tamat : 2014

8 KATA PENGANTAR Assalamu`alaikum Wr. Wb. Segala puji dan syukur saya ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan berkah dan rahmat-nya sehingga saya dapat menyelesaikan tesis ini. Shalawat beriring salam saya sampaikan kepada junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW. Dalam kesempatan ini, saya mengucapkan terimakasih kepada segenap pihak: 1. Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc selaku dosen pembimbing I dan Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc selaku dosen pembimbing II, atas bimbingan, pengarahan, perhatian dan pengertian yang telah diberikan kepada saya. 2. Prof Dr. Syafruddin Ilyas, M.Biomed selaku dosen penguji I dan Dr. It Jamilah, M.Sc selaku dosen penguji II yang telah memberikan saran dan kritik yang membangun serta wawasan sehingga pengetahuan saya bertambah. 3. Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M. BioMed selaku Ketua Program Studi Pascasarjana Biologi USU, Dr. Suci Rahayu, M. Si selaku Sekretaris Program studi Pascasarjana Biologi USU yang telah banyak memberi nasihat, saran dan membantu saya dalam menyelesaikan kuliah pascasarjana. Staf administrasi Program Pascarjana Biologi USU yang telah bersabar menguruskan administrasi selama kuliah serta seluruh staf dan pegawai Program Pascasarjana Biologi USU. 4. Suami tercinta, Dr. Ir. Ahmad Darobin Lubis, M.Sc, QIA, ananda terkasih Azka Ulima Husna Nadeak yang telah memberikan kasih sayang, perhatian dan pengertian yang besar serta ibunda tercinta, Mestina Samosir. Saudarasaudara tercinta Romla Gultom, S.Pd, Prof. Dr. Syawal Gultom, M.Pd, Rimsa Gultom, Ajun Gultom, Bilman Gultom, M.Pd dan Syamsul Gultom, SKM, M.Kes dan seluruh kakak ipar tersayang Rasita Malades Samosir, Sara Hikmayanti Sinaga, Tiur Malasari Siregar dan Dewi Endriani yang sangat memberikan dukungan, doa dan semangat serta Bang Sofyan Siregar dan

9 keluarga yang telah memberikan saya kemudahan selama melaksanakan penelitian di Universitas Riau. 5. Keluarga besar Laboratorium Biologi Kelautan dan Kimia Organik UR, keluarga besar Laboratorium Mikrobiologi, Departemen Biologi, USU, terima kasih telah menerima saya dan memberikan fasilitas dalam pengerjaan penelitian. 6. Teman-Teman Program Pascasarjana Biologi USU tahun 2011, terimakasih atas motivasi yang telah diberikan. 7. Kakanda Dra. Martina Restuati, M.Si, Adinda Aida Fitriani Sitompul, S.Pd,.M.Si, Nanda Pratiwi, SPd dan Rasyidah, S.Pd terima kasih atas bantuan dan dukungan yang begitu besar. 8. Keluarga Besar Dosen Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Medan atas motivasinya 9. Pihak-pihak lain yang telah membantu saya dalam pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini. Akhir kata, semoga karya ini bermanfaat bagi para pembaca dan perkembangan ilmu pengetahuan. Wassalamu`alaikum Wr. Wb. Medan, Februari 2014 Endang Sulistyarini Gultom AKTIVITAS EKSTRAK BAKTERI YANG BERASOSIASI DENGAN SPONS Haliclona sp.2 DAN Axinellid sp. SEBAGAI ANTIBAKTERI

10 Abstrak Peningkatan resistensi bakteri di dunia kesehatan menyebabkan perlu dilakukan eksplorasi senyawa baru yang mempunyai aktifitas antibakteri. Salah satu sumber antibakteri adalah bakteri yang hidup berasosiasi dengan organisme lain seperti spons. Pada penelitian ini dilakukan isolasi bakteri yang berpotensi sebagai antibakteri yang hidup berasosiasi dengan spons Haliclona sp.2 dan Axinellid sp. Contoh spons diperoleh dari Pulau Ngge, Sibolga. Tujuhbelas isolat bakteri diperoleh dari kedua spons tersebut, 8 isolat diperoleh dari Haliclona sp.2 dan 9 isolat diperoleh dari Axinellid sp. Berdasarkan uji antibakteri, 11 (64%) isolat memiliki potensi antibakteri, sedangkan 6 (35%) isolat tidak menunjukkan adanya aktifitas antibakteri. Isolat H2, A1 dan A2 dipilih untuk ekstraksi metabolit sekunder karena memiliki spektrum luas terhadap bakteri uji. Berdasarkan hasil skrining aktivitas ekstrak isolat, ekstrak etil asetat H2 (EH2), A1 (EA1) dan A2 (EA2), dan ekstrak n-heksana A2 (HA2) menunjukkan adanya kemampuan antagonis terhadap bakteri uji Staphylococcus aureus dan Escherichia coli, sedangkan ekstrak metanol A2 hanya mampu menghambat pertumbuhan bakteri uji E. coli. Pada pengujian komponen senyawa kimia, EH2, EA1 dan EA2 mengandung senyawa alkaloid, sedangkan HA2 dan MA2 mengandung alkaloid dan saponin. Berdasarkan pemisahan golongan senyawa metabolit sekunder melalui kromatografi lapis tipis, diperoleh 22 fraksi dengan kepolaran yang berbeda. Pada skrining aktivitas antibakteri fraksi ekstrak, kemampuan antagonis yang paling besar terdapat pada MA2 fraksi 2 terhadap bakteri E. coli dan S. aureus sebesar 10,15 mm dan 9,95 mm. Kemampuan antagonis EH2 fraksi 3 terhadap bakteri S. aureus dan E. coli sebesar 7,05 mm dan 7,45 mm, sedangkan kemampuan antagonis EA1 fraksi 3 sebesar 6,55 mm terhadap P. aeruginosa. Hasil uji fitokimia metabolit sekunder fraksi ekstrak isolat menunjukkan bahwa MA2 fraksi 2 dan MA2 fraksi 3 mengandung senyawa saponin, sedangkan EH2 fraksi 3 dan EA1 fraksi 3 mengandung senyawa alkaloid. Bakteri yang berasosiasi dengan spons Haliclona sp.2 dan Axinellid sp. memiliki aktifitas sebagai antibakteri terhadap bakteri S. aureus, E. coli dan P. aeruginosa. Kata kunci: Haliclona sp.2 dan Axinellid sp., antibakteri, kromatografi lapis tipis, spons ACTIVITY EXTRACTS OF BACTERIA ASSOCIATED WITH Haliclona sp.2 AND Axinellid sp. AS ANTIBACTERIAL

11 Abstract An effort to explore a new antibacterial compounds should be considered since increasing resistance of bacteria due to intensive utilization of antibiotics. Marine sponges are frequently assosiated with bacteria of which antibacterial activity. This study was aimed to investigate antibacterial activity of bacteria from marine sponges Haliclona sp.2 and Axinellid sp. from Ngge Island, Sibolga. There were 17 isolates, for 8 isolates from Haliclona sp.2 and 9 isolates from Axinellid sp. The results showed that 11 (64%) isolate showed to have antibacterial activity while 6 (35%) did not indicate antagonistic activity. Isolate H2, A1 and A2 were selected for secondary metabolite extraction because they have broad spectrum against bacterial pathogens. Ethyl acetate extracts of H2 (EH2), A1 (EA1), A2 (EA2) and n-hexana extract of A2 (HA2) were shown an antagonistic activity against S. aureus and E. coli, while isolate of A2 only inhibited the growth of E.coli. Alkaloid compounds were found in EH2, EA1 and EA2, while alkaloid and saponin were found in HA2 and MA2. The purification of secondary metabolites by Thin Layer Chromatography (TLC) showed 22 fraction with different polarities. The highest antibacterial activity was showed at MA2 of fraction 2 againts E.coli and S. aureus about 10,15 mm and 9,95 mm. The antagonistic activity of EH2 of fraction 3 against S. aureus dan E.coli was about 7,05 mm dan 7,45 mm whereas EA1 of fraction 3 was about 6,55 mm againts P. aeruginosa. Fraction 2 and 3 of MA2 showed to have saponin compounds, while fraction 3 of EH2 and fraction 3 of EA1 showed to have alkaloid compounds. The bacteria associated with marine sponge have antagonistic activity were S. aureus, E.coli, and P. aeruginosa. Keyword: Axinellid sp., Haliclona sp.2, antibacterial compound, sponge.

12 DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN PERNYATAAN ORISINALITAS PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS RIWAYAT HIDUP KATA PENGANTAR ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Hipotesis Penelitian Manfaat Penelitian 4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Biologi Spons Laut Spons dan Bakteri yang Bersimbiosis Aktifitas Senyawa Bioaktif Bakteri yang Bersimbiosis dengan Spons Antimikroba Isolasi Komponen Aktif Antibakteri 16 BAB III. METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan Pengambilan Sampel Spons Isolasi dan Pemurnian Bakteri Simbion Uji Antibakteri Isolat terhadap Beberapa Bakteri Patogen secara In-vitro Ekstraksi Metabolit Sekunder Isolat Bakteri Potensial Skrining Aktifitas Antibakteri Ekstrak Bakteri Uji Komponen Senyawa Kimia Ekstrak n-heksana, Etil Asetat dan Metanol Isolat Potensial Identifikasi dan Pemisahan Golongan Senyawa Metabolit Sekunder Ekstrak Isolat potensial dengan KLT Preparatif 22 i ii iii v vi viii ix x xi xii xiii

13 3.10 Skrining Aktifitas Antibakteri Fraksi Ekstrak n-heksana, Etil Asetat dan Metanol Isolat Bakteri Bakteri 23 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Spons Isolasi dan Pemurnian Bakteri Simbion Aktifitas Antibakteri Isolat terhadap Beberapa Bakteri Patogen secara In-vitro Ekstraksi Metabolit Sekunder Isolat Bakteri Potensial Aktifitas Antibakteri Ekstrak Isolat Bakteri Potensial Komponen Senyawa Kimia Ekstrak n-heksana, Etil Asetat dan Metanol Isolat Potensial Golongan Senyawa Metabolit Sekunder Ekstrak Isolat potensial dengan KLT Preparatif Aktifitas Antibakteri Fraksi Ekstrak n-heksana, Etil Asetat dan Metanol Isolat Bakteri Bakteri Kandungan Senyawa Kimia Fraksi Ekstrak n-heksana, Etil Asetat dan Metanol Isolat Bakteri Potensial 37 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 39 DAFTAR PUSTAKA 40 LAMPIRAN 44

14 DAFTAR GAMBAR Nomor Gambar Judul Halaman 2.1 Skema Hubungan Simbiosis antara Spons dengan Mikroorganisme Spons Haliclona sp.2 dan Axinellid sp Contoh Hasil Uji Antagonis Isolat H2 dan A1 terhadap Bakteri Uji S.aureus Contoh Aktivitas Antibakteri Ekstrak Etil Asetat Isolat H2 (EH2) Terhadap S. aureus dan Ekstrak n- Heksana, Etil Asetat dan Metanol Isolat A2 (HA2, EA2 dan MA2) terhadap E.coli. Kromatografi Lapis Tipis (KLT) preparatif senyawa metabolit sekunder ekstrak isolat bakteri potensial HA2, EH2, EA1, EA2 dan MA2. Contoh Aktivitas Antibakteri Ekstrak Metanol isolat A2 fraksi A2 (MA2F2) terhadap bakteri E. coli dan S. aureus

15 DAFTAR TABEL Nomor Tabel Judul Halaman 2.1 Spons dengan bakteri simbionnya Spons dengan Senyawa Bioaktif yang Dihasilkannya serta Keterangan Bioaktifitasnya Karakter Morfologi Isolat Bakteri yang Diisolasi dari Spons Haliclona sp.2 dan Axinellid sp Aktifitas Antibakteri Isolat Hasil Isolasi dari Spons terhadap Beberapa Bakteri Patogen Aktifitas Antibakteri Ekstrak Isolat Bakteri Potensial Komponen Senyawa Kimia metabolit Sekunder Ekstrak Isolat Bakteri Potensial Aktifitas Antibakteri Fraksi Ekstrak Isolat Bakteri Potensial Kandungan Senyawa Kimia Fraksi dari MA2, EH2 dan 38 EA1

16 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Lampiran Judul Halaman 1 Bagan Alir Penelitian 44 2a Isolasi dan Pemurnian Bakteri Simbion 45 2b Gambar Isolat tunggal Bakteri Simbion 46 3a Bagan Alir Uji aktifitas Antibakteri 48 3b Pengujian Isolat Bakteri terhadap Bakteri Uji 49 3c Pengujian ekstrak n-heksana, Etil asetat dan Metanol dari Isolat H2, A1 dan A2 terhadap bakteri Uji 51 4a Bagan Alir Ekstraksi Metabolit Sekunder dari Isolat Bakteri Potensial 53 4b Ekstraksi Metabolit Sekunder dari Isolat Bakteri Potensial 54 5a Bagan Alir Uji Senyawa Metabolit Sekunder Ekstrak 5b n-heksana, Etil Asetat dan Metanol Isolat Potensial Hasil Uji Senyawa Metabolit Sekunder Ekstrak n Heksana, Etil Asetat dan metanol Isolat Potensial 6 Bagan Alir Proses Identifikasi Golongan Senyawa metabolit Sekunder Ekstrak Bakteri Potensial dengan KLT Preparatif 59