Eksplorasi Jamur Endofit Asal Zingiberaceae Sumatera Utara Sebagai Penghasil Senyawa Bioaktif

Abstract

Studies on the diversity of microbial communities, namely endophytic fungi are still limited, especially those originating from Zingiberaceae. This study aimed to obtain potential candidates of endophytic fungal isolates as bioactive-producing agents and to study the possibility of similar compounds synthesized between the fungus and its host. Initial study has obtained a collection of 151 endophytic fungal isolates from 10 species of Zingiberaceae in the forests of North Sumatra, namely Alpinia scabra, Amomum centrocephalum, Etlingera littoralis, Geostachys sumatrana, Globba marantina, Globba patens, Globba pendula, Hedychium coronarium, and Zingiber griffithii. Hypomontagnella monticulosa Zg15SU, through ITS-rDNA molecular analysis from Z. griffithii, was the most potential isolate capable of inhibiting the growth of Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Enteropathogenic E. coli, Methicilin-resistant S. aureus, and Candida albicans in vitro. The compound profiles of H. monticulosa Zg15SU and Z. griffithii rhizome were analyzed using Gas Chromatography - Mass Spectra (GC-MS) instrument. Compounds from H. monticulosa isolates were differentiated between biomass and filtrate grown on five fermentation mediums (Czapek-Dox, Potato Dextrose Broth, Wickerham) with the addition or without the addition of Z. griffithii rhizome extract. The results showed that oleic acid and 1,2 benzendicarboxylic acid were two most similar compounds produced by both organisms. The results of the Principal Component Analysis (PCA) or multivariate analysis showed that the H. monticulosa Zg15SU biomass extract had a close similarity in composition to the Z. griffithii rhizome extract through a biplot projection in the same quadrant. The purification of bioactive compounds was conducted on biomass and rhizome extracts using a combination of solvents and their concentration gradient on the High Performance Liquid Chromatography (HPLC) instrument. Based on the results of 1D/2D-NMR analysis, compound (1) produced from Z. griffithii is an unknown compound from terpenoids-alkaloids later named as griffithiene. Compound (2) from H. monticulosa was identified as Scaladarial from the Sesterterpenoid group. The cytotoxic activity of the two compounds was tested against Panc-1, NBT-T2, and HCT116 with a dosage range (IC50) ranging from 0.05 to 0.75 ppm

Studi mengenai keragaman komunitas mikroorganisme, yaitu jamur endofit masih terbatas terutama dari tumbuhan obat famili Zingiberaceae. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh kandidat isolat jamur endofit potensial sebagai agen penghasil senyawa bioaktif dan untuk mempelajari kemungkinan adanya senyawa konservatif antara jamur dengan tumbuhan inangnya. Penelusuran awal telah memperoleh sebanyak 151 isolat jamur endofit yang berasal dari 10 jenis Zingiberaceae asal hutan Sumatera Utara yaitu Alpinia scabra, Amomum centrocephalum, Etlingera littoralis, Geostachys sumatrana, Globba marantina, Globba patens, Globba pendula, Hedychium coronarium, dan Zingiber griffithii. Salah satu isolat yaitu Hypomontagnella monticulosa Zg15SU melalui analisis molekuler ITS-rDNA asal Z. griffithii merupakan isolat paling potensial yang mampu menghambat pertumbuhan Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Enteropathogenic E. coli, Methicilin-resistant S. aureus, dan Candida albicans secara in vitro. Profil senyawa dari H. monticulosa Zg15SU dan rimpang Z. griffithii dianalisis menggunakan instrumen Gas Chromatography – Mass Spectra (GC-MS). Isolat H. monticulosa dibedakan antara biomassa dan filtrat yang ditumbuhkan pada lima medium fermentasi (Czapek-Dox, Potato Dextrose Broth, Wickerham) dengan penambahan atau tanpa penambahan ekstrak rimpang Z. griffithii. Hasil menunjukkan bahwa senyawa asam oleat dan asam 1,2 benzendikarboksilat merupakan dua senyawa konservatif yang dihasilkan oleh kedua jenis organisme. Hasil analisis multivariat Principal Component Analysis (PCA) menunjukkan bahwa ekstrak biomassa H. monticulosa Zg15SU memiliki kemiripan yang erat dari segi komposisi dengan ekstrak rimpang Z. griffithii melalui proyeksi biplot pada kuadran yang sama. Pemurnian terhadap senyawa bioaktif dilakukan terhadap ekstrak biomassa dan rimpang menggunakan kombinasi pelarut dan gradien konsentrasinya pada instrumen High Performance Liquid Chromatography. Berdasarkan hasil analisis 1D/2D-NMR, senyawa (1) yang dihasilkan dari Z. griffithii merupakan kelompok terpenoid-alkaloid yang belum pernah dilaporkan atau griffithiene. Senyawa (2) dari H. monticulosa teridentifikasi sebagai Scaladarial dari kelompok Sesterterpenoid. Aktivitas sitotoksik kedua senyawa diuji terhadap Panc-1, NBT-T2, and HCT116 dengan rentang dosis (IC50) berkisar 0,05 hingga 0,75 ppm.