## Uji Mekanisme Kerja Antibakteri Senyawa 1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on ANALOG Kurkumin terhadap Beberapa Bakteri

## ABSTRAK
ABSTRACT

## BIOMEDIKA
ISSN : 1979 - 035X (printed edition)
ISSN : 2302 - 1306 (electronic/Portal e-Journal)
Available online at www.biomedika.ac.id
Volume 9, No. 1, Maret 2016
Mechanism of Action from Curcumin Analog Compound 1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on Againts
Some Bacteria 1 1 1 2 Dwiningsih , Vivin Nopiyanti , Ismi Rahmawati , Marlia Singgih Wibowo , 2 Daryono Hadi Tjahjono
1 Fakultas Farmasi, Universitas Setia Budi, Jl. Letjen Sutoyo, Mojosongo, Surakarta 57127
2 Sekolah Farmasi, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesa, No. 10, Bandung
Senyawa monokarbonil analog kurkumin yang sudah berhasil disintesis yaitu senyawa 1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on, mempunyai  aktivitas  sebagai  antioksidan,    anti  inflamasi  dan  antibakteri.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui mekanisme  kerja  senyawa  analog  kurkumin  1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on  terhadap  bakteri  Klebsiella  pneumonia ATCC 10031, Shigella dysenteriae ATCC 9361, Pseudomonas aeruginosaATCC 27853 dan Bacillus subtilis ATCC 6633 yang teraktif.
Hasil menunjukkan senyawa 1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on memiliki aktivitas terhadap bakteri K. pneumonia ATCC 10031, S. dysenteriae ATCC 9361, P. aeruginosa ATCC 27853 dan B.subtilis ATCC 6633 dengan diameter daya hambat rata-rata  berturutan  adalah  16mm;  18,6mm;  21,2mm  dan  19mm.  Senyawa1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on  merupakan senyawa  teraktif  terhadap  bakteri  P.  aeruginosa  ATCC  27853.  Uji  aktivitas  antibakteri  dilanjutkan  dengan  metode dilusi untuk mendapatkan nilai KBM (Konsentrasi Bunuh Minimal). Hasil KBM senyawa 1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on adalah 187,5 ppm. Uji mekanisme kerja dilakukan dengan pengujian kebocoran membran dan kerusakan dinding sel yang  dilihat  dengan  AAS.  Hasil  menunjukkan  adanya  kerusakan  dinding  sel  bakteri  karena  terjadinya  peningkatan
2+ konsentrasi Mg  pada perlakuan.
Senyawa 1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on merupakan hasil sintesis yang dinyatakan murni dan memiliki hasil elusidasi struktur  yang  sesuai.  Senyawa  hasil  sintesis  diuji  aktivitas  antibakteri  dengan  menggunakan  metode  difusi  dengan pelarut  DMSO  serta  kontrol  positif  amoksilin  dilanjutkan  dengan  metode  dilusi.  Senyawa  1,5-difuril-1,4-pentadien-3- on dibuat dengan konsentrasi 1500 ppm. Suspensi bakteri disetarakan dengan Mc Farlan 0,5. Hasil aktivitas dengan metode dilusi  ditentukan  hasil  KBM  (Konsentrasi  Bunuh  Minimal)  untuk  dilakukan  kajian  mekanisme  kerja  dengan  melihat kebocoran membran dan rusaknya dinding sel bakteri.
Kata kunci: analog kurkumin, hasil sintesis, antibakteri, dinding sel
Results showed the compound 1,5-difuril-1,4-pentadien-3-one activity against bacteria K. pneumoniae ATCC 10031, ATCC S.dysenteriae 9361, P. aeruginosa ATCC 27853 and B. subtilis ATCC 6633 with a diameter of inhibition average is  16mm;  18,6mm;  21,2mm  and  19mm  respectively.  Compound  1,5-difuril-1,4-pentadien-3-one  is  the  most  active compounds  against  the  bacterium  P.  aeruginosa  ATCC  27853.  Antibacterial  activity  test  was  continued  with  dilution method to obtain the value of MKC (Minimum Kill Concentration). The result for the 1,5-difuril KBM-1,4-pentadien- 3-one compound was 187.5 ppm. The action mechanism test was done by testing the membrane leakage and cell walls damage  that  seen  with  AAS.  Results  indicate  the  presence  of  the  bacterial  cell  wall  damage  due  to  the  increased
2+ concentration of Mg   in treatment.
Mono carbonyl compounds curcumin analogues that have been synthesized are compounds 1,5-difuril-1,4-pentadien -3-one,  has  antioxidant  activity,  anti-inflammatory  and  antibacterial.  This  study  aims  to  determine  the  mechanism  of action  of  curcumin  analog  compound  1,5-difuril-1,4-pentadien-3-one  against  the  bacterium  Klebsiella  pneumoniae ATCC  10031,  Shigella  dysenteriae  ATCC  9361,  Pseudomonas  aeruginosa  ATCC  27853  and  Bacillus  subtilis  ATCC 6633 were the most active.
1,5-difuril-1,4-pentadien-3-onecompound stated as pure compounds and have the appropriate structure elucidation results. The compounds synthesized were tested for antibacterial activity using the diffusion method with DMSO solvent and amoxicillin as the positive controls followed by dilution method. 1,5-difuril-1,4-pentadien-3-one compound prepared with a concentration of 1500ppm. The bacterial suspension was synchronized with McFarlan0.5. The activity test results were  then  determined  for  its  MKC  (Minimum  Kill  Concentration)  by  the  dilution  method  to  study  the  mechanism  of action by looking at the membrane leakage and destruction of the bacterial cell wall.
Keywords:curcumin analogues, antibacterial, cell wall
PENDAHULUAN
senyawa  analog  kurkumin.  Senyawa-senyawa analog  kurkumin  ini  memiliki aktivitas  seperti yang  dimiliki  kurkumin,  bahkan  lebih  poten. Beberapa  senyawa  baru  analog  kurkumin  mem- punyai  aktivitas  sebagai  antioksidan,  antiinfla- masi,  antibakteri  berhasil  disintesa  dan  mempu- nyai  hubungan  aktivitas  dengan  struktur (Sardjiman,  2000).Senyawa  monokarbonil analog  kurkumin  1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on memiliki  aktivitas  antibakteri  terhadap  bakteri S a l m o n e l l a   t h y p i i AT C C   1 3 3 11   d a n Stapylococcus aureus ATCC 25923 (Rahmawati, 2009).  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menguji aktivitas  antibakteri  dan  mekanisme  kerja  se- nyawa  1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on  terhadap bakteri K. pneumonia ATCC 10031 , S.dysenteriae ATCC  9361, P.  aeruginosaATCC  27853  dan B.subtilis ATCC 6633.
Penyakit infeksi masih merupakan salah satu masalah  kesehatan  masyarakat  yang  penting, khususnya  dinegara  berkembang.  Salah  satu obat  untuk  mengatasi  masalah  tersebut  adalah senyawa  antimikroba  antara  lain  antibakteri/ antibiotik,  antijamur,  antivirus,  antiprotozoa. Pada  penelitian  kualitas  penggunaan  antibiotik diberbagai  bagian  rumahsakit  ditemukan  30% sampai  dengan  80%  tidak  didasarkan  pada indikasi.  Intensitas  penggunaan  antibiotik  yang relatif  tinggi  menimbulkan  berbagai  permasa- lahan dan merupakan ancaman global bagi kese- hatan  terutama  resistensi  bakteri  terhadap  anti- biotik.Kuman  resisten  antibiotik  tersebut  terjadi akibat  penggunaan  antibiotik  yang  tidak  bijak dan  penerapan  kewaspadaan  standar  ( standard precaution ) yang tidak benar difasilitas pelayanan kesehatan(DEPKES, 2011).
Permasalahan kesehatan di Indonesia yang saat ini  mencemaskan  adalah  resistensi  bakteri.  Ting- ginya  angka  resistensi  bakteri  mendorong  upaya penemuan  obat-obatan  baru  yang  memiliki  akti- vitas  antibakteri,  baik  itu  melalui  sintesis  obat atau  modifikasinya  yang  memiliki  aktivitas  anti- bakteri.  Pengembangan  obat  baru  dapat  dilaku- kan  dengan  sintesis  senyawa  atas  dasar  struktur senyawa  alam  yang  mempunyai  nilai  terapeutik, bahkan  mengembangkan  struktur  baru  dari  se- nyawa  organik  sintetik,  yang  secara  struktural tidak  ada  hubungannya  dengan  senyawa  alam. Hal  ini  secara  bertahap  diarahkan  untuk  mene- mukan  senyawa  penuntun  dengan  modifikasi molekul (Wolff, 1995).
Pengembangan  obat  baru  dapat  dilakukan dengan  sintesa  senyawa  atas  dasar  struktur senyawa alam yang mempunyai  nilai terapeutik, bahkan  mengembangkan  struktur  baru  dari senyawa  organik  sintetik,  yang  secara  struktural tidak  ada  hubungannya  dengan  senyawa  alam. Hal  ini  secara  bertahap  diarahkan  untuk  mene- mukan  senyawa  penuntun  dengan modifikasi molekul (Foye, 1995). Modifikasi terhadap struk - tur  kurkumin  yang  dilakukan  oleh  Tim  Molnas UGM  dengan  mengganti  gugus  â-diketon  men - jadi  mono  keton  telah  menghasilkan  beberapa

## METODOLOGI PENELITIAN Bahan dan Alat Penelitian

## Bahan
Senyawa  1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on, amoksisilin, DMSO, aquadest steril, Media Sulfide Indol  Motilitas (SIM),  Media Klinger  Iron  Agar (KIA), Media Lysin Iron Agar (LIA), Media Citrat , media Brain  Heart  Infusion (BHI),  McConkey, media  PSA,  media  Endo  Agar.Bakteri  uji K. pneumonia ATCC 10031 , S.dysenteriae ATCC 9361, P.  aeruginosaATCC  27853  dan  B.subtilis ATCC 6633.

## Alat
Alat alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi  timbangan,  tabung  reaksi  steril,  cawan petri steril, jarum ose, jarum ent, kapas lidi steril, entkas,  pinset  dan  lampu  spiritus,  rak  tabung, incubator,  mikroskop,  autoclave,  labu  takar  dan alat AAS ( Atomic Absorption Spectrophotometer ).

## Jalannya Penelitian

## Pembuatan Media
Timbang medium, lalu masukkan ke dalam beker glass,  tambah  aquadest  1  liter.  Medium  dimasak hingga  mendidih,  setelah  mendidih  diangkat media  tersebut  dan  dituangkan  ke  dalam  tabung-
Analisis kebocoran ion dilakukan pada tabung yang dinyatakan satu kali KBM dan 2 kali KBM
+ pada  metode  dilusi.  Kebocoran  ion-ion  K   dan 2+ Mg   dideteksi  dengan  menggunakan  AAS (Atomic  Absorption  Spectrophotometer).  Hasil 1  kali  KBM  dan  2  kali  KBM  diambil  1  ml,  se- lanjutnya  diencerkan  pada  labu  takar  100ml. Hasil  diukur  dengan  AAS  dengan  destruksi basah menggunakan HNO . 3
tabung  reaksi.  Tabung-tabung  reaksi  tersebut selanjutnya ditutup dengan kapas. Tabung-tabung reaksi  yang  berisi  media  disterilkan  di  dalam 0 autoclave  dengan  suhu  121   C  tekanan  1  atm selama 15 menit.Selanjutnyamedia tersebut dima- sukkan ke dalam lemari pendingin sampai saatnya digunakan.

## Pembuatan Suspensi Bakteri Uji
Bakteri K.  pneumonia ATCC  10031 , S.dysenteriae ATCC 9361, P. aeruginosa ATCC 27853  dan  B.subtilis  ATCC  6633 dalam  biakan murni  pada  media  Nutrient  agar  yang  telah  di-
0 inkubasi  pada  suhu  37   C  selama  24  jam.  Satu ose  bakteri  uji  kemudian  dipindah  ke  dalam tabung  yang  berisi  media  BHI  lalu  diinkubasi
0 pada  suhu  37   C  selama  5-8  jam,  selanjutnya diencerkan dengan  NaCl fisiologis steril hingga diperoleh  suspensi  bakteri  dengan  kekeruhan sama  dengan  standar  Mc  Farlan  0,5  yang
8 mengandung antara 1,5- 2 x 10   CFU / ml.

## Uji Aktivitas Antibakteri dengan metode difusi
Pengujian aktivitas antibakteri dilakukan pada Laminar Air Flow (LAF) metode yang digunakan yaitu  difusi.  Medium  MHA  diolesi  suspensi biakan  bakteri K.  pneumonia,  S.dysenteriae , P.  aeruginosa dan B.subtilis didiamkan  5  menit kemudian diletakkan disk yang diteteskan sampel 30µl.  Kemudian  diinkubasi  selama  1  x  24  jam o pada  suhu  37 C.  Pengamatan  dilakukan  dengan melihat besarnya diameter hambat masing-masing senyawa yang diuji.

## Uji Aktivitas Antibakteri dengan metode Dilusi
Hasil  sintesis  yang  diperoleh  diuji  secara mikrobiologi P. aeruginosa dengan metode dilusi untuk  mengetahui  Konsentrasi  Bunuh  Minimum (KBM).  Metode  dilusi  menggunakan  1  deretan tabung  reaksi  dari  9  tabung  steril.  Konsentrasi senyawa  yang  digunakan  adalah  1500  ppm;  750 ppm; 375 ppm; 187,5 ppm; 93,8 ppm; 46,88 ppm; 23,44 ppm; 11,72 ppm; 5,86 ppm. Secara aseptis dari larutan stock tersebut dibuat deret konsentrasi di bawahnya, dimana masing-masing konsentrasi dibuat sampai volume 3,0 ml ditambahkan 0,5 ml
suspensi  bakteri  pada  masing-masing  tabung. Tabung-tabung  diinkubasi  selama  24  jam  pada
0 suhu 37 C. Tabung terakhir sebagai kontrol biakan. Konsentrasi  Bunuh  Minimum  ditentukan  dengan menggores  larutan  dari  sejumlah  tabung  pada medium selektif untuk kemudian diinkubasi pada
0 suhu  37 C  selama  24  jam  dan  diamati  tidak adanya pertumbuhan bakteri.
Analisis kebocoran Ion-ion Logam (Park, 1996)
Hasil Pengujian Antibakteri Senyawa Analog Kurkumin secara Difusi

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengujian aktivitas antibakteri senyawa 1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on  terhadap  bakteri K. pneumonia, S.dysenteriae , P. aeruginosa dan B.subtilis dapat dilihat pada Tabel 1.
Penentuan aktivitas antibakteri dengan metode difusi  dilakukan  berdasarkan  diameter  zona hambat  yang  muncul  di  sekitar  cakram  yang berisi zat antibakteri. Semakin luas zona hambat yang  terbentuk  menunjukkan  semakin  efektif zat  tersebut  sebagai  zat  antibakteri.  Hasil  uji aktivitas  dengan  metode  difusi  menunjukkan senyawa  1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on  memiliki aktivitas tertinggi dengan diameter terbesar yaitu 21,2±4,02  mm  terhadap  bakteri P.aeruginosa . Hasil  aktivitas  senyawa  sampel  memiliki  akti- vitas yang lebih rendah dibandingkan amoksisilin.

## Hasil Pengujian Antibakteri Senyawa Analog Kurkumin secara Dilusi (CLSI, 1995)
Penghambatan  pertumbuhan  bakteri  oleh  se- nyawa antibakteri dapat dinyatakan KBM dengan metode  dilusi.  Hasil  uji  aktivitas  antibakteri senyawa  1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on  dengan
Tabel 1. Nilai rata-rata diameter daya hambat
Senyawa K.pneumonia
(mm) S.dysenteriae (mm) P.aeruginosa (mm) B.subtilis
(mm) Senyawa 1,5- difuril-1,4- pentadien-3-on 16 18 18 18 19 20 23 20 15 22 25 19 14 16 25 18 16 17 15
20 Rata-rata 16±1,67 18,6±2,15 21,2±4,02 19±0,89
Kontrol +
26 32 32 28 26 28 27 25 20 30 28 28 20 22 28 30 21 20 28
30 Rata-rata 21,5±2,8 26,12±4,63 27,4±1,74 26,7±1,83
metode dilusi terhadap bakteri P.aeruginosa dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil uji aktivitas antibakteri senyawa 1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on dengan metode dilusi
No. Konsentrasi (ppm)
Pertumbuhan bakteri pada media uji I II III 1 Kontrol (-) - - - 2 1500 - - - 3 750 - - - 4 375 - - - 5 187,5 - - - 6 93,8 + + +
7 46,9 + + +
8 23,4 + + +
9 11,7 + + +
10 5,9 + + + 11 2,9 + + +
12 Kontrol (+) + + +
Keterangan : (-) : Tidak ada pertumbuhan bakteri (+) : Ada pertumbuhan bakteri
Konsentrasi  Bunuh  Minimum  (KBM) senyawa  1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on  terhadap P.aeruginosa adalah 93,8 ppm. Hasil KBM selan- jutnya diuji kebocoran ion dengan menggunakan 1 kali KBM dan 2 kali KBM.

## Hasil Pengujian Mekanisme kerja kebocoran ion-ion logam
Pada konsentrasi 1 kali KBM dan 2 kali meng- akibatkan  terjadinya  keluarnya  ion  logam  dari 2+ sel  bakteri,  khususnya  Magnesium  (Mg )  dan ion  kalium  (K+).  Hasil  uji  kebocoran  ion-ion logam  dengan  metode  AAS  dapat  dilihat  pada Gambar 1.
+ Ion  K   pada  bakteri  berperan  penting  untuk 2+ fungsi dan kesatuan ribosom, sedangkan ion Mg dibutuhkan sebagai komponen dinding sel bakteri (Brooks et al ., 2005). Menurut Jawetz (2001) ion 2+ Mg  berfungsi untuk menjaga kestabilan dinding bakteri dan dengan adanya keluarnya ion tersebut dari sel maka kestabilan dinding sel akan tergang- gu yang selanjutnya dapat mengakibatkan kema- tian  bakteri.Hasil  penelitian  menunjukkan  pe-
2+ ningkatan  jumlah  ion  logam  Mg .  Peningkatan menunjukkan dinding bakteri rusak. Peningkatan tersebut, disebabkan adanya senyawa 1,5-difuril- 1,4-pentadien-3-on.
Indikasi adanya kerusakan membran sitoplasma adalah  terjadinya  kebocoran  kandungan  sitoplas-
+
+ ma  seperti  ion  K ,  dan  peningkatan  K   diluar  sel
3.   Mekanisme kerja senyawa 1,5-difuril-1,4- pentadien-3-on  merusak  dinding  sel  bakteri Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853
merupakan tanda kerusakan permeabilitas mem- bran (Cox et al ., 2001). Hasil penelitian menun- + jukkan ion logam K  tidak menunjukan pening- katan jumlah, sehingga dimungkinkan mekanis- me kerja dari senyawa 1,5-difuril-1,4-pentadien- 3-on  merusak  dinding  sel,  tetapi  tidak  merusak membran sel.
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Kemen- ristekdikti  yang  telah  memberikan  bantuan  dana penelitian melalui hibah pekerti.

## Ucapan Terimakasih (Acknowledgement)

## Kesimpulan
1.  Senyawa  1,5-difuril-1,4-pentadien-3-on  memi- liki aktivitas terhadap bakteri Klebsiella pneumonia ATCC  10031, Shigella  dysenteriae ATCC  9361, Pseudomonas  aeruginosa ATCC  27853, Bacillus subtilis ATCC 6633 dengan diameter daya hambat rata-rata  berurutan  sebesar  16  mm;  18,6  mm; 21,2 mm dan 19 mm.
2.   KBM senyawa 1,5-difuril-1,4-pentadien-3-
th Wolff, M. E. ed.; 1995, Burger's Medicinal Chemistry , 5  ed., John Wiley & Sons: New York

## DAFTAR PUSTAKA
Brooks, G. F., Butel, J. S. and Morse, S. A., 2005, Mikrobiologi Kedokteran , Terjemahan oleh Bagian Mikrobiologi Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga, Salemba Medika, Jakarta. Cox,  S.  D.,  Mann,  C.  M.,  Markham,  J.  L.,  Gustafson,  J.  E., Warmington, J. R. and Wyllie, S. G., 2001, Determining the Antimicrobial Actions of Tea Tree Oil . Molecules , 6: 87-91.
DEPKES, 2011, Peraturan Mentri Kesehatan RI Nomor 2406/ MENKES/PER/XII/2011, Pedoman Umum Penggunaan Antibiotik, Jakarta. Jawetz E, Melnick JL, Adelberg EA. 2001. Mikrobiologi Kedokteran . Penerbit Salemba Medika.
Rahmawati  I,  Sardjiman,  Kuswandi,  2009,  Sintesis  dan  uji aktivitas  antibakteri  senyawa  2,6  Bis  (2-Furilidin) Sikloheksanon, Proceding Kongres ISFI 2009 , Jakarta Sardjiman,  2000, Syntesis  of  some  New  Series  of  Curcumin Analogues, Antioxidative, antiinflammatory, antibacterial activities and Qualitative Structure Activity Relationship, A  Disertation ,  Department  of  Pharmaceutical,  Gadjah mada University, Yogyakarta.
onterhadap bakteri Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 adalah 187,5 ppm.
36   DWININGSIH ET AL.