Judul: Melanin Pigments Produced by Actinomycetes as a Potential Source of Antioxidants
Abstrak: Aktinomiset adalah bakteri Gram-positif yang menunjukkan diferensiasi morfologi dengan membentuk miselium dan spora. Aktinomiset terdistribusi luas di berbagai ekosistem dan habitat mulai dari darat hingga laut, bahkan di lingkungan ekstrem. Hal tersebut berkorelasi dengan keragaman morfologi, fisiologi, dan kemampuan metabolisme yang luas serta genomnya yang besar, menyebabkan aktinomiset mampu memproduksi dan mensintesis banyak metabolit dengan beragam fungsi dan struktur kimia unik dengan spektrum aktivitas biologis luas salah satunya pigmen. Pigmen merupakan salah satu metabolit aktinomiset yang penting, dimana aktinomiset merupakan kelompok bakteri yang dapat memproduksi pigmen lebih beragam dibandingkan kelompok mikrob lainnya. Aktinomiset mampu mensintesis pigmen coklat-hitam melanin atau melanoid yang biasa digunakan dalam studi taksonomi. Pigmen melanin memiliki spektrum bioaktivitas yang luas seperti antioksidan, antimikrob, dan antitumor. Gugus aktif fenolik hidroksil, karboksil, dan amina dalam unit strukturalnya memungkinkan melanin memiliki kemampuan meredam radikal bebas. Radikal bebas dapat dihasilkan oleh tubuh atau akibat radiasi UV, dimana akumulasinya dalam tubuh akan menyebabkan cekaman oksidatif yang dilaporkan berhubungan dengan patogenesis dan perkembangan penyakit kronis. Oleh karena itu, penelitian terkait potensi antioksidan melanin aktinomiset diharapkan dapat memberikan peluang kandidat antioksidan alami. Penelitian sebelumnya telah mengisolasi dua isolat aktinomiset dari tanah rizosfer lahan kering tanaman jagung dan spons laut. Kedua isolat tersebut belum pernah dianalisis potensinya sebagai penghasil pigmen melanin dengan aktivitas antioksidan. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan menentukan aktivitas antioksidan pigmen melanin aktinomiset secara in vitro, menganalisis pengaruh antioksidan melanin pada tingkat seluler menggunakan organisme model khamir Schizosaccharomyces pombe ARC039, dilanjutkan menentukan sifat fotoprotektif dari pigmen melanin tersebut. Penelitian ini diawali dengan identifikasi dua isolat aktinomiset berpigmen hitam secara morfologi (pigmentasi miselium dan produksi diffusible pigment), dan molekuler (analisis gen 16S rRNA). Kemampuan sintesis pigmen melanin oleh aktinomiset dikonfirmasi dengan mendeteksi senyawa L-DOPA dan aktivitas enzim tirosinase pada kultur. Produksi pigmen melanin aktinomiset selanjutnya dilakukan pada medium dengan penambahan L-tirosin, kemudian melanin diekstraksi dengan metode presipitasi asam. Pigmen melanin yang didapat selanjutnya dikarakterisasi terhadap sifat fisikokimia (sifat kelarutan, reaksi terhadap zat pengoksidasi, sifat pengendapan), morfologi permukaan (SEM), dan struktur pigmen (spektrofotometri UV-Vis, spektrometrti FT-IR dan 1H NMR). Pigmen melanin ditentukan aktivitas antioksidannya secara in vitro terhadap radikal DPPH dan ABTS, kemudian dianalisis pengaruhnya pada tingkat seluler menggunakan khamir S. pombe serta aspek selulernya dengan analisis aktivitas mitokondria. Selain itu, sifat fotoprotektif pigmen melanin ditentukan melalui nilai Sun Protection Factor (SPF). Pengamatan terhadap morfologi koloni makroskopis dan sel di bawah mikroskop menunjukkan isolat NTB15 termasuk dalam kelompok genus Streptomyces dan diidentifikasi sebagai S. tendae berdasarkan hasil analisis sekuens gen 16S rRNA, sedangkan isolat HV6 termasuk ke dalam kelompok genus Micromonospora dan diidentifikasi sebagai M. fulva. S. tendae NTB15 dan M. fulva HV6 mampu mensintesis pigmen melanin ekstraseluler pada medium produksi tyrosine broth dengan suplementasi L-tirosin yang diindikasikan oleh perubahan warna medium menjadi hitam pekat. Melanin ekstraseluler S. tendae NTB15 dan M. fulva HV6 yang berhasil diekstraksi memiliki karakter berbentuk serbuk kasar berwarna hitam. Selain itu, hasil karakterisasi sifat fisikokimia, morfologi permukaan (SEM), dan struktur pigmen (spektrum serapan UV-Vis, FT-IR dan 1H NMR) menunjukkan bahwa melanin aktinomiset memiliki sifat yang mirip dengan eumelanin. Hasil penentuan aktivitas antioksian menunjukkan bahwa melanin M. fulva HV6 memiliki aktivitas antioksidan
Keyword: aktinomiset, Antioksidan, melanin, pigmen, Schizosaccharomyces pombe