Biotransformasi, Ilustrasi Perubahan Zat Kimia

Biotransformasi ialah perubahan kimia (atau modifikasi) yang dibuat  oleh suatu organisme atas suatu senyawa kimia. Bila modifikasi akhir sebagai senyawa mineral  seperti CO2, NH4+, atau H2O, biotransformansi ini disebut  mineralisasi.

Biotransformasi berarti perubahan kimia dari zat-zat kimia seperti (tetapi tidak terbatas pada) nutrien, asam amino, toksin, dan obat-obatan di dalam tubuh. Biotransformasi juga dibutuhkan untuk mewujudkan senyawa-senyawa nonpolar polar sehingga mereka tidak diserap-ulang dalam tubula renal dan dikeluarkan. Biotransformasi xenobiotic dapat mendominasi toksikokinetik dan metabolitnya mungkin kaya dengan konsentrasi tinggi pada organisme daripada senyawa induk mereka.

Metabolisme Obat

Metabolisme suatu obat atau toksin (racun) di dalam tubuh merupakan satu contoh  dari biotransformasi. Tubuh secara khas sepakat dengan senyawa asing dengan membuatnya lebih larut dalam air, untuk meningkatkan laju pengeluarannya melalui urin. Ada banyak proses yang berbeda yang dapat terjadi; jalur metabolisme obat dapat dibagi ke dalam:

  • Fase-І
  • Fase-II

Obat-obatan dapat mengalami salah satu dari empat potensi biotransformasi: Obat aktif menjadi Metabolit tidak aktif, Obat aktif menjadi Metabolit aktif, Obat tidak aktif menjadi Metabolit aktif, Obat aktif menjadi Metabolit racun (biotoksifikasi).

Reaksi fase-І:

  • Melibatkan reaksi-reaksi oksidasi, reduksi, dan hidrolitik.
  • Dalam tipe reaksi ini, gugus polar baik diperkenalkan atau ditopengi, sehingga molekul obat menjadi lebih larut dalam air dan dapat dikeluarkan (ekskrisi).
  • Reaksi-reaksi non-sintetik secara alami dan secara umum menghasilkan metabolit yang lebih larut dalam air dan kurang aktif.
  • Mayoritas metabolit dihasilkan melalui hidroksilasi umum sistem enzim yang dikenal sebagai Cytochrome P450.

Reaksi fase-II:

  • Reaksi ini termasuk pengikatan kovalen dari molekul endogen polar kecil seperti asam glukuronat, sulfat, atau glisin untuk membentuk senyawa-senyawa yang larut dalam air.
  • Ini juga dikenal sebagai reaksi konjugasi.
  • Senyawa-senyawa akhir memiliki berat molekul lebih besar.

Biotransformasi Mikroba

Biotransformasi dari berbagai polutan ialah satu cara yang berkelanjutan untuk membersihkan lingkungan yang tercemar. Metoda-metoda bioremediasi (seperti yang telah disampaikan pada artikel terdahulu) dan biotransformasi kesadahan secara terjadi, diversitas katabolik mikroba untuk mengurai, mengubah atau mengumpulkan secara luas senyawa-senyawa seperti hidrokarbon (misalnya minyak), poliklorinasi bisfenil (PCB), hidrokarbon poliaromatik (PAH), zat-zat farmasetikal, radionuklida dan logam-logam. Metodologi utama terobosan pada tahun baru telah memperbolehkan genomik, proteomik, bioinformatik yang rinci dan opsi analisis lain mikroorganisme yang relevan secara lingkungan yang memberikan pengertian mendalam yang belum pernah terjadi ke dalam jalur biotransformasi dan biodegradasi dan kemampuan organisme untuk mengadopsi perubahan kondisi lingkungan.

Proses biologis memainkan peranan utama dalam menghilangkan kontaminan dan zat cemar dari lingkungan. Beberapa mikroorganisme memiliki kepiawaian katabolik kejut untuk mengurai atau mentransformasikan senyawa-senyawa tersebut.  Terobosan metodologi baru dalam pengurutan, genomik, proteomik, biotransformatik dan gambaran yang menghasilkan banyak informasi yang luas. Dalam Bidang Mikrobiologi Lingkungan, studi global berbasis-genom membuka era baru yang memberikan pengertian mendalam yang belum pernah terjadi  dalam tinjauaan metabolik jaringan kerja regulator in silico, serta  teka-teki terhadap evolusi jalur biokimia yang relevan dengan biotransformasi dan dengan strategi adaptasi molekul untuk mengubah kondisi lingkungan.

Pendekatan-pendekatan genom dan metagenom fungsional menambah pemahaman kita tentang jalur-jalur relatif penting yang berbeda dan jaringan kerja regulator untuk fluks karbon dalam lingkungan tertentu dan untuk senyawa tertentu dan mereka memacu perkembangan teknologi bioremediasi dan proses biotransformasi. Juga ada pendekatan biotransformasi lain yang disebut biotransformasi enzimatik.

Biodegradasi Minyak

Minyak bumi adalah toksik bagi bentuk-bentuk kehidupan pada umumnya dan episode dan kronik polusi lingkungan oleh minyak menyebabkan gangguan ekologi utama. Lingkungan perairan terutama rentan, karena tumpahan minyak di sepanjang garis pantai dan laut terbuka adalah miskin akan containable dan mitigasi yang sulit. Selain itu polusi melalui kegiatan manusia, jutaan ton minyak bumi tumpah ke lingkungan perairan (lautan) setiap tahun dari rembesan alami. Terlepas dari toksisitasnya, fraksi minyak bumi yang dipertimbangkan masuk ke sistem perairan dihilangkan melalui aktivitas penguraian hidrokarbon oleh komunitas mikroba, terutama melalui penemuan terbaru yang luar-biasa dari kelompok spesialis, yang disebut dengan Hydrocarbonoclastic bacteria (HBC).

Alcanivorax borkumensis, sebuah paradigma HCB dan kemungkinan pengurai minyak global yang paling penting, adalah yang pertama ditujukan untuk analisis genomik fungsional. Analisis ini telah menghasilkan pengertian baru yang mendalam dalam kapasitasnya untuk:

(1)   Degradasi n-alkana yang meliputi metabolisme, produksi biosurfaktan an pembentukan biofilm;

(2)   Memangsai zat hara dan kofaktor dalam lingkungan perairan oligotrofik, serta;

(3)   Mengatasi dengan berbagai ketegangan habitat-spesifik. Karena itu pemahaman yang diperoleh mendasari pendahuluan yang berpengaruh nyata  upaya ke arah rancangan strategis berbasis-pengetahuan untuk mitigasi (mengurangi beban) kerusakan ekologi yang disebabkan oleh pencemaran minyak dari habitat perairan. HCB juga memiliki potensi aplikasi bioteknologi di bidang bioplastik dan biokatalisis.

Rekayasa Metabolik dan Aplikasi Biokatalitik

Pembahasan akan nasib zat-zat kimia organik yang persisten (tangguh) di lingkungan telah mengungkapkan sebuah reservoir besar dari reaksi enzimatik dengan potensi yang besar dalam pembuatan  sintesis organik, yang siap dieksploitasi bagi sejumlah oksigenase pada skala percontohan dan bahkan skala industri.  pilot and even on industrial scale. Katalis roman yang dapat diperoleh dari pendekatan berbasis perpustakaan metagenomik dan urutan DNA.

Kemampuan kita yang meningkat dalam mengadaptasikan katalis dengan reaksi-reaksi spesifik dan proses keperluan oleh mutagenesis rasional danacak yang luas cakupannya untuk aplikasi dalam industri kimia industri murni, tetapi juga dalam bidang biodegradasi.

Dalam banyak hal, katalis tersebut memerlukan diekploitasi sebagai sel utuh biokonversi atau dalam fermentasi, yaitu untuk sistem-pendekatan yang luas untuk memahami fisiologi dan metabolisme strain dan pendekatan rasional untuk merekayasa sel utuh karena mereka terus meningkat di area sistem bioteknologi dan biologi sintetik.***

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s