Aktivitas Antibakteri Sponge Agelas Nakamurai Terhadap Bakteri Gram Negative: Study In Vitro dan In Silico

Walter Balansa; Lis C. Lukas; Frets J. Rieuwpassa; Aprelia M. Tomasoa

doi:10.35316/jsapi.v14i1.3012

Walter Balansa Politeknik Negeri Nusa Utara
Lis C. Lukas Politeknik Negeri Nusa Utara
Frets J. Rieuwpassa Politeknik Negeri Nusa Utara
Aprelia M. Tomasoa Politeknik Negeri Nusa Utara

10.35316/jsapi.v14i1.3012

Abstract

Bakteri gram negatif tetap menjadi ancaman serius bagi akuakultur, ekonomi, dan kesehatan manusia. Ironisnya, sementara antibiotik yang efektif belum ditemukan, resistensi bakteri ini terhadap berbagai antibiotik meningkat dengan kecepatan yang mengkhawatirkan. Hal ini menunjukkan urgensi penemuan antibiotik baru, terutama antibiotik yang dapat menghambat replikasi enzim seperti DNA gyrase atau topoisomerase IV, yang saat ini menjadi target baru penemuan antibiotik. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi antibakteri Agelas nakamurai terhadap A. hydrophila, A. salmonicida dan E. tarda menggunakan ekstrak spons (1, 10, dan 100) mg/mL dan tetrasiklin (1 mg/mL) sebagai kontrol positif dan memprediksi potensi antibakteri dari agelasine A-F (1-6) dan agelasidine A (7) dari A. nakamurai dari Kepulauan Sangihe terhadap protein topoisomerase IV melalui docking molekuler. Uji in vitro dilakukan dengan menggunakan metode Kirby Bauer dengan sedikit modifikasi dan studi in silico menggunakan CB-dock 2 dan Protein Ligand Interaction Profiler. Meskipun ekstrak menunjukkan aktivitas antibakteri yang lebih lemah terhadap A. hydrophila, A. salmonicida dan E. tarda dibandingkan tetrasiklin, molekul docking dengan CB-dock 2 menunjukkan bahwa agelasine A-F (1-6) dan agelasidin A (7) memiliki afinitas pengikatan yang lebih kuat (-7.1). hingga -8,6 kJ/mol) daripada tetrasiklin (10), ciprofloksasin (11) atau levofloksasin (12) (-6,6 hingga -8,3 kJ/mol). Docking molekuler pada agelasidin C (9) dan D (10) juga menunjukkan afinitas pengikatan yang kuat (-8,3 dan -8,8 kJ/mol) ke protein target 1S16 terutama akibat ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik. Secara kolektif, hasil ini menunjukkan potensi agelasidin A, C dan D sebagai modulator dari target antibiotik baru, enzim topoisomerase IV.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Abad, M., Bedoya, L., & Bermejo, P. (2011). Marine compounds and their antiviral activities. Antiviral Research, 86(3), 231–240. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2010.03.009

Angeloni, S., Spinozzi, E., Maggi, F., Sagratini, G., Caprioli, G., Borsetta, G., Ak, G., Sinan, K. I., Zengin, G., Arpini, S., Mombelli, G., & Ricciutelli, M. (2021). Phytochemical profile and biological activities of crude and purified leonurus cardiaca extracts. Plants, 10(2), 1–15. https://doi.org/10.3390/plants10020195

Balansa, W., Wodi, S. I. M., Rieuwpassa, F. J., & Ijong, F. G. (2020). Agelasines B, D and antimicrobial extract of a marine sponge Agelas sp. From Tahuna Bay, Sangihe Islands, Indonesia. Biodiversitas, 21(2), 699–706. https://doi.org/10.13057/biodiv/d210236

Hübsch, Z., Van Zyl, R. L., Cock, I. E., & Van Vuuren, S. F. (2014). Interactive antimicrobial and toxicity profiles of conventional antimicrobials with Southern african medicinal plants. South African Journal of Botany, 93, 185–197. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2014.04.005

Indraningrat, A. A. G., Smidt, H., & Sipkema, D. (2016). Bioprospecting sponge-associated microbes for antimicrobial compounds. Marine Drugs, 14(5), 1–66. https://doi.org/10.3390/md14050087

Liu, Y., Grimm, M., Dai, W. tao, Hou, M. chun, Xiao, Z. X., & Cao, Y. (2019). CB-Dock: a web server for cavity detection-guided protein–ligand blind docking. Acta Pharmacologica Sinica, 41(1), 138–144. https://doi.org/10.1038/s41401-019-0228-6

Liu, Y., Yang, X., Gan, J., Chen, S., Xiao, Z. X., & Cao, Y. (2022). CB-Dock2: improved protein-ligand blind docking by integrating cavity detection, docking and homologous template fitting. Nucleic Acids Research, 50(W1), W159–W164. https://doi.org/10.1093/nar/gkac394

Mehbub, M. F., Lei, J., Franco, C., & Zhang, W. (2014). Marine sponge derived natural products between 2001 and 2010: Trends and opportunities for discovery of bioactives. Marine Drugs, 12(8), 4539–4577. https://doi.org/10.3390/md12084539

Meidiza, R., Arimbi, A., & Hastutiek2, P. (2017). Gambaran Patologi Hepar Ikan Lele Dumbo (Clarias gariepinus) yang Diinfeksi Bakteri Edwardsiella tarda. Jurnal Ilmiah Perikanan Dan Kelautan, 9(1), 47. https://doi.org/10.20473/jipk.v9i1.7632

Mondol, M. R., Hossen, M. A., & Nahar, D. A. (2017). Length–weight relationships of three fish species from the Bay of Bengal, Bangladesh. Journal of Applied Ichthyology, 33(3), 604–606. https://doi.org/10.1111/jai.13268

Muley, L., Baum, B., Smolinski, M., Freindorf, M., Heine, A., Klebe, G., & Hangauer, D. G. (2010). Enhancement of hydrophobic interactions and hydrogen bond strength by cooperativity: Synthesis, modeling, and molecular dynamics simulations of a congeneric series of thrombin inhibitors. Journal of Medicinal Chemistry, 53(5), 2126–2135. https://doi.org/10.1021/jm9016416

Nascimento, G. G. F., Locatelli, J., Freitas, P. C., & Silva, G. L. (2000). Antibacterial activity of plant extracts and phytochemicals on antibiotic-resistant bacteria. Brazilian Journal of Microbiology, 31(4), 247–256. https://doi.org/10.1590/S1517-83822000000400003

Newman, D. J., & Cragg, G. M. (2004). Marine natural products and related compounds in clinical and advanced preclinical trials. Journal of Natural Products, 67(8), 1216–1238. https://doi.org/10.1021/np040031y

Pridgeon, J. W., & Klesius, P. H. (2012). Major bacterial diseases in aquaculture and their vaccine development. CAB Reviews: Perspectives in Agriculture, Veterinary Science, Nutrition and Natural Resources, 7(048), 1–16. https://doi.org/10.1079/PAVSNNR20127048

Riyanti, Marner, M., Hartwig, C., Patras, M. A., Wodi, S. I. M., Rieuwpassa, F. J., Ijong, F. G., Balansa, W., & Schäberle, T. F. (2020). Sustainable Low-Volume Analysis of Environmental Samples by Semi-Automated Prioritization of Extracts for Natural Product Research ( SeaPEPR ). Marine Drugs, 18(649), 1–15.

Rogers, G. B., Carroll, M. P., & Bruce, K. D. (2012). Enhancing the utility of existing antibiotics by targeting bacterial behaviour? British Journal of Pharmacology, 165(4), 845–857. https://doi.org/10.1111/j.1476-5381.2011.01643.x

Silver, L. L. (2011). Challenges of antibacterial discovery. Clinical Microbiology Reviews, 24(1), 71–109. https://doi.org/10.1128/CMR.00030-10

Triyaningsih, Sarjito, & Prayitno, S. B. (2014). Patogenisitas Aeromonas hydrophila yang diisolasi dari lele dumbo (Clarias gariepinus) yang berasal dari boyolali. Journal of Aquaculture Management and Technology, 3(2), 11–17. http://ejournal-s1.undip.ac.id/index.php/jfpik

Wintoko, F., Setyawan, A., Hudaidah, S., & Ali, M. (2013). Imunogenisitas heat killed vaksin inaktif Aeromonas salmonicida pada ikan mas (Cyprinus carpio). E-Jurnal Rekayasa Dan Teknologi Budidaya Perairan, II(1), 205–210. http://jurnal.fp.unila.ac.id/index.php/bdpi/article/view/228