Analisis Kandungan Senyawa Bioaktif dari Produk Pupuk Hayati RiceSolutionTM, PT Archipelago Biotechnology Indonesia dengan Teknik Kromatografi dalam Menghambat Cytochrome bc1
Kata Kunci:
Kata Kunci: Cytochrome bc1, LC-MS, Magnoporthe Oryzae, molecular docking, RiceSolutionTM Archipelago Biotechnology IndonesiaAbstrak
Padi (Oryza sativa L.) merupakan makanan pokok bagi sebagian besar masyarakat Indonesia dan memiliki peran penting dalam pertanian global. Meskipun Indonesia merupakan salah satu penghasil beras terbesar, faktor serangan patogen seperti hawar daun bakteri dan tungro dapat menurunkan hasil panen secara signifikan. Pengembangan produk pupuk hayati yang inovatif dapat menjadi aset berharga untuk mendukung pertanian padi di Indonesia, terutama untuk mendorong pertumbuhan tanaman dan membantu padi melawan penyakit yang disebabkan oleh mikroba atau parasit. Salah satu produk pupuk hayati yang sudah banyak digunakan di kalangan petani padi Sumbawa adalah Ricesolution. Pupuk RiceSolution produksi PT. Archipelago Bioteknology Indonesia dikenal sangat efektif untuk mengobati penyakit hawar daun dan mempercepat pertumbuhan Padi, namun belum ada bukti ilmiah tentang kandungan kimia produk ini yang dilaporkan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui profil senyawa bioaktif yang terkandung dalam sampel pupuk hayati RiceSolution Archi Biotech Indonesia dengan menggunakan teknik LC-MS. RiceSolution adalah pupuk yang diproduksi oleh Laboratorium Bioteknologi Nusantara Indonesia. Pupuk cair ini dapat digunakan sebagai biofungisida dan bioinsektisida biasa yang tidak berbahaya bagi ekosistem karena menggunakan bantuan PGPR yang membuat suplemen dalam pupuk dapat dengan mudah dikonsumsi tanaman melalui siklus mineralisasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sampel RiceSolution mengandung 29 senyawa bioaktif; enam belas diantaranya berhasil diidentifikasi sebagai Hidroklorida, Acetophenone, 1,3,5-Norcaratrien, 2-Carbethoxycyclopentanone, 2-Fenilpirol, 4-(1-BOC-4-PIPERIDYL)-1-Butanol L, Lidokain, Tert- butil 4- (Siklopropilmetil L) Piperidin-1-Karboksilat; 5-[(2-Ethylhexyl)amino]-6-Metil-1,2,4-triazin-3(2H)-one, Tert-butil 4- (Siklopropilmetil), Piperidin-1-Karboksilat, Os9545500, N2-Benzoil -L-lisil-N-(4-karbamimidamidobutil)-L- Lisinamid, MFCD00059002, Asam Stearat, (1s,2R,1'R,2'S)-2,2'-{1,224,7,10,13,1- Hexaoxacyclooctadecane- 2,9-diylbis[mtethylene (hexylcar bamoyl0]} Asam disikloheksanakarboksil, Bis{2-[bis(hidroksietil)amino]etil}2-[(9E)-9-oktadesen-1-il]suksinat. bioaktif ini diketahui menjadi nilai dalam pertanian dari berbagai penelitian sebelumnya, data ini juga menandai sisa potensi “materi gelap kimiawi” yang belum teridentifikasi.
Referensi
Amiroh, A., Istiqomah, I., & Sholekan, S. (2018). Aplikasi Macam Pupuk Organik dan Pupuk Kimia Majemuk Terhadap Pertumbuhan dan Produksi Padi (Oryza sativa L.) dengan Sistem Jajar Legowo. AGRORADIX: Jurnal Ilmu Pertanian, 2(1), 47-54.
Beckmann, J. D., Ljungdahl, P. O., Lopez, J. L., & Trumpower, B. L. (1987). Isolation and characterzation of the nuclear gene encoding the Rieske iron-sulfur protein (RIP1) from Saccharomyces cereviseae. Journal of Biological Chemistry, 262(18), 8901-8909.
Berman, H. M., Westbrook, J., Feng, Z., Gililand, G., Bhat, T. N., Weissig, H., ... & Bourne, P. E. (2000). The protein data bank. Nucleic acids research, 28(1), 235-242.
De Maria, S. C. (2015). Strategies ti increase water productivity in irrigated rice systems: is reducing water inputs the key (Doctoral dissertation, PhD Thesis. Facolta Di Scienze Agrarie Alimentari Universita Degli Studi Dil Milano, Italia).
Dolinsky, T. J., Nielsen, J. E., McCammon, J. A., & Baker, N. A. (2004). PDB2QR: an automated pipeline for the setup of Poisson-Boltzmann electrostatics calculations. Nucleic acids research, 32(suppl_2), W665-W667.
El Kennani, S., Crespo, M., Govin, J., & Pflieger, D. (2018). Proteomic analysis of histone variants and their PTMs: strategies and pitfalls. Proteomes, 6(3), 29.
Fernandez, J., & Orth, K. (2018). Rice of a cereal killer: the biology of Magnoporthe oryzae biotrophic growth. Trends in microbiology, 26(7), 582-597.
Gioia, D., Bertazzo, M., Recanatini, M., Masetti, M., & Cavalli, A. (2017). Dynamic docking: a paradigm shift in computational drug discovery. Molecules, 22(11), 2029.
Groth, D. E., & Bond, J. A. (2007). Effects of cultivars and fungicides on rice sheath blight, yield, and quality. Plant Disease, 91(12), 1647-1650.
Hao, G. F., Wang, F., Li, H., Zhu, X. L., Yang, W. C., Huang, L. S., ... & Yang, G. F. (2012). Computational discovery of picomolar Q o site inhibitors of cytochrome bc1 complex. Journal of the American Chemical Society, 134(27), 11168-11176.
Huang, H., Lin, S., Garcia, B. A., & Zhao, Y. (2015). Quantitative proteomic analysis of histone modifications. Chemical reviews, 115(6), 2376-2418.
Hunte, C., Koepke, J., Lange, C., Robmanith, T., & Michel, H. (2000). Structure at 2.3 Å resolution of the cytochrome bc1 complex from the yeast Saccharomyces cereviseae co-crystallized with an antibody Fv fragment. Structure, 8(6), 669-684.
IUPAC, author. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the “Gold Book”). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). Online version (2019-) created by S. J. Chalk. ISBN 0-9678550-9-8. [Update March, 2020).
Jain, A. N., & Nicholls, A. (2008). Recommendation for Evaluation of Computational Methods. Journal of Computer-Aided Molecular Design, Vol.22:133-139.
Jannetto, P. J., & Fitzgerald, R. L. (2016). Effective use of mass spectrofotometry in the clinical laboratory. Clinical chemistry, 62(1), 92-98.
Kim, S., Thiessen, P. A., Bolton, E. E., Chen, J., Fu, G., Gindulyte, A., ... & Bryant, S. H. (2016). PubChem substance and compund databases. Nucleic acids research, 44(D1), D1202-D1213.
Langlangdewi, P. N. (2017). Pemanfaatan Teknik RAPD dalam Deteksi Keragaman Genetik Padi (Oryza sativa L.) Varietas Bahbutong Tahan Cekaman Kekeringan Hasil Iridiasi. Departemen Biologi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Lee, H., Heo, L., Lee, M. S., & Seok, C. (2015). GalaxyPepDock: a protein-peptide docking tool based on interaction similarity and energy optimization. Nucleic acids research, 43(W1), W431-W435.
Liu, Z., Liu, Y., Zeng, G., Shao, B., Chen, M., Li, Z., ... & Zhong, H. (2018). Application of molecular docking for the degradation of organic pollutants in the environmental remediation: A review. Chemosphere, 203, 139-150.
Makarov, A., LoBrutto, R., Karpinski, P., Kazakevich, Y., Christodoulatos, C., & Ganguly, A. K. (2012). Investigation of the effect of pressure and liophilic mobile phase additives on retention of small molecules and protein using reserved-phase ultrahigh pressure liquid chromatography. Journal of liquid chromatography & related technologies, 35(3), 407-427.
Musso, L., Fabbrini, A., & Dallavelle, S. (2020). Natural compound-derived cytochrome bc1 complex inhibitors as antifungal agents. Molecules, 25(19), 4582.
Nature amd Farming. (2014). Rice Prediction: Chapter 2 – The growth stages of rice. https://nature-and-farming.blogspot.com/2014/10/rice-production-chapter-2-growth-stages.html?m=1, diakses pada 20 Juni 2023 pukul 11.25 WITA.
Nobrega, F. G., & Tzagoloff, A. (1980). Assembly of the mitochondrial membrane system. DNA sequence and organization of the cytochrome b gene in Saccharomyces cereviseae D273-10B. Journal of Biological Chemistry, 255(20), 9828-9837.
Novianto, F. W., & Setyowati, E. (2009). Analisis produksi padi organik di Kabupaten Sragen tahun 2008.
Paipan, S., & Abrar, M. (2020). Analisis Kondisi Ketergantungan Impor Beras Di Indonesia. Jurnal Perspektif Ekonomi Darussalam (Darussalam Journal of Economic Perspec), 6(2), 212-222.
Pennisi, E. (2010). Armed and dangerous. Science (New York, NY), 327(5967), 804-805.
Proano-Bolanos, C., Blasco-Zuniga, A., Almeida, J. R., Wang, L., Llumiquinga, M. A., Rivera, M., ... & Shaw, C. (2019). Unravelling the skin secretion peptides of the gliding leaf frog, Agalychnis spurelli (Hylidae). Biomoluecules, 9(11), 667.
Rumawas, F., Chozin, M. A., Mugnisyah, W. Q., & Ghulamahdi, M. (2008). Studi serapan hara N, P, K dan potensi hasil lima varietas padi sawah (Oryza sativa L.) pada pemupukan anorganik dan organik. Jurnal Agronomi Indonesia (Indonesian Journal of Agronomy), 36(3).
Sadler, I., Suda, K., Schatz, G., Kaudewitz, F., & Haid, A. (1984). Sequencing of the nuclear gene for the yeast cytochrome c1 precursor reveals an unusually complex amino-terminal presequence. The EMBO Journal, 3(9), 2137-2143.
Salsyabilla, M. H. (2010). Analisis Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Impor Beras di Indonesia Periode 200:01 – 2009:04. Media Universitas Trisakti, 18(2), 69-91.
Sari, E. R., & Wijayanti, D. (2022). The Potential of Endophytic Fungi in Promoting Rice Plant Growth and Suppressing Blast Disease. Jurnal Tanaman Pangan dan Penyakit, 9(1), 1-10.
SETIAWAN, H. (2017). KAJIAN PENEMPATAN LIGAN PADA PROTEIN MENGGUNAKAN PENDEKATAN ALGORITMA GENETIKA.
Simanungkalit, R. D. M., Suriadikarta, D. A., Saraswati, R., Setyorini, D., & Hartatik, W. (2006). Pupuk organik dan pupuk hayati.
Sudir, S., Nasutio, A., Santoso, S., & Nuryanto, B. (2015). Penyakit blas Pyricularia grisea pada tanaman padi dan strategi pengendaliannya.
Syahputra, G. (2014). Simulasi docking kurkumin enol, bisdemetoksikurkumin dan analognya sebagai inhibitor ezim12-lipoksigenase. Jurnal Biofisika, 10(1).
Talbert, P. B., Ahmad, K., Almouzni, G., Ausio, J., Berger, F., Bhalla, P. L., ... & Henikoff, S. (2012). A unified phylogeny-based nomenclature for histone variants. Epigenetics & chromatin, 5(1), 1-19.
Trott, O., Olson, A. J. (2010). AutoDock Vina: improving the speeds and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading. Journal of computational chemistry, 31(2), 455-461.
van den Ouweland, J. M., & Kema, I. P. (2012). The role of liquid chromatography-tandem mass spectrofotometry in the clinical laboratory. Journal of chromatography B, 883, 18-32.
Vellaichamy, A., Tran, J., Catherman, A. D., Lee, J. E., Keliie, J. F., Sweet, S. M., ... & Kelleher, N. L. (2010). Size-sorting combined with improved nanocapillary liquid chromatography – mass spectrometry for identification of intact proteins up to 80 kDa. Analytical chemistry, 82(4), 1234-1244.
Wilson, J. H., & Hunt, T. (2002). Molecular biology of the cell, 4th edition: a problems approach. New York: Garland Science.
Yan, C., Xu, X., & Zou, X. (2016). Fully blind docking at the atomic level for protein-peptide complex structure prediction. Structure, 24(10), 1842-1853.
Yoshida, S. (1981). Fundamentals of Rice Crop Sciences. International Rice Research Institute.
Yun, C. H., Crofts, A. R., & Gennis, R. B. (1991). Assignment of the histidine axial ligands to the cytochrome bH and cytochrome bL components of the bcl complex from Rhodobacter sphaeroides by site-directed mutagenesis. Biochemistry, 30(27), 6747-6754.
Zara, V., De Blasi, G., & Ferramosca, A. (2022). Assembly of the Multi-Subunit Cytochrome bc1 Complex in the Yeast Saccharomyces cereviseae. International Journal of Molecular Sciences, 23(18), 10537.
Zhu, X., Wang, F., Li, H., Yang, W., Chen, Q., & Yang, G. (2012). Design, synthesis, and bioevaluation of novel strobilurin derivatives. Chinese Journal of Chemistry, 30(9), 1999-2008.
