Biotransformasi Senyawa Nitril dan Potensi Pemanfaatannya dalam Industri Kimia, Farmasetika, dan Lingkungan

Screenshot (195)

Categories



Published

November 24, 2022

HOW TO CITE

Bambang Sunarko

Badan Riset dan Inovasi Nasional

DOI: https://doi.org/10.55981/brin.712

Keywords:

Senyawa Nitril, Biotransformasi, Biokatalisis, Enzim, biokatalis

Synopsis

Selama kurang lebih 30 tahun dalam karir peneliti, penulis telah melakukan kegiatan bioprospeksi, yaitu penggalian dan pengkajian potensi sumber daya mikroba Indonesia, terutama dalam kaitannya dengan kemampuan sumber daya tersebut dalam mendegradasi senyawa nitril/sianida, serta menjajaki kemungkinan aplikasi sumber daya tersebut sebagai biokatalis untuk pemecahan masalah lingkungan, industri kimia, dan farmasetika. Hasil penelitian tersebut, selain untuk pengayaan khazanah ilmu pengetahuan, diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai sarana untuk pengembangan proses bersih di Indonesia. Tidak hanya untuk industri yang terkait dengan nitril/sianida saja, hasil yang diperoleh diharapkan juga dapat digunakan sebagai model penelitian, pengembangan dan pemanfaatan mikroba Indonesia sebagai biokatalis untuk berbagai proses industri penting lainnya. Dalam naskah orasi ini, dipaparkan state of the art, penelitian, pengembangan dan pemanfaatan mikroba/enzim pendegradasi nitril saat ini, termasuk dari sumber daya mikroba Indonesia, serta perspektif tentang riset dan potensi penerapannya dalam industri kimia, farmasetika dan lingkungan di masa depan.

Author Biography

Bambang Sunarko, Badan Riset dan Inovasi Nasional

Menamatkan Sekolah Dasar Negeri Surodakan II tahun 1971, Sekolah Menengah Pertama Negeri Trenggalek tahun 1974, Sekolah Menengah Atas Negeri Trenggalek tahun 1977. Memperoleh gelar Sarjana Pertanian (Ir.) dari Institut Pertanian Bogor (IPB) tahun 1982, dan gelar Doktor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) dari Universitaet Bayreuth, Jerman tahun 1995. Pernah menduduki jabatan struktural sebagai Kepala Bidang Bioproses, Puslit Bioteknologi (2001–2006), Kepala Pusat Penelitian Biologi-LIPI (2013–2014), dan Kepala Pusat Penelitian Bioteknologi-LIPI (2014–2018). Selama meniti karier di bidang mikrobiologi, telah menghasilkan 52 karya tulis ilmiah (KTI), baik yang ditulis sendiri maupun bersama penulis lain dalam bentuk buku, jurnal, dan prosiding. Sebanyak 16 KTI ditulis dalam bahasa Inggris, dan 1 dalam bahasa Jerman. Aktif dalam organisasi profesi ilmiah, antara lain sebagai Sekretaris Jenderal Perhimpunan Biologi Indonesia (PBI) (2013–2017) sebagai National Focal Point of Sub-Committee on Bio-technology, ASEAN (2014–2018) dan Chair of Sub-Committee on Biotechnology, ASEAN (2018); anggota Hipenindo/PPI (2019–sekarang), Perhimpunan Mikrobiologi Indonesia (PERMI) (1995–sekarang), Konsorsium Bioteknologi Indonesia (KBI) (2003–2005) & (2014–2018), dan anggota American Society of Microbiology (ASM) tahun 1995. Menerima tanda penghargaan Satyalancana Karya Satya X (tahun 2003), XX (tahun 2007), XXX (tahun 2015), dan Satyalancana Pembangunan (tahun 2019) dari Presiden RI.

References

Jemli S, Ayadi-Zouari D, Hlima HB, Bejar S. Biocatalysts: application and engineering for industrial purposes. Critical Reviews in Biotechnol. 2016; 36(2):246–258.

Bhalla TC, Kumar V, Kumar V, Thakur N, Savitri. Nitrile metabolizing enzymes in biocatalysis and biotransformation. Applied Biochemistry and Biotechnology. 2018 Jan 30; 185(4): 925–946.

Gong JS, Lu ZM, Li H, Shi JS, Zhou ZM, Xu ZH. Nitrilases in nitrile biocatalysis: recent progress and forthcoming research. Microbial Cell Factories. 2012 Oct 30; 11(1): 142–159.

Nigam VK, Arfi T, Kumar V, Shukla P. Bioengineering of nitrilases towards its use as green catalyst: applications and perspectives. Indian Journal of Microbiology. 2017 Mar 25; 57(2): 131–138.

Widjaja EA, Rahayuningsih Y, Rahajoe JS, Ubaidillah R, Maryanto I, Baroto E, dkk. Kekinian Keanekaragaman Hayati Indonesia 2014. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Kementerian PPN/Bappenas, Kementerian Lingkungan Hidup; 2014. Diunduh dari: http://penerbit.lipi.go.id/data/naskah1432194926.pdf

Howden AJM, Preston GM. Nitrilase enzymes and their role in plant–microbe interactions. Microbial Biotechnology. 2009 Jun 15; 2(4): 441–451.

Zagrobelny M, Bak S, Moller BL. Cyanogenesis in plants and arthropods. Phytochemistry. 2008 May; 69(7): 1457–1468.

Ebel M, Evangelou MWH, Schaeffer A. Cyanide phytoremediation by water hyacinths (Eichhornia crassipes). Chemosphere. 2007 Jan; 66(5): 816–823.

Wang MX. Enantioselective biotransformations of nitriles in organic synthesis. Accounts of Chemical Research 2015; 48(3): 602–611.

Sunarko B. Mikrobieller abbau von acetonitril und vinylacetat und charakterisierung von vinylacetatesterase. Doctoral thesis. Universitaet Bayreuth, Jerman. 1995.

Chen J, Zheng RC, Zheng YG, Shen YC. Microbial transformation of nitriles to high-value acids or amides. Advance in Biochemical Engineering/Biotechnology 2009 Jan 1; 113: 33–77.

Thimann KV, Mahadevan S. Nitrilase I: occurrence, preparation and general properties of the enzyme. Archives in Biochemistry and Biophysics. 1964 Apr; 105(1): 133–141.

Yamada H, Kobayashi M. Nitrile hydratase and its application to industrial production of acrylamide. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. 1996; 60(9): 1391–1400.

Sunarko B, Adityarini, Tambunan USF, Sulistinah N. Isolasi, seleksi, dan karakterisasi mikroba pendegradasi asetonitril dari limbah industri. Berita Biologi 2000; 5(2): 177–185.

Thontowi A, Sunarko B. Isolasi dan karakterisasi mikrob pendegradasi senyawa nitril. Biosfera. 2005; 22(1): 30–38.

Atmosukarto IIC, Sunarko B. Screening of nitrile-degrading endophytic bacteria from the biodiversity of Indonesia. Jurnal Teknologi Indonesia. 2011; 34 (Edisi Khusus): 115–122.

Riffiani R, Sulistinah N. Keragaman bakteri penghasil enzim penghidrolisis nitril di Pulau Enggano, Bengkulu. Berita Biologi. 2017; 16(3): 219–330.

Riffiani R, Sulistinah N, Sunarko B. Pengucilan gen penyandi enzim nitrilase enam isolat bakteri unggulan. Jurnal Biologi Indonesia. 2015; 11(1): 41–50.

Sunarko B, Sulistinah N. Acrylonitrile degradation by whole cells of Corynebacterium sp. D5, isolated from polluted industrial waste. IOP Conference Series: Earth Environmental Science. 308 012012; 2019: 1–6.

Heald SC, Brandão PFB, Hardicre R, Bull AT. Physiology, biochemistry and taxonomy of deep-sea nitrile metabolising Rhodococcus strains. Antonie Van Leeuwenhoek. 2001; 80(2): 169–183.

Hastuty A, Mangunwardoyo W, Sunarko B. Characterization of a-nitrile hydratase and amidase of Rhodococcus aff. Qingshengii from Indonesia. HAYATI Journal of Biosciences. 2014 Jun 1; 21(2): 53–64.

Sulistinah N, Suliawati, Sunarko B. Karakterisasi enzim pendegradasi benzonitril yang dihasilkan oleh Flavobacterium sp. Jurnal Biologi Indonesia. 2003; 7(2): 36–40.

Sulistinah N, Sunarko B, Thontowi A. Metabolisme benzonitril oleh Flavobacterium sp. NUB 1. Jurnal Biologi Indonesia. 2002; 3(3): 219–226

Sunarko B, Sulistinah N. Biotransformasi 3-sianopiridin menjadi nikotinamida dengan sel Corynebacterium D5 sebagai biokatalis. Jurnal Teknologi Indonesia. 2011; 34 (Edisi Khusus): 108–114.

Sulistinah N, Munandar H, Sunarko B. A new indigenous cyanomethane-degrading bacterium isolated from gold mining waste water. Jurnal Biologi Indonesia. 2019; 15(2): 131–139.

Thontowi A, Pamuji EW, Sunarko B. Biotransformasi adiponitril oleh Bacillus licheniformis BA2. Berkala Penelitian Hayati. 2004 Des;10(1): 25–30.

Sunarko B, Sulistinah, N. Karakterisasi enzim nitril hidratase dan amidase dari Pseudomonas sp. BP3 dalam biokonversi adiponitril menjadi asam adipat. Jurnal Biologi Indonesia. 2008; 5(2):173–186.

Supariasih D. Penapisan mikrob pendegradasi 2-(3-ben-zoilfenil)-propionitril dan karakterisasi nitrilase dari isolat terpilih. Skripsi. Program Studi Biokimia, FMIPA, IPB, Bogor. 2008.

Subowo YB, Sunarko B, Gandjar I. (2003). Isolasi dan seleksi jamur pendegradasi senyawa bensonitril. Berita Biologi. 2003; 6(4): 575–581.

Wyatt JM, Linton EA. The industrial potential of microbial nitrile biochemistry. In: Cyanide Compounds in Biology. Mehnert, J and Brimer L (Eds.). John Wiley and Sons, Chichester, UK. 1988: 32–42.

Sulistinah N, Riffiani R, Sunarko B. Potensi Rhodococcus pyridinovorans GLB5 sebagai biokatalis dalam konversi senyawa methil sianida dan phenil sianida. Berita Biologi. 2016; 15(1): 39–48.

Riffiani R, Sulistinah N. Penapisan mikroba laut perombak senyawa nitril dan protein yang diisolasi dari spons di perairan Ternate. Jurnal Biologi Indonesia. 2010; 6(3): 353–365.

Sulistinah N, Riffiani R. Nitrile hydrolysing enzymes-producing bacterium isolated from gandang dewata mountain, West Sulawesi. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 166 012019; 2018.

Asif M. Pharmacological potential of benzamide analogues and their uses in medicinal chemistry. Mod. Chem. Appl. 2016; 4(4): 1–10.

Safety P. Penapisan bakteri pendegradasi propionamida dan karakterisasi enzim amidase dari isolat terpilih. Skripsi. Program Studi Biokimia, FMIP, IPB, Bogor. 2009.

Surani EE. Biotransformasi alpha-amino propionitril menjadi l-alanin oleh Pseudomonas L3. Skripsi. Program Studi Biokimia, FMIPA, IPB, Bogor. 2001.

Yamada H, Shimizu S, Kobayashi M. Hydratases involved in nitrile conversion: screening, characterization and application. Chem. Rec. (2001; 1(2): 152-161.

Nagasawa T, Takeuchi K, Yamada H. Occurrence of a cobalt-induced and cobalt-containing nitrile hydratase in Rhodococcus rhodochrous J1. Biochemical Biophysical Research Communications. 1988 Sept 15; 155(2): 1008–1016.

Fitri E Y. Kinetika Fermentasi Pseudomonas sp. dalam memproduksi asam adipat dan karakteristik enzim yang terlibat didalamnya. Skripsi. Program Studi Biokimia, FMIPA, IPB, Bogor. 2005.

ICCP 2001. Climate change 2001: synthesis report. a contribution of working group i, ii, and iii to the third assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Watson, RT and the Core Writing Team (eds.) Cambridge University Press, Cambridge, UK. 2001.

Sander A, Sunarko B, Meyer O. Verfahren und biologisch aktive substanzen zum mikrobiologischen abbau von acetonitril in mobilen phasen der hochdruck-flues-sigkeit-chromatographie. German Patent no. 3831396: 1989.

Sunarko B, Meyer O. A microbial system for the detoxi-fication of acetonitrile in hplc waste. Paper presented at the Dechema Biotechnology Conference, Braunschweig, Germany: 1989.

Sulistinah N, Riffiani R, Sunarko B. Pengembangan sistem deteksi senyawa sianogen dalam ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) dengan pendekatan enzimatis. Jurnal Biologi Indonesia. 2014; 10(1): 77–82.

Sulistinah N, Handayani R, Sunarko B. Isolasi mikrobia yang berperan dalam biodegradasi senyawa nitril serta karakterisasi enzim yang terlibat didalamnya. ENVIRO. 2005; 5(1): 18–21.

Sulistinah N, Sunarko B. Penapisan mikroba penghasil enzim untuk biotransformasi senyawa nitril. Berkala Penelitian HAYATI (Journal of Biological Researches). 2011; Edisi Khusus No. 4F: 13–18.

Riffiani R, Sulistinah N, Sunarko B. Gene Encoding Nitrilase from Soil Sample of Lombok Gold Mine Industry Using Metagenomics Approach. Knowledge E Life Sciences. 2017 Jul 11; 2017:201–207.

Sulistinah N, Sunarko B. Kinetika Biotransformasi Suksinonitril oleh Pseudomonas sp. Berita Biologi. 2010; 10(1): 85–91.

Subowo YB. Karakterisasi Enzim Pendegradasi Senyawa Asetonitril dalam Sel Fusarium solani. Berita Biologi. 2003; 6(4): 609-614.

Thontowi A, Sunarko B. Optimasi biotransformasi adiponitril menjadi asam adipat oleh sel Bacillus licheniformis BA2. Widyariset. 2006; 9(1): 15–23.

Supriyati D, Sunarko B. Pemanfaatan berbagai senyawa nitril dan produk degradasinya sebagai substrat untuk pertumbuhan isolat bakteri TP. Berita Biologi. 2001; 5(4): 431–438.

Sulistinah N, Sunarko B. Pertumbuhan isolat bakteri d1 pada berbagai senyawa nitril. Jurnal Biologi Indonesia. 1999; 2(5): 250–257.

Sulistinah N, Sunarko B. Pertumbuhan beberapa isolat mikroba dari berbagai limbah industri pada benzamida. Berita Biologi. 2000; 5(1): 103–110.

Peraturan Menristek-Dikti tentang Prioritas Riset Nasional tahun 2020–2024. Nomor 38 Tahun 2019.

Peraturan Presiden tentang Pengelolaan Mikroorganisme. Nomor 1 Tahun 2021.

Scroll to Top
×