Biodegradasi Siprofloksasin dan Trimetoprkm oleh isolat Trametes Hirsuta D7 dan Enzim Lakasenya

Abstract

Peningkatan konsumsi antibiotik global, seperti siprofloksasin (CIP) dan trimetoprim (TMP), telah menyebabkan pencemaran lingkungan yang signifikan melalui limbah dari manusia, hewan, dan industri. Akumulasi antibiotik di lingkungan ini dapat memicu perkembangan bakteri resisten antibiotik (ARB), yang merupakan ancaman serius terhadap kesehatan manusia dan ekosistem. Metode pengolahan limbah antibiotik konvensional, seperti proses fisik dan kimia, syringeal memiliki keterbatasan terkait biaya tinggi dan potensi toksisitas. Sebagai alternatif, metode biodegradasi menggunakan jamur pelapuk putih (JPP) menawarkan solusi yang lebih ramah lingkungan. Enzim lakase yang dihasilkan oleh JPP memiliki kemampuan untuk mendegradasi senyawa organik kompleks, termasuk antibiotik, menjadi senyawa yang lebih sederhana dan tidak berbahaya. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji kemampuan isolat jamur pelapuk putih Trametes hirsuta D7 dan crude enzim lakase-nya dalam mendegradasi antibiotik CIP dan TMP secara in vitro, serta menganalisis jalur degradasi senyawa TMP untuk memahami mekanisme biodegradasi yang terjadi. Isolat T. hirsuta D7 diremajakan pada media agar. Produksi crude enzim lakase dilakukan melalui fermentasi padat menggunakan tandan kosong kelapa sawit. Uji biodegradasi antibiotik dilakukan menggunakan kultur jamur dan crude enzim lakase. Analisis degradasi dilakukan menggunakan spektrofotometer UV-Vis, dan produk degradasinya dianalisa menggunakan GC-MS, dan LC-HRMS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kultur jamur T. hirsuta D7 mampu mendegradasi CIP hingga 64% pada konsentrasi 100 mg/L, dan TMP hingga 56% pada konsentrasi yang sama setelah 7 hari. Laju degradasi menurun pada konsentrasi antibiotik yang lebih tinggi, yang dipengaruhi oleh kinetika degradasi Michaelis-Menten. Di sisi lain, biodegradasi menggunakan crude enzim lakase menunjukkan aktivitas lakase maksimum 119 U/L tercatat pada konsentrasi 300 mg/L CIP. Enzim lakase mampu mendegradasi CIP 100 mg/L sebesar 78%, TMP 100 mg/L sebesar 67%. TMP lebih sulit terdegradasi dibandingkan CIP karena perbedaan struktur kimia, terutama adanya gugus metoksi pada TMP yang mengurangi elektrofilisitasnya. Mekanisme degradasi TMP mengungkapkan bahwa salah satu produk transformasi TMP adalah 2,6-diaminopyrimidin-5-ol, yang memiliki struktur lebih sederhana. Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan potensi besar crude enzim lakase yang dihasilkan oleh T. hirsuta D7 dalam biodegradasi antibiotik CIP dan TMP, serta memberikan pemahaman lebih dalam mengenai mekanisme degradasi antibiotik di lingkungan. Pendekatan ini menawarkan solusi ramah lingkungan untuk mengatasi pencemaran antibiotik dan potensi perkembangan ARB, dengan implikasi penting untuk pengelolaan limbah dan perlindungan ekosistem. Kata kunci: antibiotik, biodegradasi, lakase, trametes hirsuta D7, jamur pelapuk putih