karakteristik dan potensi antibiotik Bacillus cereus

A.    Ciri Umum Kelompok Bacillus

Secara umum, Kelompok Bacillus merupakan bakteri berbentuk batang (basil), dan tergolong dalam bakteri gram positif yang umumnya tumbuh pada medium yang mengandung oksigen (bersifat aerobik) sehingga dikenal pula dengan istilah aerobic sporeformers. Kebanyakan anggota genus Bacillus dapat membentuk endospora yang dibentuk secara intraseluler sebagai respon terhadap kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, oleh karena itu anggota genus Bacillus memiliki toleransi yang tinggi terhadap kondisi lingkungan yang berubah-ubah

Beberapa anggota Bacillus memiliki S-layer yang merupakan lapisan crystalline dipermukaan subunit protein atau glikoprotein. Bagian kapsul kebanyakan anggota Bacillus mengandung D atau L-glutamic acid, sedangkan beberapa lainnya memiliki kapsul yang mengandung karbohidrat. Variasi struktur dinding sel seperti pada kebanyakan bakteri gram negatif tidak ditemukan pada genus Bacillus. Dinding sel vegetatif kebanyakan anggota Bacillus terbuat dari peptidoglikan yang mengandung Meso-Diaminopimelic acid (DAP) dengan tipe Glyserol Teichoic Acid sangat bervariasi diantara spesies. Kebanyakan anggota genus Bacillus merupakan bakteri yang bersifat motil dan memiliki flagela tipe peritrik.

B.     Karakteristik Bacillus cereus

Bacillus cereus merupakan salah satu anggota genus Bacillus yang pertama kali diisolasi pada tahun 1969 dari darah dan cairan pleura pasien pneumonia. Bacillus cereus memiliki beberapa karakter morfologi diantaranya: gram positif dengan lebar sel 0,9 – 1,2 µm dan panjang 3 – 5 µm.  motilitas positif, spora elipsoidal, sentral atau parasentral, spora jarang keluar dari sporangia. Tidak membentuk kapsul, biasanya muncul dalam bentuk rantai panjang tipe R. Bentuk koloni irregular, opague terkadang waxy. Pada medium cair membentuk turbiditas moderate

Sel vegetatif dari Bacillus cereus dapat tumbuh pada rentang temperatur 5– 50 ^oC dengan temperatur optimal antara 35 - 40 ^oC, resisten terhadap pH 4,5–9,3. Dapat tumbuh pada anaerobic agar dan nutrien broth dan penambahan NaCl 7%, nutritive agar serta nutritive agar dengan 7 – 10 % darah domba. Waktu generasi relatif singkat, antara 20 – 30 menit. Dalam medium GA, Bacillus cereus telah mencapai fase eksponensial pada 6 jam inkubasi dan mencapai fase stasioner 20 jam setelah inkubasi.

Bacillus cereus memiliki karakter yang mirip dengan Bacillus thuringiensis dan Bacillus anthracis, namun tetap dapat dibedakan berdasarkan determinasi motilitas (kebanyakan Bacillus cereus bersifat motil) dan adanya kristal toxin (hanya dihasilkan oleh B. thuringiensis), aktivitas hemolisis (B cereus memiliki sifat ini, sedangkan B. anthracis bersifat non-hemolitik).

Beberapa strain dari Bacillus cereus bersifat patogen dan berbahaya bagi manusia karena dapat menyebabkan foodborne illness, namun beberapa diantaranya yang bersifat saprofitik dapat bermanfaat sebagai probiotik dan juga penghasil antibiotik yang potensial. Bacillus cereus kebanyakan ditemukan terkandung dalam bahan pangan dan menyebabkan 2 tipe keracunan makanan: 1) emetic yang merupakan keracunan yang dimediasi oleh toksin yang sangat stabil yang dapat bertahan pada temperatur tinggi, pH ekstrim serta tahan terhadap enzim pencernaan seperti: trypsin, pepsin. 2) diarrhoeal yang dimediasi oleh enterotoksin yang labil terhadap panas dan asam. Bacillus cereus merupakan mikroorganisme yang dapat tumbuh pada kisaran temperatur yang luas dan terdapat strain yang tergolong psychrophilic hingga thermophilic. Karena kebanyakan strain Bacillus cereus hidup dalam gastro-intestinal dan menyebabkan infeksi diarrhoeal, maka temperatur 37^oC merupakan temperatur pertumbuhan yang optimal.

C.     Potensi Produksi Antibiotik Bacillus cereus

Beberapa species utama genus Bacillus yang dapat memproduksi peptida antibiotik diantaranya: Bacillus brevis (contoh: Gramicidin, Tyrothricin), Bacillus cereus (Cerexin, Zwitermicin), Bacillus circulans (contoh: Circulin) , Bacillus laterosporus (contoh: Laterosporin). Bacillus licheniformis (contoh: Bacitracin), Bacillus polymyxa (Polymixin, Colistin), Bacillus pumilus (contoh: Pumilin) dan Bacillus subtilis (Difficidin, Subtilin, Mycobacillin).

Bacillus cereus merupakan salah satu anggota genus Bacillus yang memiliki potensi antibiotik. Bacillus cereus memproduksi Biocercin yang efektif menghambat Staphylococcus aureus dan Staphylococcus albus dengan menggunakan protease pepton agar sebagai medium uji. Spesies ini diketahui bersifat antagonistik terhadap Fusarium roseum var sambucinum yang merupakan agen penyebab Potato Dry Root dengan menggunakan medium uji potato dextrose agar.

Bacillus cereus memproduksi Mycocercin yang merupakan antibiotik peptida yang efektif terhadap beberapa jenis yeast maupun mold dengan rentang minimal inhibitory concentration antara 19,5 – 78 mikrogram/mL. Cerexin B merupakan antibiotik yang efektif terhadap bakteri gram positif yang diproduksi oleh Bacillus cereus Gp-3 dan merupakan antibiotik amphoteric acylpeptide. Bacillus cereus BMG 366-UF5 melalui fermentasi dengan menggunakan spora sebagai inokulum awal, dapat memproduksi Prumycin yang merupakan antibiotik yang juga diproduksi oleh Streptomyces kagawaensis dengan aktivitas yang tidak jauh berbeda.

Zwittermicin A merupakan salah satu antibiotik golongan aminopolylol yang diketahui efektif dalam menghambat beberapa patogen yang menyerang tanaman dengan spektrum luas meliputi bakteri (baik gram positif maupun gram negatif), beberapa fungi (seperti: oomycetes) dan protista (contohnya: alga). Zwittermicin A diketahui diproduksi oleh beberapa strain Bacillus cereus diantaranya: Bacillus cereus UW 11, UW 32, UW 52, UW 56, UW 64, UW 78, UW 89, UW 96,UW 119 dan UW 120. Beberapa strain tersebut selain memproduksi Zwittermycin A, juga memproduksi Kanosamin yang merupakan antibiotik dengan spektrum luas.

Reference

ABIS encyclopedia, 2009. Bacillus  cereus. http://www.tgw1916.net/ABIS/ encyclopedia. html. diakses: 20 Februari 2010.

Buda. G. 2009. Bacillus Cereus. http://wvlc.uwaterloo.ca/biology447/assign 2000/buda/ assignment2.htm . diakses: 20 Februari 2010.

Food and Drugs Association, 2001 . Bacillus cereus and another Bacillus spp. http://www.fda.gov/Food/FoodSafety/FoodborneIllness/FoodborneIlln. diakses: 5 November 2009.

Hoffmaster. A. R., R. T. Novak, C. K. Marston, J. E. Gee, L. H., J. M. Pruckler and P. P Wilkins. Genetic Diversity of clinical isolates of Bacillus cereus using multilocus sequence typing. BMC Microbiology 2008, 8:191.

Jenson I and Moir CJ. (1997) Bacillus cereus and other Bacillus species. In: Foodborne microorganisms of public health importance, 5th Edition, (Eds) Hocking, A.D., Arnold, G., Jenson, I., Newton, K. and Sutherland, P. pp 379-406. AIFST (NSW Branch), Sydney, Australia.

Milner. J. L., E. A. Stohl, J. Handelsman. 1996a. Zwittermicin A Resistance Gene from Bacillus cereus. Journal Of Bacteriology, p. 4266–4272 Vol. 178, No. 14.

Milner. J. L., L. silo-suh, J. C. Lee, H. he, J. Clardy, J. Handelsman. 1996b. Production of Kanosamine by Bacillus cereus UW 85. Applied and environmental microbiology, p. 3061–3065 vol. 62, no. 8.

NCBI, 2000. Bacillus Cerus. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db= genomeprj& cmd=ShowDetailView&TermToSearch=19959. Diakses 30 Maret 2010.

Sadfi. N., M. Cherif, M. R. Hajlaoui, A. Boudabbous, R. Belanger. 2002. Isolation and Partial Purification of Antifungal Metabolites Produced by Bacillus cereus. Ann Microbiol., 52, 323 – 337.

Todar. K. 2009. Bacillus and Related Endospore-forming Bacteria. http://www. textbookof bacteriology.net/Bacillus.html. diakses: 6 Nopember 2009.

Wijnands. L. M., J. B. Dufrenne, F. M van Leusden. Bacillus cereus: characteristics, behaviour in the gastro-intestinal tract, and interaction with Caco-2 cells. RIVM report 250912003.