Uji Aktivitas Antibakteri Fraksi Metanol Liken dari Daerah Hutan Pelangi, Bondowoso terhadap Staphylococcus aureus dan Karakterisasi Senyawa Berdasarkan Pendekatan Metabolomik

Abstract

Infeksi bakteri masih menjadi penyebab utama morbiditas dan mortalitas global, dengan S. aureus sebagai salah satu patogen resisten yang paling banyak menimbulkan kematian. Penggunaan antibakteri yang masif memicu resistensi bakteri, sehingga eksplorasi antibakteri alami menjadi penting. Liken yang merupakan organisme simbiosis jamur dan alga berpotensi sebagai sumber antibakteri baru karena mengandung ratusan metabolit sekunder bioaktif. Penelitian ini berfokus pada liken yang dikumpulkan dari Hutan Pelangi, Bondowoso, Jawa Timur, dengan pendekatan metabolomik untuk menghubungkan profil metabolit fraksi metanol liken dengan aktivitas antibakterinya terhadap S. aureus. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui profil metabolit fraksi metanol liken menggunakan HPLC, mengetahui persentase penghambatan bakteri S. aureus pada konsentrasi 100 µg/mL, menganalisis hubungan profil metabolit dan aktivitas antibakteri melalui analisis multivariat PCA dan OPLS-DA, serta melakukan karakterisasi dan validasi in silico senyawa target berdasarkan hasil HR-MS. Penelitian eksperimental ini dilaksanakan di beberapa laboratorium Universitas Jember, Universitas Ma Chung, dan BRIN sejak Juli 2025. Empat spesies liken (P. crinitum, T. flavicans, P. reticulatum, dan P. perlatum) dikumpulkan dan diekstraksi dengan metode maserasi menggunakan metanol, kemudian difraksinasi cair-cair dengan heksana untuk memperoleh fraksi metanol. Aktivitas antibakteri diuji dengan metode mikrodilusi konsentrasi tunggal (100 µg/mL) mengacu protokol CLSI 2020, menggunakan gentamisin sebagai kontrol positif dan DMSO 1% sebagai kontrol negatif. Profil metabolit dianalisis dengan HPLC fase terbalik dan data kromatogram yang diperolah dianalisis multivariat PCA dan OPLS-DA untuk mengaitkan waktu retensi tertentu dengan aktivitas antibakteri. Target puncak kromatogram selanjutnya dikarakterisasi dengan HRMS untuk identifikasi senyawa, dilanjutkan validasi in silico melalui penambatan molekuler terhadap tiga protein target bakteri (MetAP1, DHFR, GyrB) serta uji kelayakan obat berdasarkan Lipinski Rule of Five dan Veber Rule. Keempat spesies liken menunjukkan persentase penghambatan S. aureus bervariasi antara 7 – 106%. P. crinitum (Ach.) M.Choisy menunjukkan aktivitas terkuat (rata-rata 106%, setara gentamisin), diikuti P. perlatum perlatum (Huds.) M.Choisy (43,7%), T. flavicans (Sw.) Norman (15,1%), P. reticulatum (Taylor) M.Choisy (7,3%, aktivitas lemah). Analisis OPLS-DA berhasil membentuk model clustering yang baik (Q² > 0,5) antara profil metabolit dan kelas aktivitas antibakteri (poten, sedang, menengah), mengidentifikasi puncak kromatogram pada waktu retensi 19,6–20,0 menit sebagai kontributor utama aktivitas pada spesies poten. Karakterisasi HR-MS pada fraksi puncak kromatogram tersebut mendeteksi 161 senyawa, terdiri dari 12 metabolit primer, 35 metabolit sekunder, dan sisanya kontaminan. Setelah penelusuran literatur, senyawa fenolik 3,5-di-tert-butilkatekol diduga bertanggung jawab atas aktivitas antibakteri. Validasi in silico menunjukkan senyawa ini memiliki afinitas ikatan lebih baik daripada kontrol positif terhadap protein 1QXY (MetAP1) sebesar -6,9 kkal/mol, meski sedikit lebih rendah dibanding kontrol pada protein 3SQY dan 3U2D. Senyawa ini juga memenuhi seluruh kriteria Lipinski Rule of Five dan Veber Rule, menunjukkan potensi baik sebagai kandidat obat oral. Fraksi metanol liken dari Hutan Pelangi, Bondowoso terbukti memiliki aktivitas antibakteri terhadap S. aureus dengan tingkat yang bervariasi. Pendekatan metabolomik berbasis PCA dan OPLS-DA berhasil menghubungkan profil metabolit dengan aktivitas biologis dan mengarah pada identifikasi senyawa 3,5-ditert-butilkatekol sebagai kandidat antibakteri potensial, yang didukung hasil validasi in silico yang menjanjikan. Penelitian menyarankan pengujian MIC lebih lanjut serta validasi menggunakan isolat murni senyawa tersebut.